22.11 Faça uma previsão para o número de elétrons desemparelhados em cada um dos seguintes complexos:
a) \mathrm{TiF}_{6}\^{3-}
b) \ \mathrm{MnCl}_{6}\\^{3-}
c) \ \mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}\\^{4-}
d) \ \mathrm{Cu}\\\\left(\mathrm{NH}_{3}\\\\right)_{4}\\^{2+}
e) \ \mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{4}\\^{2-}
g) \ \mathrm{CO}\\\\left(\mathrm{NH}_{3}\\\\right)_{6}\\^{3+}
h) \ \mathrm{Ni}(\mathrm{CN})_{4}\\^{2-}
(quadrado-planar)i) \ \mathrm{NiC}_{14}\\^{2-}
(tetraédrico).j) \ \mathrm{Co}(\mathrm{CN})_{6}\\^{3-}

Passo 1

O enunciado pede que a gente preveja o número de elétrons desemparelhados em vários complexos de metais de transição, usando teoria do campo cristalino. Vamos precisar ( 1) determinar o estado de oxidação do metal e, com isso, o número de elétrons d; ( 2) identificar geometria (octaédrica, tetraédrica ou quadrado-planar) e força de campo dos ligantes (fraco \to spin alto; forte \to spin baixo); ( 3) distribuir os elétrons nos orbitais de maneira apropriada e contar os não pareados.

Passo 2

Determinação do número de elétrons d para cada complexo:
Para [\mathrm{TiF}_{6}]^{3-} tem-se \mathrm{Ti}^{3+} \Rightarrow d^1;
para [\mathrm{MnCl}_{6}]^{3-} tem-se \mathrm{Mn}^{3+} \Rightarrow d^4;
para [\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}]^{4-} tem-se \mathrm{Fe}^{2+} \Rightarrow d^6;
para [\mathrm{Cu}(\mathrm{NH}_{3})_{4}]^{2+} tem-se \mathrm{Cu}^{2+} \Rightarrow d^9;
para [\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{4}]^{2-} tem-se \mathrm{Zn}^{2+} \Rightarrow d^{10};
para [\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_{3})_{6}]^{3+} tem-se \mathrm{Co}^{3+} \Rightarrow d^6;
para [\mathrm{Ni}(\mathrm{CN})_{4}]^{2-} tem-se \mathrm{Ni}^{2+} \Rightarrow d^8;
para [\mathrm{NiCl}_{4}]^{2-} tem-se \mathrm{Ni}^{2+} \Rightarrow d^8;
para [\mathrm{Co}(\mathrm{CN})_{6}]^{3-} tem-se \mathrm{Co}^{3+} \Rightarrow d^6.

Passo 3

Classificação de geometria e força de campo:
\bullet Octaédrico/ligantes fracos: [\mathrm{TiF}_{6}]^{3-}, [\mathrm{MnCl}_{6}]^{3-} \to spin alto.
\bullet Octaédrico/ligantes fortes: [\mathrm{Fe}(\mathrm{CN})_{6}]^{4-}, [\mathrm{Co}(\mathrm{NH}_{3})_{6}]^{3+}, [\mathrm{Co}(\mathrm{CN})_{6}]^{3-} \to spin baixo.
\bullet Quadrado-planar/ligantes fortes: [\mathrm{Cu}(\mathrm{NH}_{3})_{4}]^{2+}, [\mathrm{Ni}(\mathrm{CN})_{4}]^{2-}.
\bullet Tetraédrico/ligantes fracos: [\mathrm{NiCl}_{4}]^{2-}.
\bullet Tetraédrico: [\mathrm{Zn}(\mathrm{OH})_{4}]^{2-} (mas \mathrm{Zn}^{2+} é d^{10} e sempre pareado).

Passo 4

Octaédrico spin alto ( \mathrm{F}^-, \mathrm{Cl}^-):
\mathrm{Ti}^{3+} (d^1): configuração t_{2g}^1e_g^0 \to 1 elétron não pareado.
\mathrm{Mn}^{3+} (d^4): configuração t_{2g}^3e_g^1 \to 4 elétrons não pareados.

Passo 5

Octaédrico spin baixo ( \mathrm{CN}^-, \mathrm{NH}_3):
\mathrm{Fe}^{2+} (d^6), \mathrm{Co}^{3+} (d^6): ambos t_{2g}^6e_g^0 \to 0 elétrons não pareados em cada um dos complexos.

Passo 6

Quadrado-planar (campo forte):
\mathrm{Cu}^{2+} (d^9): configuração d_{x^2-y^2}^1 \to 1 elétron não pareado.
\mathrm{Ni}^{2+} (d^8): dsp ^2, todos os elétrons pareados \to 0 não pareados.

Passo 7

Tetraédrico (campo fraco) e d^{10}:
\mathrm{Ni}^{2+} (d^8) em tetra: e^4t_2^4 \to 2 elétrons não pareados.
\mathrm{Zn}^{2+} (d^{10}) \to 0 elétrons não pareados.

Resposta

a) 1
b) 4
c) 0
d) 1
e) 0
g) 0
h) 0
i) 2
j) 0

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