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Lista de Exercícios: Química Inorgânica II. “Você nada sabe enquanto não praticar.” Richard Phillips Feynman. Teoria do campo cristalino. 1-- Considere a reação Mn3+ + 6H2O → [Mn(H2O)6]3+. Para o complexo formado, ΔO = 250 kJ mol-1. Para Mn3+ gasoso, P = 300 kJ mol-1, suponha que no complexo seu valor seja 20 % menor. (a) O complexo é de campo forte ou fraco? (b) De acordo com a TCC, desenhe um diagrama de níveis de energia mostrando os orbitais d do íon Mn3+ antes e depois da complexação. Faça as respectivas distribuições eletrônicas. (c) Calcule, em kJ mol-1, a EECC envolvida na formação do complexo. 2-- Na região do visível do espectro, o íon trans-[Co(NH3)4Cl2]2+ apresenta uma banda a 15.600 cm-1 (região do vermelho). Qual é a cor do íon complexo? 3-- Racionalize em termos da TCC: a) Os ΔO do [Co(H2O)6]3+ e [Co(H2O)6]3+ são iguais a, respectivamente, 250 e 410 kJ mol-1. b) [Mn(CN)6]4- exibe paramagnetismo muito menor do que [Mn(py)6]2+. Em ambos os casos a espécie metálico é Mn2+. c) O complexo [Co(H2O)6]3+ é diamagnético, ao passo que o [Fe(H2O)6]3+ é paramegnético. Co3+ e Fe2+ são isoeletrônicos. d) [Co(NH3)6]3+ é diamagnético e [CoF6]3- é paramegnético. e) O ΔO do [Ti(H2O)6]3+ é igual a 240 kJ mol-1 e do [ReF6] é igual a 390 kJ mol-1. Tanto o Ti3+ quanto o Re6+ possuem configuração d1. f) O [Ti(NH3)6]3+ absorve luz de frequência mais alto do que [Ti(H2O)6]3+. 4-- Utilizando o modelo TCC, faça diagramas de níveis e energia para os íons: (a) [Fe(dipy)3]2+ (spin baixo); (b) [Fe(NH3)6]2+ (spin alto). Universidade Federal do Espírito Santo Centro de Ciências Agrárias e Engenharias – CCAE Departamento de Química e Física Professor Maicon Pierre Lourenço 5-- Calule a EECC para cada um dos seguintes complexos: (a) [Cr(H2O)6]2+; (b) [Fe(H2O)6]3+; (c) [Ru(NH3)6]3+; (d) [Ni(dipy)3]2+. O complexo de ferro é paramagnético na extensão de 5 elétrons e, o de rutênio (Re), na extensão de 1 elétron. 6-- Na região do visível do espectro, o íon trans-[Co(NH3)4Cl2)]+, apresenta uma banda a 15.600 cm-1 (região do vermelho). Qual é a cor do íon complexo? 7-- Utilizando os diagramas referentes ao efeito Jahn-Teller (distorção tetragonal da geometria octaédrica) calcule a EECC, considerando o efeito de compressão ao longo do eixo z, para as configurações: d1, d4 (spin alto), d6 (spin baixo), e d8. Em quais casos poderia ser esperado o efeito Jhan-Teller? 8-- Níquel e platina pertencia à mesma família na classificação periódica. Entretanto, os complexos [Ni(Cl)4]2- e [Ni(Cl)4]2- tem geometrias, cores e propriedades magnéticas diferentes. Racionalize essas observações através de argumentos da TCC. 9-- Explique em que condições seria mais fácil oxidar o ouro, se na presença ou na ausência d eum agente complexante como o íon CN-. 10-- Utilizando a TCC, explique por que o raio iônico do Co2+ é maior do que o do Fe2+ em complexos de spin baixo, porém, é menor em complexos de spin alto. 11-- Ucompare as abordagens da TLV e da TCC para o íon complexo [Co(en)3]2+. 12-- Utilizando argumentos da TCC, racionalize as seguintes observações: a) [Co(NH3)6]2+ é um complexo de spin alto, enquanto o [Co(NH3)6]3+ é de spin baixo; b) [FeCl4]2- é tetraédrico, mas o [Fe(H2O)6]2+ é octaédrico. 13-- Por que não são encontrados complexos de spin baixo com a coordenação tetraédrica? 14-- Racionalize, pela TCC, os aumentos de Do de acordo com as sequências abaixo: a) [CrCl6]3- < [Cr(NH3)6]3+ < [Cr(CN)6]3-. b) [Co(H2O)6]2+ < [Co(H2O)6]3+ < [Rh(H2O)6]3+. 15-- Foi visto que um ligante como o monóxido de carbono é capz de estabilizar estados de oxidação muito baixos dos metais de transição. Por que a molécula de água não é capaz de fazer o mesmo? 16-- Considere os complexos [Co(NH3)6]3+ e [CoF6]3-. Um deles é paramagnético e o outro é diamagnético. (a) Segundo a TCC, a que se deve a diferença entre seus comportamentos magnéticos. (b) Calcule, em unidades de Do, a EECC de cada um desses complexos. 17-- Considere os complexos [PtCl4]2- e [PtCl6]2-. Quais são as geometrias e os comportamentos magnéticos dessas espécies. 18-- Utilizando argumentos da TCC, explique por que o [PtCl4]2- e [Pt(CN)4]2- são ambos quadráticos planos, ao passo que [NiCl4]2- é tetraédrico e o [Ni(CN)4]2- é quadrático plano. Pt e Ni pertencem à mesma família da tabela periódica. 19-- Considere os íons [Fe(H2O)6]2+ e [Co(H2O)6]3+., em que as espécies metálicas são isoeletrônicos. Um deles é diamagnético e o outro paramagnétio. (a) A que se deve a dierença de comportamento magnético entre eles? (b) Calcule, em unidades de Do, as EECC dessas espécies. 20-- Considere a reação Fe2+ + 6H2O → [Fe(H2O)6]3+. Para o complexo formado, ΔO = 120 kJ mol-1. Para Fe2+ gasoso, P = 230 kJ mol-1, suponha que no complexo seu valor seja 20 % menor. (a) O complexo é de campo forte ou fraco? (b) De acordo com a TCC, desenhe um diagrama de níveis de energia mostrando os orbitais d do íon Fe2+ antes e depois da complexação. Faça as respectivas distribuições eletrônicas. (c) Calcule, em kJ mol-1, a EECC envolvida na formação do complexo. Para o . 21-- Considere a variação da energia de rede (ΔR) dos fluoretos sólidos pelo qual o íon metálico é rodeado por um octaedro de 6 F-: MnF2(2780 kJmol-1), FeF2(2926 kJmol-1), CoF2(2976 kJmol-1), NiF2(3060 kJmol-1) e ZnF2(2985 kJmol-1). 22-- Considere a seguinte afirmativa: é difícil oxidar [Co(H2O)6]2+, mas [Co(NH3)6]2+ é oxidado a [Co(NH3)6]2+ pelo oxigênio do ar. (a) Utilizando o potencial redox apropriado, mostre que a afirmativa é razoável. (b) Justifique-a, através de considerações da TCC. Dos três complexos, apenas o [Co(NH3)6]3+ é de spin alto.
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