(6 pontos) Três complexos foram sintetizados no laboratório,
,
e
,porém não foram identificados os rótulos. As cores observadas foram violeta, vermelho e alaranjado. Atribua cor a cada complexos sintetizados, justificando sem fazer cálculos.
Passo 1
O enunciado dá três complexos e três cores observadas. Pergunta: atribuir cada cor ao correspondente complexo, justificando sem fazer cálculos.
Informações fornecidas:
— cor desconhecida entre violeta, vermelho e alaranjado.
— cor desconhecida entre violeta, vermelho e alaranjado.
— cor desconhecida entre violeta, vermelho e alaranjado.
Informações fornecidas:
Passo 2
Determinar a carga do cátion complexo (e, assim, a oxidação do cobalto) a partir dos contra-íons (isto é informação dada no enunciado). Vou escrever cada cátion e equilibrar cargas (sem “contas pesadas”, só raciocínio por cargas):
tem três íons
fora, então o cátion é de carga
, logo o cobalto está em oxidação
.
tem um
fora, então o cátion tem carga
. Dentro do cátion há duas
ligadas; fazendo a soma das cargas:
→
.
tem dois
fora, então o cátion tem carga
. Dentro do cátion há uma
;
→
.
Passo 3
Concluir o número de elétrons d. O cobalto neutro tem configuração
. Tirando três elétrons para formar
deixa-se
. Portanto todos os complexos têm
com configuração
.
Passo 4
Explicar como aparecem cores em complexos
octaédricos (no nível qualitativo): num campo octaédrico os orbitais
dividem-se em dois conjuntos,
(mais baixos) e
(mais altos), separados por uma energia que chamamos
. Uma das transições responsáveis pela cor é a transição
; a energia absorvida para essa transição é
. Relação entre energia absorvida e comprimento de onda:
. Assim, quanto maior
, maior
e menor o comprimento de onda
da luz absorvida (absorve-se luz mais azul/violeta). Quanto menor
, absorve-se luz de maior
(mais vermelha).
Passo 5
Explicar o efeito dos ligantes sobre
(a ideia-chave que usamos para justificar sem calcular): existe a série espectroquímica; de forma simples aqui, a amônia é um ligante de campo relativamente forte em comparação ao cloreto. Ou seja,
aumenta
mais do que
. Portanto, quanto mais ligantes
e menos
coordenados ao metal, maior é
.
Passo 6
Aplicar isso aos três complexos (comparação qualitativa, sem cálculo):
-
: seis coordenados → maior quantidade de ligante forte → maior . -
: cinco + um → intermediário. -
: quatro + dois → menor .
Passo 7
Ligar
com as cores observadas (explicação de complementaridade, sem números): se um complexo tem maior
ele absorve luz de maior energia (menor
, região mais azul/violeta). O que sobrar (a cor que vemos) é a cor complementar do que foi absorvido. Exemplos simples:
- Se o complexo absorve luz azul/violeta (pequeno
), ele aparece alaranjado/vermelho (complementar). - Se absorve luz verde/azulada (intermediário), aparece vermelho.
- Se absorve luz alaranjada/vermelha (grande
), aparece violeta/azulado.
Passo 8
Combinar tudo para atribuir cores (resumo lógico, sem cálculos): o complexo com mais
(
) terá o maior
, portanto absorve nas menores
(região mais azul/violeta) e, por complementaridade, aparecerá alaranjado. O complexo com
intermediário (
) absorve numa região intermediária (verde) e aparecerá vermelho. O complexo com mais
coordenado (
) tem o menor
, absorve em
mais longas (alaranjado/vermelho) e, por isso, aparece violeta.