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Questāo 1: Considere o complexo [CoCl5]^ ² ² e responda ao que se pede (Co:[Ar] 3 d^7 4 s^2) :
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:
  1. Como orbitais atômicos do metal e dos ligantes se combinam em orbitais moleculares.
  2. O papel da doação σ (ligante → metal) e, quando existe, da retrodoadora π (metal → ligante).
  3. 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:
Psirm MO ;=; cM,phiM ;+; cL,phiL
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:
  1. A gente define a geometria e o grupo de simetria (por exemplo, trigonal bipiramidal ou piramidal quadrada).
  2. Gera os SALCs (combinações lineares simétricas) dos orbitais dos 5 Cl⁻.
  3. Match de simetria / energia desses SALCs com os orbitais atômicos do Co.
  4. Forma MOs de ligação (sigma e, se existir, pi), não-ligação (não interagem) e antissímbolos.
  5. 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.

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