Explique porque o complexo
possui uma coloração rosa muito pálida, enquanto o íon permanganato (
) possui uma coloração violeta intensa.
Passo 1
O que o enunciado pede: explicar por que o complexo
é rosa muito pálido enquanto o íon permanganato
é violeta intenso.
Informações dadas (explicitadas): as duas espécies químicas são e
. Não há figura nem mais dados numéricos no enunciado.
Informações dadas (explicitadas): as duas espécies químicas são
Passo 2
Determine o estado de oxidação do manganês e a distribuição eletrônica relevante em cada espécie (isso é sempre o primeiro passo prático para entender cor de complexos).
- Para
: a água é ligante neutro, a carga do complexo é , logo o Mn tem estado de oxidação . Em notação:
O manganês elemental tem configuração
; em
perde os dois
e fica com configuração
. Ou seja,
é um ion
.
- Para
: cada oxigénio vale , então
Portanto
em
é
. A configuração eletrónica esperada é
(nenhum elétron d).
Passo 3
Explique que tipos de transições eletrônicas podem causar cor e quais ocorrem em cada caso (a ideia-chave para a prova).
- Tipos de transições relevantes para cor em compostos de metais de transição:
- Transições d–d: promoção de um elétron entre orbitais
do próprio metal (ex.: em um campo octaédrico). Essas transições costumam ter baixa intensidade porque são frequentemente proibidas pela regra de Laporte (transição entre orbitais de mesma paridade) e às vezes são também spin‑forbidden (mudança no spin total proibida). Resultado prático: absorção fraca → cor fraca/pálida. - Transições de transferência de carga (charge transfer, CT): movimento de elétron entre ligante e metal (ligante→metal = LMCT ou metal→ligante = MLCT). Essas transições são geralmente Laporte‑allowed e muito intensas; causam absorções fortes e cores vivas.
- Transições d–d: promoção de um elétron entre orbitais
- Regra de Laporte (explicação simples): em centros com simetria que preserva paridade (por exemplo centros com inversão), transições que mantêm a paridade (geralmente entre orbitais
do mesmo átomo) são proibidas ou muito fracas. Vibrations e baixa simetria podem “liberar” um pouco a transição, mas ela continua fraca comparada a uma CT. - Regra de seleção de spin (explicação simples): transições que mudam o spin total do sistema (
) são proibidas ou muito fracas. Transições com são, em princípio, permitidas.
Passo 4
Aplique esses conceitos a
.
- Estado eletrônico:
é . Em um campo octaédrico fraco (água é ligante relativamente fraco) o complexo é de spin alto com configuração aproximada (cinco elétrons desemparelhados). O termo fundamental é sexteto ( ). - As transições d–d disponíveis em
octaédrico levam do estado sexteto para estados quartetos (por exemplo ou ). Essas transições são spin‑forbidden ( ) e também são Laporte‑fortemente proibidas em uma octaedral quase regular. Na prática isso faz com que a intensidade das absorções (coeficiente de extinção molar ) seja muito baixa (ordem de grandeza: a algumas dezenas L·mol{-1}·cm{-1}). - Consequência: o complexo só absorve muito fracamente na região visível, produzindo uma tonalidade muito pálida — no caso de
costuma sobrar um ligeiro tom rosa (porque o espectro residual deixa passar mais luz vermelha/rosada). Esse é o motivo prático do “rosa muito pálido”.
Passo 5
Aplique os conceitos a
.
- Estado eletrônico:
é ; não há elétrons para transições d–d. Logo, cor não vem de d–d. - Origem da cor: a absorção forte vem de transições de transferência de carga ligante→metal (LMCT). Especificamente, elétrons dos orbitais
fortemente ocupados do oxigênio são promovidos para orbitais vazios de anti‑ligação do Mn (caráter do metal). Essas transições LMCT são Laporte‑allowed e muito intensas. - Consequência prática: alto coeficiente de extinção (
) — absorção forte na região do verde (por exemplo em torno de – , dependendo do solvente e concentração) — o que faz com que a solução seja violeta/roxa (a cor observada é a cor complementar da luz absorvida). Em linguagem de prova: LMCT → transição permitida → absorção forte → cor intensa.
Passo 6
Compare e resuma de forma prática (o que vale na hora da prova).
-
: Mn em → → cor por transições d–d fracas, muitas vezes spin‑forbidden e Laporte‑forbidden → absorção muito fraca → cor rosa muito pálida. -
: Mn em → → sem d–d; cor por transições LMCT (oxigénio → Mn) que são intensas e permitidas → absorção forte no verde → aparência violeta intensa.
Dica de prova: sempre calcule primeiro o estado de oxidação e o número de elétrons d; seou , espere CT como provável origem da cor; se houver elétrons d, verifique se as transições são d–d e se são proibidas por Laporte ou por spin.