Qual do seguinte par de íons é mais fortemente atraído por um campo magnético: mathrmMn^2+ ou mathrmFe^2+ ?

Passo 1

O enunciado pergunta qual dos íons Mn^2+ ou Fe^2+ será mais fortemente atraído por um campo magnético. O conteúdo envolvido é o paramagnetismo, isto é, como o número de elétrons desemparelhados em cada íon determina sua força de atração magnética.

Passo 2

Em íons paramagnéticos, a atração por um campo externo está ligada ao momento magnético efetivo, que, em unidades de magneton de Bohr ( muB), é dado pela fórmula
muef = raizn(n+2),muB
onde n é o número de elétrons desemparelhados. Quanto maior muef, mais forte a atração magnética.

Passo 3

Determinar o número de elétrons desemparelhados de Mn^2+.
O manganês neutro tem configuração eletrônica [Ar],3d^5,4s^2. Ao perder dois elétrons (íon Mn^2+), fica com
Mn^2+:;[Ar],3d^5
Em 3d^5 de spin alto, há n=5 elétrons desemparelhados.

Passo 4

Determinar o número de elétrons desemparelhados de Fe^2+.
O ferro neutro tem configuração [Ar],3d^6,4s^2. Ao formar Fe^2+, retira-se os dois doorbital 4s, ficando
Fe^2+:;[Ar],3d^6
Em 3d^6 de spin alto, há n=4 elétrons desemparelhados.

Passo 5

Calcular e comparar os momentos magnéticos efetivos:
muef(Mn^2+) = raiz5(5+2),muB = raiz35,muBapprox5,92,muB,
muef(Fe^2+) = raiz4(4+2),muB = raiz24,muBapprox4,90,muB
Como muef(Mn^2+)>muef(Fe^2+), o íon Mn^2+ será mais fortemente atraído pelo campo magnético.

Resposta

Mn^2+

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