Explique por que o valor de 10 Dq do complexo
é
e o valor do 10 Dq do complexo
é
.
Passo 1
O enunciado pede para explicar por que o parâmetro de campo cristalino (também chamado de 10 Dq ou
) do complexo
é
enquanto o de
é apenas
. O conteúdo envolvido é a Teoria do Campo Cristalino em geometria octaédrica, mais especificamente como a carga e o tamanho do íon metálico influenciam a divisão dos orbitais
.
Passo 2
Íon com oxidação maior atrai mais fortemente os ligantes, o que reduz o raio iônico. Para Mn em coordenação octaédrica e alto spin (HS), os raios de Shannon são aproximadamente
Como o íon
tem carga maior, o potencial nuclear efetivo
sobre os elétrons de valência é maior e “puxa” mais o campo dos ligantes, diminuindo o raio.
Passo 3
Na Teoria do Campo Cristalino pode-se mostrar (por análise de repulsões iônicas ou por modelos de carga pontual) que
onde
é a carga efetiva do metal,
a carga dos ligantes e
a distância metal–ligante. Para um campo predominantemente iônico em octaedro costuma-se adotar
. Então, mantida a mesma carga do ligante
, a principal variação vem de
e de
.
Passo 4
Comparando as duas espécies, como
sobe de
para
e
cai de
Å para
Å, estima-se
O fator exato depende de detalhes do potencial, mas qualitativamente vemos que a combinação de maior carga e menor raio pode multiplicar a divisão por um fator de ordem de
. Assim, partindo de
para
, chegamos perto de
para
.
Passo 5
Portanto, a elevação da oxidação de
para
reduz o raio do íon e aumenta o potencial nuclear efetivo, reforçando a interação metal–ligante. Isso faz com que a energia de separação dos orbitais
e
cresça de
para
.
Resposta
Porque ao passar de
para
a carga do metal aumenta e o raio iônico diminui, intensificando a interação com os ligantes e, por conseguinte, aumentando o valor de
de
para
.