Explique as seguintes afirmações:
O complexo [Ti(NH3)6]^3+ absorve luz de frequência mais alta do que [Ti(H2 O)6]^3+.

Passo 1

O enunciado compara dois complexos octaédricos de T, e , e afirma que o primeiro absorve luz de frequência maior que o segundo. O conteúdo envolvido é a Teoria do Campo Cristalino (ou Ligante) em complexos de coordenação, em particular o diagrama de divisão dos orbitais e o conceito de série espectroquímica.

Passo 2

Em ambos os complexos o íon central é Ti^3+, cuja configuração eletrônica em d é d^1. Numa geometria octaédrica esses átomos dividem os cinco orbitais d em dois conjuntos:
t2g(três orbitais de menor energia) ê
eg(dois orbitais de maior energia)
O complexo absorve luz quando um elétron faz transição de t2g para eg, e a energia dessa transição é justamente o gap cristalino De<a.

Passo 3

Segundo a Teoria do Campo Cristalino, ligantes diferentes exercem diferentes intensidades de campo sobre o íon metálico, alterando o valor de De<a. Quanto mais forte o campo do ligante, maior a separação De<a entre t2g e eg.

Passo 4

A série espectroquímica ordena ligantes por sua capacidade em gerar De<a:
cdots < H2O < NH3 < cdots
Ou seja, NH3 é um ligante de campo mais forte que H2O, logo
De<al[Ti(NH3)6r]^3+ > De<al[Ti(H2O)6r]^3+

Passo 5

A relação entre o gap cristalino e a frequência da luz absorvida é dada por
De<a = hnu
onde h é a constante de Planck e nu a frequência. Um De<a maior implica em nu maior (e, consequentemente, lambda menor).

Resposta

Como NH3 cria um campo mais forte que H2O, o valor de De<a em [Ti(NH3)6]^3+ é maior, o que faz esse complexo absorver luz de frequência mais alta do que [Ti(H2O)6]^3+.

Exercícios relacionados