Questão 07. Para cada par de complexos abaixo, indique qual deverá ter um maior valor de 10Dq deixando claro os motivos de sua escolha.
\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{NH}_{3}\right)_{6}\right]^{2+} \mathrm{e}\left[\mathrm{Co}\left(\mathrm{OH}_{2}\right)_{6}\right]^{2+}

Passo 1

O enunciado pede para compararmos o valor de 10Dq (splitting octaédrico na teoria de campo cristalino) em dois complexos de cobalto(II):
\left[\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_6\right]^{2+} e \left[\mathrm{Co}(\mathrm{OH}_2)_6\right]^{2+}.
O conteúdo é a teoria de campo cristalino octaédrico e a série espectroquímica de ligantes, que nos diz quais ligantes produzem maior separação entre os orbitais t_{2g} e e_g.

Passo 2

Segundo a teoria de campo cristalino, em um complexo octaédrico o campo criado pelos ligantes faz com que os cinco orbitais d do metal se dividam em dois níveis:
t_{2g}\quad\text{(três orbitais, mais estáveis)}êá
e_g\quad\text{(dois orbitais, menos estáveis)}á
A diferença de energia entre esses níveis é justamente o valor de \Delta_o (ou 10Dq).

Passo 3

Os ligantes variam em sua capacidade de produzir esse campo, o que se organiza na chamada série espectroquímica qualitativa. De forma resumida, alguns ligantes comuns ordenados de campo fraco a campo forte são:
\ldots < \mathrm{H_2O} < \mathrm{NH_3} < \mathrm{en} < \mathrm{CN^-} < \mathrm{CO} < \ldots
Isso significa que \mathrm{NH_3} exerce um campo de força maior do que \mathrm{H_2O}, levando a um \Delta_o maior.

Passo 4

Aplicando ao nosso caso:
– No complexo \left[\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_6\right]^{2+}, os seis ligantes \mathrm{NH_3} são mais fortes na série espectroquímica, aumentando a separação t_{2g}- e_g.
– No complexo \left[\mathrm{Co}(\mathrm{OH}_2)_6\right]^{2+}, os seis ligantes \mathrm{H_2O} estão mais abaixo na série, produzindo um campo cristalino mais fraco, logo um \Delta_o menor.

Resposta

\left[\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_3)_6\right]^{2+} terá maior valor de 10Dq do que \left[\mathrm{Co}(\mathrm{OH}_2)_6\right]^{2+}, pois \mathrm{NH_3} é um ligante de campo mais forte que \mathrm{H_2O}.

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