Escolha a alternativa correta que sugere adequadamente, com base na teoria do campo cristalino, porque, geralmente, os complexos de coordenação de Cu(I) são incolores e os de Cu(I I) são coloridos.
a) Cu(I) tem configuração d^10, enquanto que Cu(II) é d^9. Logo o Cu(I) não pode acomodar transições do tipo d-d, mas o Cu(II) pode acomodar.
b) Cu(I) forma complexos de campo fraco, enquanto que Cu(II) forma complexos de campo forte.
c) Cu(I) tem configuração d^0 e por isso não pode ocorrer transições eletrônicas do tipo d-d; mas o Cu (II) que tem configuração d^1, podendo acomodar transições do tipo d-d.
d) Cu(I I) forma complexos de spin alto, enquanto que Cu(I I) forma complexos de spin baixo.
e) Cu(I) forma complexos quadrados e o Cu(I I) forma complexos octaédricos.

Passo 1

Beleza, o enunciado pergunta por que, segundo a teoria do campo cristalino (TCC), os complexos de Cu(I) são incolores e os de Cu(II) são coloridos. O conteúdo aqui é TCC e transições eletrônicas d–d em complexos de coordenação. Para resolver, a gente vai precisar saber:
  1. Configuração eletrônica de Cu(I) e Cu(II) nos orbitais d (quantos elétrons em d).
  2. Como a TCC faz os cinco orbitais d “quebrarem” em dois grupos com energias diferentes (Δ).
  3. Que só existem absorções d–d se houver elétrons para pular de um nível d mais baixo para um nível d mais alto.

Passo 2

Na TCC, quando um metal forma um complexo (por exemplo octaédrico), os cinco orbitais d deixam de ser todos iguais e se dividem em:
  • três orbitais mais baixos (t₂g)
  • dois orbitais mais altos (e_g)
    A diferença de energia entre e_g e t₂g é o chamado Δ (splitting). Para o complexo absorver luz, um elétron tem que pular de t₂g para e_g (transição d–d), e a cor que vemos é o complemento da luz que ele absorveu.

Passo 3

Agora, olha as configurações:
  • Cu(I) tem configuração d¹⁰ (tudo cheio nos cinco orbitais d).
  • Cu(II) tem configuração d⁹ (um “buraco” em d, ou seja, um único elétron a menos).
Em Cu(I) d¹⁰ não sobra nenhum orbital d vago nem nenhum elétron em t₂g que possa subir para e_g. Logo, nenhuma transição d–d acontece e o complexo não absorve nada na região visível → ele é incolor.
Em Cu(II) d⁹ há um elétron em t₂g que pode pular para e_g, gerando absorção de luz na região visível → o complexo aparece colorido.

Resposta

Alternativa a).

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