Embora a maioria dos compostos de coordenação de metais de transição sejam fortementecoloridos, alguns não o são. Para cada um dos casos a seguir, explique a falta de cor intensa:
, octaédrico, é rosa pálido (ao contrário do
, tetraédrico, que é azul intenso);
Passo 1
Beleza, o exercício pede para explicar por que o complexo octaédrico [Co(H₂O)₆]²⁺ é só um rosa bem fraquinho, enquanto o tetraédrico [CoCl₄]²⁻ fica azul intenso.
Conteúdo: química de coordenação, teoria do campo cristalino e regras de seleção de transições eletrônicas (especialmente a regra de Laporte).
O que vamos precisar:
Conteúdo: química de coordenação, teoria do campo cristalino e regras de seleção de transições eletrônicas (especialmente a regra de Laporte).
O que vamos precisar:
- Entender por que complexos ficam coloridos (transições d–d).
- Saber como o campo cristalino separa orbital d em octaédricos e tetraédricos.
- Conhecer a regra de Laporte (centro de simetria x intensidade de absorção).
Passo 2
Primeiro, cor em complexos de metais de transição vem de transições eletrônicas entre níveis d. No caso de Co²⁺ (configuração d⁷), alguns elétrons pulam de orbitais d mais baixos para orbitais d mais altos ao absorver luz. A frequência (ou cor) da luz absorvida depende da diferença de energia Δ entre esses níveis.
Passo 3
Teoria do Campo Cristalino:
- Em geometria octaédrica, os cinco orbitais d se dividem em dois grupos, t₂g (mais baixos) e e_g (mais altos), separados por Δ_O.
- Em geometria tetraédrica, a separação é menor (Δ_T ≈ 4/9·Δ_O), e a ordem se inverte (e mais baixo, t₂ mais alto).
Logo, cada complexo absorve luz de energia igual à Δ específica e percebemos a cor complementar.
Passo 4
Agora, intensidade da cor:
- Regra de Laporte: “transições que não mudam paridade (g→g ou u→u) são proibidas e muito fracas.”
• Complexo octaédrico tem centro de inversão → orbitais d são ‘g’ (gerade) → d→d é proibido (g→g). Transição fraca = cor pálida.
• Complexo tetraédrico não tem centro de inversão → orbitais d misturam g e u → d→d fica permitido (g↔u) → absorção forte = cor viva. - Além disso, Cl⁻ é um ligante de campo mais fraco que H₂O, dá Δ_T pequeno → absorve luz de menor energia (vermelha/amarela) → cor complementar azul.
Resposta
[Co(H₂O)₆]²⁺ é rosa pálido porque, no campo octaédrico, as transições d–d são Laporte‐forbidden (bem fracas). Já [CoCl₄]²⁻, sendo tetraédrico, não tem centro de inversão e suas transições d–d são Laporte‐allowed, gerando absorção intensa e cor azul viva.