Questão 6. Observe a série espectroquímica.
\mathbf{I}^{-}<\mathbf{B r}^{-}<\mathbf{C l}^{-}<\mathbf{F}^{-}<\mathbf{O H}^{-}<\mathbf{o x}<\mathbf{H}_{2} \mathrm{O}<\mathbf{p y} \sim \mathbf{N H}_{3}<\mathbf{e n}<\mathbf{d i p y}<\mathbf{N O}_{2}{ }^{-}<\mathbf{C N}{ }^{-}<\mathbf{C O}
Classifique os ligantes como \sigma doadores, \pi aceptores e \pi doadores.

Passo 1

O enunciado dá a seguinte série espectroquímica:
\mathrm{I}^{-}<\mathrm{Br}^{-}<\mathrm{Cl}^{-}<\mathrm{F}^{-}<\mathrm{OH}^{-}<\mathrm{ox}^{2-}<\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}<\mathrm{py}\sim\mathrm{NH}_{3}<\mathrm{en}<\mathrm{dipy}<\mathrm{NO}_{2}^{-}<\mathrm{CN}^{-}<\mathrm{CO}
e pede para separar os ligantes em três grupos:
  1. \sigma doadores (apenas doam por ligação sigma),
  2. \pi doadores (têm orbitais preenchidos que doam densidade \pi ao metal),
  3. \pi aceitadores (têm orbitais \pi^* vazios que aceitam densidade do metal).

Passo 2

Definições que vamos usar:
– Um ligante \sigma doador só fornece elétrons por meio de um orbital ligado diretamente ao metal (ligação sigma).
– Um ligante \pi doador além de doar por sigma, possui orbitais ocupados (normalmente p ou n não ligantes) que podem doar densidade adicional por interações \pi com orbitais d do metal, reduzindo o campo cristalino e gerando ligantes fracos.
– Um ligante \pi aceitador tem orbitais \pi^* vazios de energia baixa o bastante para receber densidade proveniente dos orbitais d do metal (back-bonding), aumentando o campo cristalino e tornando-o ligante forte.

Passo 3

Os ligantes nas extremidades esquerda da série (campo fraco) têm pares não ligantes em orbitais p fortemente não ligantes. Eles não só doam por sigma como também podem doar densidade pelas interações \pi. Portanto, \pi doadores são:
\mathrm{I}^{-},\;\mathrm{Br}^{-},\;\mathrm{Cl}^{-},\;\mathrm{F}^{-},\;\mathrm{OH}^{-},\;\mathrm{ox}^{2-}

Passo 4

No meio da série estão os ligantes neutros com pares isolados que apenas formam ligação sigma e não possuem orbitais \pi vazios nem orbitais p disponíveis para doação \pi. Logo, \sigma doadores (puros) são:
\mathrm{H}_{2}\mathrm{O},\;\mathrm{py},\;\mathrm{NH}_{3},\;\mathrm{en},\;\mathrm{dipy}

Passo 5

Na extremidade direita da série (campo forte) estão os ligantes que apresentam orbitais \pi^* de baixa energia capazes de aceitar densidade do metal via back-bonding. Esses são os \pi aceitadores:
\mathrm{NO}_{2}^{-},\;\mathrm{CN}^{-},\;\mathrm{CO}

Resposta

\pi doadores: \mathrm{I}^{-},\;\mathrm{Br}^{-},\;\mathrm{Cl}^{-},\;\mathrm{F}^{-},\;\mathrm{OH}^{-},\;\mathrm{ox}^{2-} \sigma doadores: \mathrm{H}_{2}\mathrm{O},\;\mathrm{py},\;\mathrm{NH}_{3},\;\mathrm{en},\;\mathrm{dipy} \pi aceitadores: \mathrm{NO}_{2}^{-},\;\mathrm{CN}^{-},\;\mathrm{CO}

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