Explique as seguintes afirmações:
O valor de 10Dq de [Ti(H2 O)6]^3+ é igual a 240 kj mol^-1 e o valor de 10Dq de [ReF6] é igual a 390 kj mol^-1, mesmo com os dois possuindo configuração d^1.

Passo 1

O enunciado apresenta dois complexos de configuração d^1: [Ti(H2O)6]^3+ com 10Dq = 240;kJ,mol^-1 e [ReF6]^ com 10Dq = 390;kJ,mol^-1. O conteúdo envolvido é a Teoria de Campo Cristalino (TCC) e vamos precisar entender como fatores como o metal (linha da tabela periódica e estado de oxidação) e o tipo de ligante influenciam o parâmetro de separação entre orbitais d, ou seja, o valor de De<ao (que chamamos de 10Dq).

Passo 2

Na TCC, quanto maior a sobreposição entre os orbitais d do metal e os orbitais do ligante, maior é a separação 10Dq. Os metais de mesmo grupo na tabela periódica apresentam orbitais d mais difusos ao descer de 3d para 4d e 5d. No caso, Ti^3+ é um metal 3d e Re^5+ (no íon [ReF6]^-) é um metal 5d. Os orbitais 5d de Re^5+ são mais espalhados e interagem mais fortemente com os ligantes, aumentando De<ao. Logo, só esse fator já faz 10Dq(ReF6) ser maior que 10Dq(TiH2O6).

Passo 3

Outra influência importante é o estado de oxidação do metal. Em [Ti(H2O)6]^3+, o titânio está em +3, enquanto em [ReF6]^- o rênio está em +5. Carga maior no cátion metal reduz a distância metal–ligante e fortalece o campo cristalino, elevando De<ao. Assim, ter Re^5+ em vez de Ti^3+ contribui para um 10Dq ainda maior.

Passo 4

O tipo de ligante também entra na série espectroquímica. Em geral, H2O é um ligante de campo moderado e F^- é relativamente fraco. Isoladamente, esperaríamos 10Dq(H2O)>10Dq(F^-). Porém, no caso de Re^5+ 5d com carga alta, mesmo um ligante “fraco” como F^- produz maior De<ao do que H2O ligada a Ti^3+, pois a polarização e sobreposição orbital são muito superiores em um metal 5d de alta carga.

Passo 5

Somando-se os efeitos de (i) orbitais d mais extensos e interativos em metais 5d, (ii) maior estado de oxidação de Re em comparação com Ti, e (iii) ainda que F^- seja lievemente mais fraco que H2O, o resultado líquido é que
10Dql[ReF6r]^- ;>; 10Dql[Ti(H2O)6r]^3+

Resposta

Os dois complexos têm configuração d^1, mas o valor de 10Dq é maior para [ReF6]^- porque (1) o rênio está na série 5d com orbitais mais difusos e maior sobreposição, (2) seu estado de oxidação +5 atrai mais fortemente os ligantes, e (3) embora F^- seja um ligante um pouco mais fraco que H2O, o efeito combinado de (1) e (2) supera esse fator, resultando em 390;kJ,mol^-1 contra 240;kJ,mol^-1.

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