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:
cúbica;
cúbica;
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
Resumo do que a gente vai fazer: o exercício pede para calcular a energia de estabilização do campo cristalino (CFSE) em unidades de
para complexos com configuração
a
, no caso de campo fraco (high‐spin), na geometria cúbica. Vamos usar a teoria do campo cristalino para entender como os elétrons se distribuem nos orbitais, as energias de cada orbital (fornecidas na tabela) e aplicar a regra de Hund (encher cada orbital com um elétron antes de emparelhar).
Passo 2
Teoria básica: em geometria cúbica os cinco orbitais
se dividem em
- conjunto
(2 orbitais: e ) com energia - conjunto
(3 orbitais: ) com energia
Em campo fraco (high‐spin) a gente preenche primeiro cada orbital disponível com um elétron (regra de Hund) antes de emparelhar. A CFSE é a soma das energias de todos os elétrons:
onde
é o número de elétrons no orbital
.
Passo 3
Distribuição para
a
(nenhum emparelhamento ainda, pois cada elétron vai em orbital vazio):
-
: 1 elétron em -
: 2 elétrons em -
: 2 elétrons em + 1 em -
: 2 em + 2 em -
: 2 em + 3 em
Passo 4
Distribuição para
a
(agora começa a emparelhar, sempre no orbital de menor energia primeiro, que é do conjunto
):
-
: 5 elétrons em orbitais diferentes + 1º emparelhamento em 3 em , 3 em -
: 2º emparelhamento em 4 em , 3 em -
: agora os já estão cheios (4 elétrons), emparelha em 4 em , 4 em -
: próximo emparelhamento em 4 em , 5 em
Resposta
CFSE em
para geometria cúbica, weak‐field, de
a
: