Dê a estrutura dos seguintes complexos:
Hexacianomanganato (III) de potássio
Hexacianomanganato (III) de potássio
Passo 1
O enunciado pede: “Dê a estrutura do complexo Hexacianomanganato (III) de potássio”.
Informações que o nome nos dá (sem resolver ainda):
Informações que o nome nos dá (sem resolver ainda):
- O metal é manganês no estado de oxidação
(indicado por ). - O ligante é o cianeto, representado por
, e o prefixo “hexa” indica que são ligantes . - O contra-íon é potássio (
).
Passo 2
Determinar a carga do ânion complexo e a fórmula empírica.
Cada ligante tem carga
. Se há
ligantes, a carga total dos cianetos é
. O manganês tem carga
. Logo a carga total do complexo ligado ao manganês é
Cada ligante
onde
é a carga do Mn (aqui
). Substituindo:
Portanto o ânion é
. Para neutralizar essa carga são necessários três íons potássio
, um para cada unidade de carga positiva. Assim a fórmula do composto é
Passo 3
Determinar a geometria de coordenação e a natureza da ligação.
- Coordenação: seis ligantes em torno do metal -> geometria octaédrica é a mais comum. Logo o íon complexo tem estrutura octaédrica: o manganês no centro e seis
nos vértices de um octaedro formando . - Ponto de ligação do
: o cianeto é ambidentado, mas em complexos de metais de transição típicos o átomo doado ao metal é o carbono (ligação M–C≡N). Assim cada ligante coordena através do átomo de carbono, deixando o nitrogênio como extremidade que pode interagir com contra‑íons no estado sólido (por exemplo interações com ).
Passo 4
Contagem de elétrons
do metal e previsão do estado eletrônico (alto/baixo spin).
- Configuração eletrônica do manganês neutro:
(número atômico ). - Ao formar
removem-se primeiro os elétrons e depois um , resultando em . Então o íon tem elétrons : . - O ligante
é um ligante forte segundo a teoria do campo de ligantes (ligante de campo forte), o que favorece emparelhamento dos elétrons nos orbitais . Para um centro octaédrico com ligantes fortes o arranjo esperado é low‑spin: . - Nesse arranjo há
elétrons desemparelhados (contagem: elétrons nos três orbitais dá exatamente elétrons desemparelhados).
Passo 5
Previsão da propriedade magnética e breve comentário sobre distorções.
- Momento magnético spin‑only (fórmula prática):
, onde é o número de elétrons desemparelhados e é o magnetão de Bohr. Para :
Portanto espera‑se um momento magnético próximo de
, compatível com um complexo low‑spin
.
- Distorções: complexos
podem, dependendo do estado (alto ou baixo spin), exibir efeitos de Jahn–Teller. No caso low‑spin ( ) a degenerescência nos orbitais não existe, logo o efeito Jahn–Teller é fraco ou ausente; no estado high‑spin ( ) haveria degenerescência em e grande distorção Jahn–Teller. Como é forte, o estado low‑spin é o esperado.
Passo 6
Descrição final da estrutura cristalina (intuitiva para prova).
- Fórmula:
. - Íon complexo:
, geometria octaédrica, coordenação por seis ligantes ligados via carbono. - Contra‑íons: três
por unidade, formando uma rede iônica onde os neutralizam o ânion complexo e podem interagir com as extremidades de nitrogênio dos cianetos no sólido. - Estado eletrônico esperado:
é , complexo low‑spin com configuração e aprox. elétrons desemparelhados ( ).