Usando os valores de 10Dq abaixo, estimados a partir de medidas espectroscópicas, calcule as energias de estabilização do campo cristalino, em
, dos seguintes complexos (suponha que a energia de emparelhamento seja igual a
e que
):
Passo 1
O que o enunciado pede e quais dados temos:
- Pedem a energia de estabilização do campo cristalino (CFSE) do complexo
, em . - Dados fornecidos:
-
. - Energia de emparelhamento
. - Conversão:
.
-
Passos a executar (lista clara do que vamos fazer):
- Determinar o estado de oxidação do Mn e, portanto, o número de elétrons
. - Decidir se o complexo é de alto spin ou baixo spin comparando
com . - Calcular a CFSE em
usando a distribuição eletrônica em octaédrico e a fórmula da CFSE. - Converter a CFSE para
.
Passo 2
Determinar o estado de oxidação de Mn e o número de elétrons
.
- Cada
tem carga . Em a soma das cargas é: onde é a carga do Mn. Portanto - Logo o manganês está em
. - A configuração eletrônica básica do Mn neutro é
; removendo dois elétrons dá com . - Conclusão: o íon metálico é
.
Passo 3
Decidir entre alto spin (HS) e baixo spin (LS).
- Em um campo octaédrico a separação entre níveis é
, que aqui é dada por . Assim - Comparar
com a energia de emparelhamento : - Regra prática: se
os elétrons preferem ocupar orbitais de energia mais alta em vez de se emparelhar — ou seja, complexo de alto spin. Aqui , logo o complexo será de alto spin. - Observação qualitativa:
é um ligante fraco, coerente com alto spin.
Passo 4
Determinar a distribuição eletrónica e calcular a CFSE (em
).
- Para
em octaédrico alto spin a distribuição é (três elétrons em e dois em ), todos desemparelhados. - A contribuição energético-orbital padrão para CFSE é:
- cada elétron em
contribui com , - cada elétron em
contribui com .
- cada elétron em
- Portanto a CFSE orbital é
Calculemos o coeficiente: Assim - Agora considerar contribuição da energia de emparelhamento: usa-se o termo
Para o íon livre (regra de Hund) tem 5 elétrons desemparelhados zero pares; no complexo alto spin também todos desemparelhados zero pares. Logo a diferença de pares é zero e não há termo de emparelhamento a somar. - Conclusão: a CFSE total em
é
Passo 5
Converter a CFSE para
.
- Usando a conversão fornecida:
- Assim