Utilizando a Tabela abaixo, calcule as energias de estabilização pela Teoria do Campo Cristalino(em unidades
) para compostos de coordenação com metal
a d
, no caso de campo fraco, nas seguintes geometrias:
tetraédrica;
tetraédrica;
Estrutura |
|
|
dxy | dxz | dyz |
---|---|---|---|---|---|
tetraédrica | -2,67 Dq |
|
1,78 Dq | 1,78 Dq | 1,78 Dq |
quadrático plano | -4,28 Dq | 12,28 Dq | 2,28 Dq | -5,14 Dq | -5,14 Dq |
octaédrica | 6,00 Dq | 6,00 Dq | -4,00 Dq | -4,00 Dq | -4,00 Dq |
cúbica | -5,34 Dq | -5,34 Dq | 3,56 Dq | 3,56 Dq | 3,56 Dq |
antiprisma quadrado | -5,34 Dq | -0,89 Dq | -0,89 Dq | 3,56 Dq | 3,56 Dq |
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede que a gente calcule as energias de estabilização (CFSE) em unidades de
para complexos tetraédricos de configuração
até
, assumindo campo fraco (ou seja, high‐spin). A matéria é Teoria do Campo Cristalino: a gente vai usar os valores de energia dos orbitais
e
na geometria tetraédrica e depois preencher os elétrons seguindo Hund (um em cada antes de emparelhar) e, por fim, somar as contribuições.
Passo 2
Entendendo o espalhamento tetraédrico:
- Conjunto
(nível mais baixo): orbitais e , cada um em . - Conjunto
(nível mais alto): orbitais , e , cada um em .
A CFSE é dada por
onde
Passo 3
Regras de preenchimento (campo fraco = high‐spin):
- Cada orbital recebe 1 elétron antes de qualquer emparelhamento.
- Depois que todos tiverem 1, a próxima volta de elétrons começa emparelhando os menores (
) e assim por diante.
Nosso passo a passo de ocupação para
:
-
: 1 elétron em um orbital . -
: 2 elétrons, cada um em um dos 2 orbitais . -
: 2 em + 1 em . -
: 2 em + 2 em (todos desemparelhados). -
: 2 em + 3 em (todos desemparelhados). - A partir de
, emparelha o que for mais baixo ( ) antes de encher .
Passo 4
Calculando CFSE de
a
:
-
: 1 vez = . -
: 2× = . -
: 2× + 1× = . -
: 2× + 2× = . -
: 2× + 3× = .
Passo 5
Calculando CFSE de
a
(já emparelhando em
primeiro):
-
: ocupação = 3 elétrons em , 3 em .
CFSE =. -
: ocupação = 4 em , 3 em .
CFSE =. -
: ocupação = 4 em , 4 em (o 8º emparelha um ).
CFSE =. -
: ocupação = 4 em , 5 em .
CFSE =.
Resposta
As energias de estabilização em
para complexos tetraédricos (campo fraco) de
a
são:
;
;
;
;
;
;
;
;
.