Identifique o sistema d dos metais nos seguintes complexos:
nitrato de hexaaquaferro(III).

Passo 1

O enunciado dá o complexo chamado “nitrato de hexaaquaferro(III)”. Vou listar claramente o que isso nos diz (sem resolver ainda):
  • Metal presente: ferro (Fe).
  • Ligantes coordenados ao ferro: seis moléculas de água, isto é, o íon complexo é [\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{?}.
  • Há um ânion nitrato associado pelo nome “nitrato” (logo a fórmula do sal é [\mathrm{Fe(H_2O)_6}](\mathrm{NO_3})_x para algum x).
  • O algarismo romano (\mathrm{III}) após “ferro” indica o estado de oxidação do ferro.
  • O que o problema pede: identificar o "sistema d" do metal — isto é, determinar quantos elétrons d tem o íon ferro no complexo (escrever como d^n).

Passo 2

Determinar o estado de oxidação do ferro a partir do nome.
  • O nome diz explicitamente “ferro(III)”, portanto o ferro está no estado de oxidação +\!3.
  • Como verificação rápida: a água é um ligante neutro (carga 0) e cada nitrato tem carga -1. Para neutralizar a carga do cátion [\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{+3} são necessários três nitratos, então a fórmula do composto é [\mathrm{Fe(H_2O)_6}](\mathrm{NO_3})_3. Isso confirma que o ferro está como \mathrm{Fe}^{3+}.

Passo 3

Recordar a configuração eletrônica do ferro neutro.
  • O átomo de ferro tem número atômico 26.
  • A configuração eletrônica em estado fundamental é \mathrm{[Ar]}\,3d^{6}4s^{2}.
  • Aqui \mathrm{[Ar]} representa o núcleo e elétrons internos já preenchidos (camadas até o argônio).

Passo 4

Entender como se formam os íons e contar os elétrons d.
  • Ao formar cátions, primeiro perdem-se os elétrons do orbital 4s e depois os do 3d.
  • Para formar \mathrm{Fe}^{3+} a partir de \mathrm{Fe} neutro, removem-se três elétrons: dois do 4s e um do 3d.
  • Começando de \mathrm{[Ar]}\,3d^{6}4s^{2}, retirando 2 elétrons do 4s e 1 do 3d ficamos com
\mathrm{Fe}^{3+}:\\ \mathrm{[Ar]}\,3d^{5}.
  • Portanto o número de elétrons d do íon ferro no complexo é 5.

Passo 5

Observação importante (didática e útil para a prova).
  • O número d ( d^n) depende apenas do metal e do seu estado de oxidação, não do tipo de ligante. Ligantes podem influenciar o emparelhamento (alto-spin ou baixo-spin) mas não mudam a contagem d^n.
  • No caso, água é um ligante fraco (tende a produzir complexos alto-spin), então além de ser d^5, [\mathrm{Fe(H_2O)_6}]^{3+} geralmente terá 5 elétrons desemparelhados (alto-spin). Isso é extra — a resposta pedida é somente a contagem d^n.

Resposta

d^{5}

Exercícios relacionados