Explique as seguintes observações:
é paramagnético com 5 elétrons desemparelhados.
usando a teoria de campo cristalino.
usando a teoria de campo cristalino.
Passo 1
Beleza, aqui o que a gente tem de fazer: explicar por que o complexo
é paramagnético com 5 elétrons desemparelhados. O assunto é Teoria de Campo Cristalino (CFT) e vamos precisar:
- Saber a configuração eletrônica do ferro em estado
. - Entender como, num arranjo octaédrico, os cinco orbitais
se dividem em dois níveis ( e ). - Comparar a energia de separação desses níveis (
) com a energia de pareamento ( ) para ver se formamos um complexo alto-spin ou baixo-spin.
Passo 2
Primeiro, a configuração eletrônica de
neutro é
. Quando vira
, a gente tira primeiro os elétrons
e depois do
:
Logo, tem 5 elétrons no conjunto de orbitais
.
Passo 3
Na Teoria de Campo Cristalino para geometria octaédrica, os 5 orbitais
são “quebrados” em:
- Nível
(3 orbitais) - Nível
(2 orbitais)
essas caixas ficam separadas por uma energia. Esquematicamente:
│
───────────
Passo 4
Agora a escolha do “alto-spin” ou “baixo-spin” depende de comparar
com a energia de pareamento
:
- Se
, é vantajoso colocar elétrons em antes de parear em . Isso gera alto-spin (muitos desemparelhados). - Se
, é melhor parear em primeiro, gerando baixo-spin (poucos desemparelhados).
A água (
) é um ligante relativamente fraco, logo
é pequeno. Isso faz
, ou seja, complexo ALTO-SPIN.
Passo 5
Com
e alto-spin, a gente coloca cada elétron em um orbital diferente até esgotar as 5 “caixinhas”
e
, sem parear nenhum. Fica assim (setas = elétrons):
Total de elétrons desemparelhados = 5.