Qual dos seguintes íons octaédricos, em situação de campo fraco, serão afetados pelo efeito Jahn-Teller?
,
. Em que casos a distorção será mais acentuada?
Passo 1
Beleza! Vamos resolver essa questão sobre o Efeito Jahn-Teller em íons octaédricos com campo fraco. A gente vai precisar entender o que é esse efeito, como ele se aplica aos complexos octaédricos e analisar cada um dos íons fornecidos para ver se eles são afetados por esse efeito. No final, vamos descobrir quais distorções são mais acentuadas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o Efeito Jahn-Teller. Basicamente, é uma distorção em moléculas ou íons que tem uma configuração eletrônica degenerada, ou seja, onde os elétrons estão distribuídos de maneira que há energia igual em diferentes orbitais. Essa degeneração pode tornar o sistema instável, e o efeito Jahn-Teller ocorre para quebrar essa degeneração, levando a uma estrutura mais estável.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre complexos octaédricos. Em um campo octaédrico, um metal de transição está no centro de seis ligantes que formam os vértices de um octaedro. Os orbitais d do metal se dividem em dois conjuntos de energia: os orbitais
(
e
) e os orbitais
(
,
,
).
Em um campo fraco, os elétrons preenchem primeiro os orbitais
antes dos
, seguindo o princípio de Hund para maximizar a multiplicidade de spin.
Passo 4
Vamos analisar cada íon listado para verificar se ele possui uma configuração eletrônica degenerada que possa ser afetada pelo Efeito Jahn-Teller:
-
: Tem configuração . Sem elétrons em orbitais d, não há degeneração. -
: Tem configuração . Um único elétron no , sem degeneração. -
: Tem configuração . Em campo fraco, parece . Alto spin, com um elétron no , que pode causar degeneração. -
: Tem configuração . Em campo fraco, . Alto spin, mas todos os orbitais e estão cheios de maneira que não há degeneração adicional. -
: Tem configuração . Em campo fraco, similar ao , com . Pode ter degeneração. -
: Tem configuração . Em campo fraco, . Sem degeneração significativa. -
: Tem configuração . Em campo fraco, . Sem degeneração. -
: Tem configuração . Todos os orbitais d estão cheios, sem degeneração.
Passo 5
Dos íons analisados, apenas
e
possuem configurações eletrônicas que podem levar ao Efeito Jahn-Teller em um campo fraco, pois têm elétrons em orbitais
que causam degeneração.
Passo 6
Quanto à distorção mais acentuada, isso geralmente ocorre quando há mais elétrons em orbitais
. Entre os dois,
tem uma configuração
, o que pode levar a uma distorção mais significativa em comparação com
, que também tem
, mas a magnitude da distorção pode variar dependendo de fatores como o tipo de ligantes e a geometria específica do complexo.
Resposta
Os íons
e
serão afetados pelo Efeito Jahn-Teller em situação de campo fraco. A distorção será mais acentuada no íon
.