Na teoria dos orbitais moleculares, as características intrínsecas de ligantes pi doadores e pi receptores, também conhecidos respectivamente como bases pi e ácidos pi, são responsáveis para explicação dos extremos da série espectroquímica. De acordo com o exposto, responda: (1,0)
Indique e justifique a classificação adequada para os ligantes dinitrogênio, amino, trimetilfosfino, nitro e iodo.

Passo 1

Beleza, o exercício pede pra gente classificar cinco ligantes (dinitrogênio, amino, trimetilfosfino, nitro e iodo) de acordo com seu caráter π-doador (base π) ou π-aceptor (ácido π). Esse assunto faz parte da teoria dos orbitais moleculares em química de coordenação, mais especificamente da explicação dos extremos da série espectroquímica. Para resolver, vamos precisar entender o que são ligantes π-doadores e π-aceptores e como isso aparece na prática na série espectroquímica.

Passo 2

Antes de mais nada, o que são ligantes π-doadores e π-aceptores?
  1. Ligantes π-doadores: têm pares de elétrons em orbitais π § que podem doar densidade eletrônica para orbitais vazios do metal. Isso enfraquece o campo cristalino, gerando baixos valores de Δ (campo fraco).
  2. Ligantes π-aceptores: além de doarem pelo orbital σ, têm orbitais vazios de energia adequada (σ*, π*…) que recebem elétrons por retrodoadora (back-bonding) do metal. Isso aumenta o campo cristalino, gerando altos valores de Δ (campo forte).
    Na prática, ligantes π-doadores tendem a estar no fim “fraco” da série espectroquímica, e ligantes π-aceptores ficam no fim “forte”.

Passo 3

Classificando o dinitrogênio (N₂):
  • O N₂ molecular tem orbitais π* não ocupados e costuma aceitar retrodoada do metal (back-bonding), igual ao CO mas menos forte.
  • Logo, N₂ é um ligante π-aceptor.

Passo 4

Classificando o ligante amino (–NH₂):
  • O amido (–NH₂) é anião, cheio de pares eletrônicos em orbitais p, doa densidade eletrônica ao metal.
  • Não há orbitais π* vazios eficientes para retrodoadora forte.
  • Então, –NH₂ é um ligante π-doador.

Passo 5

Classificando o trimetilfosfino (PMe₃):
  • PR₃ (como PMe₃) doa σ pelo par em P e ainda aceita densidade eletrônica em orbitais σ* e π* do P.
  • Esse “back-bonding” faz dele um ligante π-aceptor (semelhante ao CO, mas mais fraco).
  • Portanto, PMe₃ é um ligante π-aceptor.

Passo 6

Classificando o nitro (–NO₂):
  • No modo “nitro” (ligado via N), o grupo –NO₂ tem orbitais π* no NO₂ que podem receber elétrons do metal.
  • Faz back-bonding e resulta em campo forte.
  • Então, –NO₂ é um ligante π-aceptor.

Passo 7

Classificando o iodo (I⁻):
  • I⁻ é haleto com pares em orbitais p que doa diretamente para o metal.
  • Não possui orbitais vazios para retrodoadora significativa.
  • Logo, I⁻ é um ligante π-doador.

Resposta

Dinitrogênio (N₂): π-aceptor
Amino (–NH₂): π-doador
Trimetilfosfino (PMe₃): π-aceptor
Nitro (–NO₂): π-aceptor
Iodo (I⁻): π-doador

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