Um estudo foi realizado com complexos carbonílicos de Ni , Co e Fe e dentre os resultados encontrados estão as frequências de estiramento (vCO) e comprimento da ligação C-0, compilados na tabela abaixo (Adaptado de Montgomery, C. D. Journal of Chemical Education (2007) 81, 1, 102-105). Lembrando que vCO está relacionada com a força da ligação carbono-oxigênio, ou seja, quanto maior o valor em cm^-1 maior é a força dessa ligação, responda (Ni: [Ar] 3 d^8 4 s^2 e Fe: [Ar] 3 d^6 4 s^2 ):
Complexo vCO / cm
Ni(CO)4 2098 Comprimento da ligação C-O / AA
[Co(CO)4]^- 1980 1,161
[Fe(CO)4]^2- 1847 1,183
Coloque em ordem crescente a força da ligação metal-CO nos complexos acima.

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente colocar em ordem crescente a força da ligação metal–CO em três complexos:
  • Ni(CO)₄ (νCO = 2098 cm⁻¹)
  • [Co(CO)₄]⁻ (νCO = 1980 cm⁻¹, C–O = 1,161 Å)
  • [Fe(CO)₄]²⁻ (νCO = 1847 cm⁻¹, C–O = 1,183 Å)
Conteúdo: química de coordenação, especificamente o efeito do backbonding metal → CO.
O que precisamos: entender como a frequência de estiramento νCO e o comprimento da ligação C–O se relacionam com a força da ligação M–CO.

Passo 2

Antes de tudo, lembra do modelo simplificado de mola (Lei de Hooke) para uma ligação química:
nu = 12pi craizkmu
onde
  • é a constante elástica (força da ligação),
  • é a massa reduzida,
  • é a velocidade da luz.
Quanto maior , maior é . No CO livre, essa ligação é bem forte, mas num carbonilometal, o metal dá elétrons para o CO ( -backbonding), enfraquecendo o C–O, diminuindo e, portanto, .

Passo 3

Então, a lógica é:
  • νCO maior → C–O mais forte → backbonding menor → ligação M–CO mais fraca.
  • νCO menor → C–O mais fraco → backbonding maior → ligação M–CO mais forte.

Passo 4

Vamos olhar os valores de νCO:
  • Ni(CO)₄: 2098 cm⁻¹ (maior ν) → menor backbonding → ligação M–CO mais fraca.
  • [Co(CO)₄]⁻: 1980 cm⁻¹ → backbonding intermediário → força intermediária.
  • [Fe(CO)₄]²⁻: 1847 cm⁻¹ (menor ν) → backbonding maior → ligação M–CO mais forte.

Resposta

Ordem crescente da força da ligação M–CO:
Ni(CO)4 ;<; [Co(CO)4]^- ;<; [Fe(CO)4]^2-

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