Quantos elétrons desemparelhados [Re(CN)6]^3- e [MnCl6]^4- tem? Forneça as configurações eletrônicas para cada íon em termos de conjuntos t2g e eg. Explique sua resposta.

Passo 1

Beleza, vamos ver o que o exercício pede:
  • Queremos saber quantos elétrons estão desemparelhados em e em .
  • Além disso, temos de dar a configuração eletrônica de cada íon em termos dos conjuntos e .
    Matéria envolvida: campo cristalino octaédrico, conceito de d-orbitais, força do ligante (alto spin × baixo spin) e contagem de elétrons d. Para resolver, vamos precisar:
  1. Determinar o estado de oxidação dos metais e quantos elétrons d eles têm.
  2. Saber se o ligante é forte (pequeno emparelhamento) ou fraco (alto spin).
  3. Distribuir os elétrons nos orbitais e e contar os desemparelhados.

Passo 2

Primeiro, o número de elétrons d em cada íon:
  1. :
    • Cada CN⁻ é -1, então somam -6. Para totalizar carga -3, o Re deve estar em Re³⁺.
    • Re é do grupo 7 (configuração atômica ). Tirando 2 elétrons 6s e um 5d, sobra .
  2. :
    • Cada Cl⁻ é -1, somam -6; para totalizar -4, Mn está em Mn²⁺.
    • Mn é do grupo 7 também ( ). Tirando 4s², sobra .

Passo 3

Agora, teoria do campo cristalino octaédrico:
  • Os cinco orbitais d se dividem em dois grupos: três orbitais mais baixos ( ) e dois mais altos ( ).
  • A diferença de energia se chama .
  • Ligantes fortes (CN⁻) dão grande, favorecendo casais de elétrons em (baixo spin).
  • Ligantes fracos (Cl⁻) têm pequeno, favorecendo máxima dispersão (alto spin).

Passo 4

Distribuição dos elétrons e contagem de desemparelhados:
  1. Re³⁺ com ligante forte (CN⁻ → baixo spin):
    • Preenchemos primeiro os 3 com 3 elétrons (um em cada).
    • O 4º elétron também cabe em , mas emparelha um deles.
    • Configuração: .
    • Desemparelhados: nos 3 orbitais originais tínhamos 3 elétrons, agora são 4 com um par e 2 isolados → 2 elétrons desemparelhados.
  2. Mn²⁺ com ligante fraco (Cl⁻ → alto spin):
    • Primeiro 3 elétrons vão em (um em cada).
    • Os outros 2 sobram e vão em (um em cada) antes de emparelhar.
    • Configuração: .
    • Desemparelhados: 5 (cada elétron em orbítal diferente).

Resposta

é
é

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