Quais propriedades os complexos de metais
podem apresentar se possuírem elétrons
desemparelhados?
Passo 1
O enunciado pergunta quais propriedades apresentam complexos de metais de valência d quando têm elétrons d desemparelhados. O conteúdo envolvido é magnetismo de coordenação e espectroscopia de complexos de metais de transição, e vamos precisar entender como os spins não emparelhados influenciam características magnéticas, ópticas e estruturais.
Passo 2
Complexos com
elétrons d desemparelhados são paramagnéticos em solução e no estado sólido. O momento magnético efetivo pode ser estimado pelo modelo spin-only:
onde
é o magnetão de Bohr. Esse comportamento resulta da susceptibilidade magnética não nula (lei de Curie–Weiss).
Passo 3
Elétrons não emparelhados tornam o complexo ativo em espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica (RPE ou EPR). Em EPR observa-se interação spin–orbital e efeitos de acoplamento nuclear, fornecendo informação sobre a geometria e as ligações do metal.
Passo 4
A presença de elétrons d desemparelhados também afeta o espectro óptico: transições d–d podem se tornar parcialmente permitidas por distorções assimétricas, dando cor ao complexo. A intensidade dessas bandas depende de fatores como quebra de centros de simetria e vibrações (acoplamento vibronic).
Passo 5
Se o orbital degenerado estiver parcialmente ocupado, o complexo pode sofrer efeito Jahn–Teller, distorcendo a geometria (por exemplo, alongamento ou compressão octaédrica) para baixar a energia eletrônica. Isso altera comprimentos de ligação e propriedades espectroscópicas.
Passo 6
Em sólidos cristalinos ou redes poliméricas de complexos, spins desemparelhados podem interagir entre si, levando a acoplamentos ferro-, antiferro- ou ferrimagnéticos. Esses fenômenos dependem da sobreposição orbital e da distância entre centros metálicos.
Resposta
Complexos de metais d com elétrons d desemparelhados podem ser:
(a) Paramagnéticos, com momento magnético .
(b) Ativos em RPE/EPR, permitindo estudo detalhado dos sítios metálicos.
(c) Coloridos por transições d–d intensificadas por quebras de simetria.
(d) Sujeitos ao efeito Jahn–Teller quando há degeneração parcial de orbitais.
(e) Passíveis de acoplamentos magnéticos cooperativos (ferro-, antiferro- ou ferrimagnéticos) em materiais sólidos.
(a) Paramagnéticos, com momento magnético
(b) Ativos em RPE/EPR, permitindo estudo detalhado dos sítios metálicos.
(c) Coloridos por transições d–d intensificadas por quebras de simetria.
(d) Sujeitos ao efeito Jahn–Teller quando há degeneração parcial de orbitais.
(e) Passíveis de acoplamentos magnéticos cooperativos (ferro-, antiferro- ou ferrimagnéticos) em materiais sólidos.