Para mostrar sua compreensão dos modelos de ligação: teoria de ligação de valência, teoria de campo cristalino e teoria de campo ligante.
c. Calcular a energia do campo ligante e o momento de spin do composto
c. Calcular a energia do campo ligante e o momento de spin do composto
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o enunciado pede e quais conceitos vamos usar.
– Enunciado resumido: calcular (a) a energia de campo ligante e (b) o momento de spin do complexo octaédrico
.
– Matéria envolvida: teoria de campo cristalino (CFT), cálculo da estabilização (energia de campo) e teoria do momento magnético (spin-only).
– O que precisamos:
– O que precisamos:
- Saber a configuração eletrônica de Ni²⁺ (d⁸).
- Usar a fórmula da energia de estabilização em octaédrico:
- Contar os elétrons desemparelhados e aplicar a fórmula do momento magnético spin-only:
Passo 2
Determinar como os 8 elétrons d se distribuem nos orbitais em campo octaédrico.
– Ni²⁺ é 3d⁸.
– Em octaédrico temos dois grupos de orbitais: t₂g (nível mais baixo) e e_g (nível mais alto), com separação Δ_o.
– Para d⁸, independentemente de ser campo forte ou fraco, o preenchimento final dá t₂g^6 e e_g^2 (sempre dois elétrons nos dois orbitais e_g, cada um desemparelhado).
Logo:
N_{t₂g} = 6
N_{e_g} = 2
– Ni²⁺ é 3d⁸.
– Em octaédrico temos dois grupos de orbitais: t₂g (nível mais baixo) e e_g (nível mais alto), com separação Δ_o.
– Para d⁸, independentemente de ser campo forte ou fraco, o preenchimento final dá t₂g^6 e e_g^2 (sempre dois elétrons nos dois orbitais e_g, cada um desemparelhado).
Logo:
N_{t₂g} = 6
N_{e_g} = 2
Passo 3
Calcular a energia de campo ligante
.
– Usando a fórmula:
– Usando a fórmula:
– Fazendo as contas:
6×(−0,4Δ_o)=−2,4 Δ_o
2×(+0,6Δ_o)=+1,2 Δ_o
Somando:
6×(−0,4Δ_o)=−2,4 Δ_o
2×(+0,6Δ_o)=+1,2 Δ_o
Somando:
Passo 4
Calcular o momento de spin (
).
– Contamos quantos elétrons desemparelhados há em e_g: são 2.
– A fórmula spin-only é
– Contamos quantos elétrons desemparelhados há em e_g: são 2.
– A fórmula spin-only é
onde
= número de elétrons desemparelhados.
– Como :
– Como
Resposta
Energia de campo ligante:
Momento de spin (spin-only):