Tendo em mente o efeito Jahn-Teller, preveja a estrutura do [Cr(OH2)6]^2+.

Passo 1

O enunciado pede para prevermos a geometria do cátion [Cr(H2O)6]^2+ levando em conta o efeito Jahn–Teller. O conteúdo envolvido é teoria de campos cristalinos e o efeito Jahn–Teller em complexos octaédricos degenerados. Precisamos (i) determinar a configuração eletrônica de Cr^2+, (ii) verificar se há orbitais degenerados parcialmente ocupados e (iii) aplicar a regra de distorção que minimiza a energia.

Passo 2

A espécie central é Cr^2+. Em Estado Fundamental, Cr neutro tem configuração [Ar],3d^5,4s^1. Ao formar Cr^2+, perde dois elétrons preferencialmente de 4s e depois de 3d, ficando com 3d^4. Como a água é um ligante fraco, o complexo é de alto spin, e a distribuição em orbitais de campo octaédrico é
t2g^3,eg^1

Passo 3

Em campo octaédrico, as orbitais eg ( dz^2 e dx^2-y^2) são degeneradas e antibondantes. Com um único elétron em eg, existe degenerescência eletrônica sujeita ao efeito Jahn–Teller, que distorce o octaedro para remover essa degenerescência e baixar a energia total.

Passo 4

Para ocupação parcial em orbitais eg, a distorção mais comum é a elongação ao longo de um eixo (digamos o eixo z). Isso faz com que os orbitais dz^2 (cujo elétron está) tenham menor repulsão (pois os ligantes axiais afastam-se) e o orbital dx^2-y^2 suba de energia. O resultado é um octaedro alongado, com
– dois ligantes H2O no eixo z mais distantes do Cr,
– quatro ligantes equatoriais ( xy) mais próximos do Cr.

Passo 5

Em termos de simetria, o complexo passa de Oh para D4h, caracterizado por
– ligações axiais CrOaxial maiores,
– ligações equatoriais CrOeq menores.

Resposta

O complexo é um octaedro alongado segundo o eixo z (simetria D4h), com as duas ligações axiais CrO mais longas do que as quatro ligações equatoriais.

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