Nome:
Questāo 1: Considere o complexo
e responda ao que se pede
:
b) (1 pt) Este complexo apresenta coloração laranja. Descreva como as cores dos complexos são explicadas pela TOM.
Questāo 1: Considere o complexo
b) (1 pt) Este complexo apresenta coloração laranja. Descreva como as cores dos complexos são explicadas pela TOM.
Passo 1
Beleza, a questão pede pra gente explicar, usando a TOM (Teoria de Orbitais de Ligação), por que o complexo [CoCl₅]²⁻ é laranja. Então:
• Conteúdo: TOM aplicada à cor de complexos de coordenação.
• O que vamos precisar:
• Conteúdo: TOM aplicada à cor de complexos de coordenação.
• O que vamos precisar:
- Entender como na TOM os orbitais d se dividem em dois níveis (t₂g e e₁g, no caso octaédrico).
- Saber que a diferença de energia Δ entre esses níveis determina que cor de luz é absorvida.
- Lembrar que a cor que vemos é a complementar da cor absorvida.
Passo 2
Teoria básica da TOM e divisão dos orbitais d
- Quando um metal de transição (aqui Co²⁺, d⁷) é cercado por ligantes, os seus cinco orbitais d não têm mais a mesma energia: eles se separam em dois grupos. Em geometria octaédrica (mesmo que o complexo seja penta-coordenado, a ideia qualitativa vale):
- t₂g (três orbitais com energia mais baixa)
- e_g (dois orbitais com energia mais alta)
- A diferença de energia entre esses dois conjuntos é chamada de Δ₀ (delta octaédrico).
- Quando um fóton de luz bate no complexo, ele pode ter justamente a energia certa para “pular” um elétron de t₂g para e_g. Esse processo é chamado de transição d–d.
Passo 3
Ligantes Cl⁻ como campo fraco e efeito na cor
- Cl⁻ é um ligante considerado “fraco” na TOM, ou seja, gera um pequeno Δ₀.
- Energia de transição:
Δ₀ = h·c / λ_abs
onde
– h = constante de Planck
– c = velocidade da luz
– λ_abs = comprimento de onda da luz absorvida - Como Δ₀ é pequena, λ_abs é relativamente pequeno (energia alta) – na faixa do azul ou violeta (λ ≈ 400–500 nm).
- O complexo absorve luz azul e, por causa do círculo cromático, a cor que sobra (complementar) é o laranja.
Passo 4
Revisando de forma bem direta:
• Cl⁻ ⇒ campo fraco ⇒ pequena separação Δ₀.
• Pequena Δ₀ ⇒ absorção de fótons de alta energia (azul).
• A cor percebida pelo olho é a complementar ao azul, ou seja, laranja.
• Cl⁻ ⇒ campo fraco ⇒ pequena separação Δ₀.
• Pequena Δ₀ ⇒ absorção de fótons de alta energia (azul).
• A cor percebida pelo olho é a complementar ao azul, ou seja, laranja.
Resposta
O complexo [CoCl₅]²⁻ é laranja porque, pela TOM, os ligantes Cl⁻ produzem uma pequena separação dos orbitais d (Δ₀ baixo), fazendo o complexo absorver luz azul (alta energia); a cor vista é então a complementar dessa luz absorvida, isto é, laranja.