Para mostrar sua compreensão dos modelos de ligação: teoria de ligação de valência, teoria de campo cristalino e teoria de campo ligante.
a. Mostrar a ligação do composto de coordenação
usando as três teorias.
a. Mostrar a ligação do composto de coordenação
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente “mostrar” como é a ligação no complexo [Ni(NH₃)₆]²⁺ usando três teorias:
· Teoria de Ligação de Valência (VBT)
· Teoria de Campo Cristalino (CFT)
· Teoria de Campo Ligante (LFT)
Para isso vamos precisar saber:
· Teoria de Ligação de Valência (VBT)
· Teoria de Campo Cristalino (CFT)
· Teoria de Campo Ligante (LFT)
Para isso vamos precisar saber:
- Configuração eletrônica do Ni²⁺ (eletrons 3d, 4s, etc).
- Que geometria o complexo adota (é octaédrico).
- Como cada teoria descreve orbitais, energias e interações ligante-metal.
Passo 2
(Teoria de Ligação de Valência)
- Começa com Ni²⁺: configuração do Ni neutro é [Ar] 3d⁸4s², então Ni²⁺ é [Ar] 3d⁸.
- Pra acomodar seis pares eletrônicos de NH₃, o metal precisa de 6 orbitais vazios/híbridos.
- Em VBT a gente monta híbridos sp³d² (usa 4s, três 4p e duas 4d do Ni).
- Cada híbrido recebe o par de elétrons de uma amônia (NH₃ é doadora σ).
- O resultado é um complexo octaédrico, onde os seis orbitais sp³d² apontam pras direções dos NH₃.
Passo 3
(Teoria de Campo Cristalino)
- Na geometria octaédrica, os cinco d do Ni²⁺ se dividem em dois grupos:
– t₂g (dxy, dxz, dyz) com energia –0,4 Δ₀
– e g (dx²–y², dz²) com energia +0,6 Δ₀ - Ni²⁺ tem 8 elétrons 3d. Preenchendo segundo Hund e Aufbau:
• t₂g recebe 6 elétrons (totalmente preenchido)
• e g recebe 2 elétrons - Diagrama de ocupação (seta = elétron):
t₂g: ↑↓ ↑↓ ↑↓
e g: ↑ ↑ - O CFSE (Crystal Field Stabilization Energy) vale
CFSE = (6)(–0,4 Δ₀) + (2)(+0,6 Δ₀) = –2,4 Δ₀ + 1,2 Δ₀ = –1,2 Δ₀ - Como NH₃ é campo médio/fraco, não muda o número de pares: sobra 2 elétrons desemparelhados nos orbitais e g, logo é paramagnético (m = 2μ_B).
Passo 4
(Teoria de Campo Ligante)
- A LFT junta aspectos de CFT (quebra de níveis) e Teoria de Orbital Molecular (covariância metal–ligante).
- Formamos SALCs (combinações lineares dos pares de elétrons de NH₃) com simetria A₁g, T₁u, E g, T₂g.
- Os orbitais do Ni de simetria compatível interagem:
– A₁g e T₁u → forte interação σ (donor)
– T₂g não interage em σ puro, mas pode rolar π–retorno se o ligante tivesse π-aceitação (não é o caso do NH₃) - O diagrama de MO mostra níveis ligante–metal misturados, estabilizando ainda mais os orbitais t₂g e elevando e g.
- Concluímos que há forte caráter covalente σ M←L, e a quebra Δ₀ vem desse acoplamento MO.
Resposta
Resumo final:
· Geometria: octaédrica
· Hibridização (VBT): sp³d²
· Quebra eletrônica (CFT): Δ₀ com CFSE = –1,2 Δ₀, 2 elétrons desemparelhados
· Natureza da ligação (LFT): misto iônico-covalente, com orbitais M–L σ fortemente acoplados e caráter ligante → metal.
· Geometria: octaédrica
· Hibridização (VBT): sp³d²
· Quebra eletrônica (CFT): Δ₀ com CFSE = –1,2 Δ₀, 2 elétrons desemparelhados
· Natureza da ligação (LFT): misto iônico-covalente, com orbitais M–L σ fortemente acoplados e caráter ligante → metal.