Preveja o número de elétrons desemparelhados para cada um dos seguintes:
\left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)_{6}\right]^{3+}

Passo 1

O enunciado pede o número de elétrons desemparelhados no complexo \left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{6}\right]^{3+}.
O conteúdo envolvido é química inorgânica: determinação do estado de oxidação, contagem de elétrons d e teoria de campo cristalino em geometria octaédrica.

Passo 2

Determinar o estado de oxidação de \mathrm{Cr}. Cada ligante \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} é neutro, portanto a carga 3+ vem toda do cromo. Logo, o cromo está no estado de oxidação +3.

Passo 3

Contar quantos elétrons d restam em \mathrm{Cr}^{3+}. O \mathrm{Cr} neutro tem configuração eletrônica [\mathrm{Ar}]\,3d^5\,4s^1. Ao formar \mathrm{Cr}^{3+} remove-se primeiro o elétron 4s e depois dois elétrons 3d, resultando em
[\mathrm{Ar}]\,3d^3.

Passo 4

Verificar o efeito de campo cristalino para ligantes \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. Água é um ligand de campo relativamente fraco, o que leva a um complexo de alto spin em octaédrica. Em campo octaédrico temos o conjunto t_{2g} (mais baixo) e e_g (mais alto).

Passo 5

Distribuir os 3 elétrons nos orbitais t_{2g} de forma de alto spin, colocando um elétron em cada orbital antes de emparelhar:
t_{2g}: \uparrow\;\;\uparrow\;\;\uparrow \quad e_g: \;\;\;
Cada elétron ocupa um orbital distinto sem emparelhamento.

Resposta

O complexo \left[\mathrm{Cr}\left(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\right)_{6}\right]^{3+} possui 3 elétrons desemparelhados.

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