Qual mudança magnética pode ser esperada quando ligantes
em um complexo octaédrico do tipo
são substituídos por Cl -?
O complexo deve para da configuração eletrônica de spin baixo (ligante de campo mais forte
) para spin alto (ligante de campo mais fraco
). Assim, o complexo deve assumir um caráter paramagnético mais pronunciado (maior presença de elétrons desemparelhados).
O complexo deve para da configuração eletrônica de spin baixo (ligante de campo mais forte
Passo 1
Beleza, o enunciado pergunta o seguinte: em um complexo octaédrico do tipo FeL₆, a gente troca os ligantes NO₂⁻ por Cl⁻. Qual mudança magnética rola?
Conteúdo: Teoria do Campo Cristalino (TCC), diferença entre ligantes fortes e fracos, configuração de spin baixo (low spin) vs. spin alto (high spin) e como isso afeta o número de elétrons desemparelhados (portanto o caráter paramagnético).
O que precisamos:
Conteúdo: Teoria do Campo Cristalino (TCC), diferença entre ligantes fortes e fracos, configuração de spin baixo (low spin) vs. spin alto (high spin) e como isso afeta o número de elétrons desemparelhados (portanto o caráter paramagnético).
O que precisamos:
- Saber que NO₂⁻ é ligante forte (Δ_oct grande) e Cl⁻ é fraco (Δ_oct pequeno).
- Entender como os elétrons d do ferro (Fe²⁺, ou seja, d⁶) se distribuem em orbitais t₂g e e_g em cada caso.
Passo 2
Teoria do Campo Cristalino em geometria octaédrica:
- Os cinco orbitais d se separam em dois grupos:
- t₂g (três orbitais mais estabilizados)
- e_g (dois orbitais menos estabilizados)
- A diferença de energia entre esses conjuntos é chamada de Δ_{\mathrm{oct}}.
- Se Δ_{\mathrm{oct}} for maior que a energia de emparelhamento §, os elétrons preferem emparelhar em t₂g antes de ocupar e_g → spin baixo (low spin).
- Se Δ_{\mathrm{oct}} for menor que P, fica melhor ocupar e_g com elétrons desemparelhados → spin alto (high spin).
Passo 3
Identificando os ligantes:
- NO₂⁻ é ligante forte → Δ_{\mathrm{oct}} grande → spin baixo.
- Cl⁻ é ligante fraco → Δ_{\mathrm{oct}} pequeno → spin alto.
Passo 4
Agora, a configuração eletrônica do Fe²⁺ (d⁶):
- Com NO₂⁻ (low spin):
- Δ_{\mathrm{oct}} > P → todos os 6 elétrons vão preencher os orbitais t₂g, formando 3 pares:
t₂g⁶ e_g⁰ ⇒ 0 elétrons desemparelhados ⇒ diamagnético.
- Δ_{\mathrm{oct}} > P → todos os 6 elétrons vão preencher os orbitais t₂g, formando 3 pares:
- Com Cl⁻ (high spin):
- Δ_{\mathrm{oct}} < P → a gente coloca elétrons primeiro em cada orbital (t₂g e e_g) antes de emparelhar:
- Preenchimento “um em cada” nos 5 orbitais (t₂g³ e_g²) e só então emparelha um em t₂g.
- Configuração final: t₂g⁴ e_g² ⇒ 4 elétrons desemparelhados ⇒ paramagnético.
- Δ_{\mathrm{oct}} < P → a gente coloca elétrons primeiro em cada orbital (t₂g e e_g) antes de emparelhar:
Resposta
Ao substituir NO₂⁻ por Cl⁻, o complexo vai de spin baixo (0 elétrons desemparelhados) para spin alto (4 elétrons desemparelhados), ou seja, torna-se muito mais paramagnético.