Justifique, pela TLV, o caráter paramagnético das seguintes espécies:
spin alto
Qual o número de elétrons desemparelhados e qual a hibridização dos orbitais de valência do átomo central de cada espécie.
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:
- Configuração eletrônica de Co²⁺.
- Como o campo octaédrico (água é ligand fraco) separa os orbitais 3d em
e . - Regras de preenchimento (alto spin).
- 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
(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:
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
.