A teoria do campo cristalino (TCC) não conseguia explicar a série espectroquímica, o porquê de ligantes neutros exibirem maior desdobramento do campo cristalino (10Dq) em relação a ligantes carregados como o flúor. Através da teoria do orbital molecular (TOM) e da construção do diagrama de orbitais moleculares do complexo [CoF 6]^3- (doadores sigma e doadores pi) demonstre que seu 10Dq é menor emrelação ao [Co(NH3)6]^3+ da questão anterior.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente entender por que o complexo [CoF6]^3- tem um desdobramento do campo cristalino (10Dq) menor comparado ao [Co(NH3)6]^3+. Para isso, vamos usar a Teoria do Orbital Molecular (TOM) e construir o diagrama de orbitais moleculares desses complexos, considerando que os ligantes são doadores sigma e pi. Vamos precisar entender como esses ligantes interagem com o metal central e como isso afeta o 10Dq.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o 10Dq. É uma medida do desdobramento dos orbitais d no estado de campo cristalino. Quanto maior o 10Dq, maior a separação entre os orbitais d de baixa e alta energia, afetando propriedades como cor e magnetismo do complexo.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre os ligantes. O fluoreto ( F^-) é um ligante carregado negativo, enquanto a amônia ( NH3) é neutra. Além disso, ambos atuam como doadores sigma e pi, mas a eficiência com que eles doam elétrons pode variar.

Passo 4

De acordo com a Teoria do Orbital Molecular (TOM), os ligantes interagem com os orbitais d do metal central através de doação de elétrons sigma e pi. Ligantes que doam mais eficientemente aumentam o desdobramento do campo cristalino, ou seja, aumentam o 10Dq.

Passo 5

No caso do NH3, sendo um ligante neutro, ele doa elétrons sigma de forma mais eficiente comparado ao fluoreto, que é carregado e tem uma densidade eletrônica maior. Isso faz com que o NH3 cause um desdobramento maior no campo cristalino, resultando em um 10Dq maior.

Passo 6

Além disso, ligantes neutros como a amônia têm menores repulsões eletrônicas em comparação com ligantes carregados como o fluoreto. Menores repulsões permitem que os orbitais d fiquem mais separados, aumentando ainda mais o 10Dq.

Passo 7

Portanto, ao construir os diagramas de orbitais moleculares para [CoF6]^3- e [Co(NH3)6]^3+, observamos que o NH3 promove uma maior separação dos orbitais d devido à sua eficiência como doador sigma e menor repulsão eletrônica, resultando em um 10Dq maior.

Resposta

Assim, o complexo [CoF6]^3- possui um desdobramento do campo cristalino (10Dq) menor em relação ao [Co(NH3)6]^3+ devido à menor eficiência do fluoreto como doador sigma e às maiores repulsões eletrônicas causadas por seu caráter carregado.

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