A cor intensa apresentada por muitos complexos de metais de transição está relacionada a:
A) Absorção de radiação no infravermelho.
B) Transições eletrônicas entre orbitais s e p.
C) Transições
-d permitidas pela interação com ligantes.
D) Movimento dos elétrons de valência no núcleo.
E) Presença de átomos com número atômico elevado.
A) Absorção de radiação no infravermelho.
B) Transições eletrônicas entre orbitais s e p.
C) Transições
D) Movimento dos elétrons de valência no núcleo.
E) Presença de átomos com número atômico elevado.
Passo 1
O enunciado pergunta por que muitos complexos de metais de transição exibem cores intensas. O conteúdo envolve espectroscopia eletrônica e teoria do campo cristalino, em que precisamos entender como os ligantes afetam os orbitais d do metal para permitir absorção no visível.
Passo 2
Num íon de metal de transição isolado, os cinco orbitais d são degenerados. Quando o metal forma um complexo com ligantes, esses orbitais se separam em dois níveis de energia diferentes (tipicamente chamados de
e
) por efeito do campo cristalino dos ligantes.
A diferença de energia entre os níveis
e
costuma estar na faixa de aproximadamente 1,5 eV a 3 eV, ou seja, em torno de
–
,
, que corresponde à região do espectro visível. Quando um elétron faz a transição
, há absorção de luz colorida.
A diferença de energia
Passo 3
Essas transições
são Laporte proibidas em centros com inversão perfeita
, mas a presença de ligantes assimétricos quebra o centro de inversão e/ou acopla vibrações, tornando-as parcialmente permitidas. Isso dá intensidade suficiente ao pico de absorção para gerar a cor que vemos.
Passo 4
As demais opções não explicam a coloração intensa em complexos de metais de transição:
- A absorção no infravermelho (A) está em energia muito baixa.
- Transições
(B) ocorrem no UV e não são características destes complexos. - Movimento de elétrons de valência no núcleo (D) não faz sentido físico.
- Ter número atômico elevado (E) não garante absorção na região visível.
Resposta
C) Transições
–
permitidas pela interação com ligantes.