Use a TLV para explicar o diamagnetismo do composto de coordenação
\mathrm{Fe}(\mathrm{CO})_{5}

Passo 1

O enunciado pede para usar a Teoria de Ligação de Valência (TLV) e mostrar por que o complexo \mathrm{Fe}(\mathrm{CO})_{5} é diamagnético. Vamos precisar determinar o estado de oxidação do ferro, contar os elétrons de valência do metal e dos ligantes, encontrar a hibridização dos orbitais do ferro e verificar o emparelhamento dos elétrons nas ligações.

Passo 2

Como o monóxido de carbono ( \mathrm{CO}) é um ligante neutro doador de par, o ferro no complexo permanece no estado de oxidação zero. A configuração eletrônica de valência do átomo de ferro é
\text{Fe}:\;[\text{Ar}]\,4s^{2}\,3d^{6},
isto é, \,2 + 6 = 8 elétrons de valência no metal.

Passo 3

Cada molécula de \mathrm{CO} doa um par de elétrons (2 elétrons) ao ferro. Com cinco ligantes, o total doador é
5 \times 2 = 10\text{ elétrons}.é
Somando-se aos 8 elétrons do ferro, o complexo atinge a contagem de
8 + 10 = 18\text{ elétrons},é
que é a configuração estável do “regra dos 18 elétrons”.

Passo 4

Para acomodar cinco pares de elétrons de ligação, a TLV prevê que o ferro faça uma hibridização tipo sp^{3}d (também chamada de dsp^{3}), combinando um orbital 3d, o orbital 4s e os três orbitais 4p. Esses cinco orbitais híbridos ficam dispostos em geometria bipiramidal trigonal, cada um recebendo um par de elétrons doador de uma molécula de \mathrm{CO}.

Passo 5

Como há exatamente 10 elétrons doadores de \mathrm{CO} preenchendo em pares os cinco orbitais híbridos e não sobra nenhum elétron desemparelhado no ferro, todas as eletroses estão pareadas. Não há elétrons livres para gerar magnetismo.

Resposta

O complexo \mathrm{Fe}(\mathrm{CO})_{5} é diamagnético porque, segundo a TLV, o ferro adota hibridização sp^{3}d para formar cinco ligações \sigma totalmente ocupadas por pares eletrônicos, sem elétrons desemparelhados.

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