(2,0) Justifique, pela TLV, o caráter paramagnético das seguintes espécies:
[Co(H2 O)6]^2+ spin alto
Qual o número de elétrons desemparelhados e qual a hibridização dos orbitais de valência do átomo central de cada espécie.

Passo 1

Então o enunciado quer que a gente use a Teoria do Ligante de Valência (TLV) pra mostrar que o complexo é paramagnético, calcule quantos elétrons ficam desemparelhados e descubra qual é a hibridização dos orbitais de valência do Cobalto nele. Vamos precisar de:
  1. Configuração eletrônica de Co²⁺.
  2. Como o campo octaédrico (água é ligand fraco) separa os orbitais 3d em e .
  3. Regras de preenchimento (alto spin).
  4. Noções de hibridização segundo TLV.

Passo 2

Primeiro, a configuração eletrônica do metal:
  • Co tem número atômico 27 → configuração base .
  • Co²⁺ perde primeiro os 2 elétrons do 4s → sobra .

Passo 3

No campo octaédrico gerado por 6 moléculas de t2g^5 eg^2 (ligand fraco), o nível 3d se divide em dois subníveis:
  • (nível mais baixo) com 3 orbitais.
  • (nível mais alto) com 2 orbitais.
Como água é campo fraco, a energia de pareamento é maior que o , então temos ALTO SPIN. Para 7 elétrons em :
ou seja, preenchemos um elétron em cada orbital (3 não pareados), depois emparelhamos 2 deles (restam 1 órbital com elétron não pareado em ), e finalmente colocamos um elétron em cada orbital (2 não pareados).

Passo 4

Contando os elétrons não pareados:
  • Em : sobra 1 elétron não pareado.
  • Em : há 2 elétrons, cada um em orbital diferente → 2 não pareados.
    Total = elétrons desemparelhados.
    Como há elétrons desemparelhados, o complexo é paramagnético.

Passo 5

Agora a hibridização pelo TLV:
Precisamos de 6 orbitais híbridos para a geometria octaédrica. Como a água é fraca, os orbitais 3d internos já estão quase “cheios” e a gente evita parear mais elétrons no 3d. Então usamos:
  • 1 orbital 4s,
  • 3 orbitais 4p,
  • 2 orbitais 4d (externos).
Isto dá hibridização .

Resposta

O complexo é paramagnético, tem 3 elétrons desemparelhados e seus orbitais de valência se hibridizam em .

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