Os íons
possuem geometria tetraédrica e apresentam coloração púrpura acentuada. Baseado nestas informações, explique o motivo pelo qual esta coloração não pode surgir de uma transição de campo ligante, também conhecida como transição d-d. Qual tipo de transição ocorre nestes íons e por quê sua tonalidade é bastante acentuada? Justifique.
Passo 1
Beleza, o exercício diz assim: “Os íons MnO₄⁻ (permanganato) são tetraédricos e roxos. Por que essa cor não vem de transição d–d e de qual outro tipo de transição ela vem, sendo tão intensa?”
Conteúdo: química inorgânica – teoria de campo de ligantes e transições eletrônicas (d–d e de carga).
O que vamos precisar:
Conteúdo: química inorgânica – teoria de campo de ligantes e transições eletrônicas (d–d e de carga).
O que vamos precisar:
- Configuração eletrônica do Mn no estado +7.
- Noções de transição d–d (quando ela rola e quão forte é).
- Conceito de transição de carga (charge transfer) e seu fator de intensidade.
Passo 2
Primeiro, olha a configuração eletrônica do Mn em MnO₄⁻. O manganês neutro é [Ar] 3d⁵4s². No estado +7 (Mn⁺⁷), ele perdeu 7 elétrons!
Isso deixa o Mn⁺⁷ como [Ar] 3d⁰ – não sobra nenhum elétron nos orbitais d.
Logo, não existe elétron d para pular de um orbital d para outro d: não há transição d–d possível.
Isso deixa o Mn⁺⁷ como [Ar] 3d⁰ – não sobra nenhum elétron nos orbitais d.
Logo, não existe elétron d para pular de um orbital d para outro d: não há transição d–d possível.
Passo 3
Explica um pouquinho a teoria de campo de ligantes:
- Em complexos metálicos, um íon pode absorver luz fazendo um elétron d mover-se entre orbitais d de energias diferentes (separados pelo campo criado pelos ligantes).
- Isso é a famosa transição d–d.
Mas aqui:
- Mn⁺⁷ é d⁰ → não há eletrons para saltar de um nível d para outro.
- Mesmo que tivesse, o tetraédrico tende a ter transições d–d “um pouco” permitidas (por não ter centro de inversão), mas são de baixa intensidade (ε baixo, cor fraca).
Passo 4
Então, de onde vem a cor roxa?
Vem de uma transição de carga (charge transfer):
Vem de uma transição de carga (charge transfer):
- LMCT (Ligand‐to‐Metal Charge Transfer): um elétron do orbital do oxigênio (⁻O²⁻, que tem elétrons nos orbitais p) salta para um orbital vazio do Mn (3d).
- Essa transição exige energia que cai na região do visível, absorvendo a cor complementar ao roxo (no verde-amarelo), e deixando o permanganato com aparência roxíssima.
Por que é intensa? Transições de carga geralmente têm coeficiente de extinção molar (ε) bem alto, muito maior que transições d–d. Ou seja, absorvem luz com força, gerando cor bem marcante.
Resposta
A coloração púrpura do MnO₄⁻ não vem de transições d–d porque Mn⁺⁷ é d⁰ (não há elétrons d). A cor surge de uma transição LMCT (oxigênio → manganês), que é muito intensa (alto ε), produzindo o roxo acentuado.