Nome:
Questāo 1: Considere o complexo
e responda ao que se pede
:
a) (1 pt) De que forma a teoria do orbital molecular (TOM) interpreta a ligaçaso metal-ligante nos complexos?
Questāo 1: Considere o complexo
a) (1 pt) De que forma a teoria do orbital molecular (TOM) interpreta a ligaçaso metal-ligante nos complexos?
Passo 1
Beleza, já vamos começar resumindo o que o enunciado quer. Temos o complexo
, a matéria é Teoria do Orbital Molecular (TOM) aplicada a complexos de coordenação, e a pergunta é: como a TOM interpreta a ligação metal–ligante?
Para resolver isso, a gente vai precisar entender:
Para resolver isso, a gente vai precisar entender:
- Como orbitais atômicos do metal e dos ligantes se combinam em orbitais moleculares.
- O papel da doação σ (ligante → metal) e, quando existe, da retrodoadora π (metal → ligante).
- Como a simetria e o encaixe de energias influenciam essas combinações.
Passo 2
Na TOM a ideia básica é: em vez de tratar metal e ligantes como cargas pontuais, a gente pega os orbitais atômicos do metal (por exemplo, os 3d, 4s, 4p do Co) e os orbitais dos ligantes (no Cl⁻, os pares isolados em 3p) e forma combinações lineares deles. Cada orbital molecular (MO) fica assim:
onde
é um orbital do metal,
é um orbital do ligante, e
são coeficientes que indicam quem «participa» mais do MO.
Passo 3
Agora, no caso de um ligante como Cl⁻, o principal é a doação σ: o Cl⁻ tem um par isolado num orbital 3p que «aponta» diretamente para o metal. Esse orbital 3p faz uma combinação com orbitais do Co que tenham a mesma simetria (por exemplo, o
e o
, ou até o
se for no eixo z). O resultado são MOs de ligação (mais estáveis) e antissímbolos (de energia maior). Esse processo é a doação σ, onde o ligante doa elétrons pro metal.
Passo 4
Além da doação σ, em muitos complexos rola também retrodoadora π (back-bonding). Aí o metal usa elétrons de seus orbitais d (tipicamente
e
) para doar para orbitais vazios π* do ligante. No caso de Cl⁻, essa interação π é fraca porque Cl⁻ não tem orbitais π* muito baixos, mas conceitualmente a TOM ainda prevê essa possibilidade: orbitais d do metal + orbitais π* do ligante formam MOs de ligação π e antissímbolos π*.
Passo 5
Resumindo a construção dos MOs em complexos:
- A gente define a geometria e o grupo de simetria (por exemplo, trigonal bipiramidal ou piramidal quadrada).
- Gera os SALCs (combinações lineares simétricas) dos orbitais dos 5 Cl⁻.
- Match de simetria / energia desses SALCs com os orbitais atômicos do Co.
- Forma MOs de ligação (sigma e, se existir, pi), não-ligação (não interagem) e antissímbolos.
- Preenche essas MOs com os elétrons do Co(II) + dos ligantes, definindo a estabilidade e reatividade do complexo.
Resposta
A TOM interpreta a ligação metal–ligante como a combinação dos orbitais atômicos do metal (3d, 4s, 4p) e dos ligantes (pares isolados σ e, às vezes, orbitais π*) em orbitais moleculares de simetria compatível. A ligação surge principalmente pela doação σ do ligante para o metal e, quando possível, por retrodoadora π do metal para o ligante, criando MOs de ligação e antissímbolos que explicam a força e a natureza covalente dessas interações.