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:
octaédrica;
octaédrica;
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, a questão pede que a gente calcule as energias de estabilização (CFSE) em unidades de
para íons metálicos com configuração
até
, assumindo campo fraco (high‐spin) e geometria octaédrica.
Conteúdo: Teoria do Campo Cristalino (CFT), entenda que em um octaedro os cinco orbitais d se dividem em dois grupos:
• t (três orbitais) com energia
cada
• e (dois orbitais) com energia
cada
O que vamos precisar: saber em que ordem e quantos elétrons vão para cada orbital (preenchimento high‐spin) e somar as energias.
Conteúdo: Teoria do Campo Cristalino (CFT), entenda que em um octaedro os cinco orbitais d se dividem em dois grupos:
• t
• e
O que vamos precisar: saber em que ordem e quantos elétrons vão para cada orbital (preenchimento high‐spin) e somar as energias.
Passo 2
Teoria de CFT aplicada:
- A separação total entre t
e e é . - Cada elétron colocado em t
dá uma contribuição de . - Cada elétron em e
dá . - Em campo fraco (high‐spin) a gente distribui elétrons maximizando spins antes de parear. No octaedro isso significa:
- até 3 elétrons: todos vão para t
(sem pareamento ainda) - 4º elétron começa a ocupar e
- depois de t
cheio (6 elétrons), o restante vai em e
- até 3 elétrons: todos vão para t
Passo 3
Calculando CFSE para
,
e
(só t
):
-
: 1 elétron em t
-: 2 elétrons em t
-
: 3 elétrons em t
Passo 4
Calculando para
,
e
(t
+ início de e
):
-
: 3 em t e 1 em e
-: 3 em t e 2 em e
-
: 4 em t e 2 em e (vidência de pareamento em t )
Passo 5
Finalmente
,
e
(t
cheio e sobra em e
):
-
: 5 em t e 2 em e
-: 6 em t e 2 em e
-
: 6 em t e 3 em e
Resposta
Em geometria octaédrica e campo fraco (high‐spin), as energias de estabilização são:
d¹: −4 Dq
d²: −8 Dq
d³: −12 Dq
d⁴: −6 Dq
d⁵: 0 Dq
d⁶: −4 Dq
d⁷: −8 Dq
d⁸: −12 Dq
d⁹: −6 Dq
d¹: −4 Dq
d²: −8 Dq
d³: −12 Dq
d⁴: −6 Dq
d⁵: 0 Dq
d⁶: −4 Dq
d⁷: −8 Dq
d⁸: −12 Dq
d⁹: −6 Dq