A Teoria do Campo Cristalino retrata a interação entre os ligantes e o íon metálico

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A Teoria do Campo Cristalino retrata a interação entre os ligantes e o íon metálico, onde os 
ligantes são cargas negativas ou dipolos pontuais que repelem os elétrons dos orbitais d do 
íon metálicos. Está interação envolve a liberação ou absorção de energia que resulta em 
alteração de cor do metal central. 
Vale ressaltar que os metais de transição são conhecidos como elementos do bloco d, sendo 
este o orbital de maior energia, sua modificação é de acordo com as interações dos ligantes. 
No sistema octaédrico temos seis pontos de cargas negativas ligadas ao íon metálico, sendo 
sua posição definida pela força de atração entre o metal e o ligante no orbital d. Os elétrons 
dos orbitais dz² e dx²-Y² na posição cartesiana e os elétrons dos orbitais dxy , dzy e dzx estão 
localizados na região adjacente aos orbitais dz² e dx²-Y² . 
Os orbitais “p” nos compostos octaédricos se desdobram em dois níveis de energias, sendo 
Eles o eg e teg esta variação de energia do composto octaédrico ira mostrar onde os pares de 
elétrons irão se arranjar. O eg da origem ao campo de maior energia e o teg formam o nível 
de menor energia. Este nível de energia é definido com base na energia do orbital d do íon 
livre. 
A diferença entre o eg e teg no composto octaédrico é definido com ∆0, que representa o 
desdobramento do campo cristalino. O Valor do ∆0 poderá ser calculado através do 
espectro de absorção, que por sua vez irá apresentar o máximo de energia necessária para 
que o desdobramento ocorra. 
O complexo poderá ser de spin alto ou de spin baixo, o que define os spins é o campo dos 
ligantes, ou seja campo fraco spin alto e campo forte spin baixo. O campo octaédrico forte 
ou fraco é definido pelo ∆0 e o P que representa a energia necessária para forçar o 
emparelhamento dos elétrons em um mesmo orbital. ∆ for menor que P teremos o campo 
fraco e ∆ maior que P teremos o campo forte. Outra forma de definir o campo é através da 
série espectroquímica, onde os ligantes são posicionados, dos elementos com campo mais 
fraco direcionando para o campo mais forte. Sendo eles: I
-
 < Br
-
 < S2
-
 < Cl
-
 < NO3
-
 < F
-
 < 
OH
-
< EtOH < oxalato < H2O < EDTA < (NH3 e piridina) < etilenodiamina < bipiridina < o-
fenantrolina < NO2
-
 < CN
-
 < CO. 
Através do espectro de absorção é possível visualizar as reações de alternância de coloração. 
O comprimento de ondas variam de 380 nm ( cor violeta) até o 780 nm ( cor vermelha), 
sendo as cores complementares oscilando do verde amarelado até o verde azulado, de acordo 
com o disco de Newton. 
Como exemplo da teoria do campo cristalino, podemos descrever as alterações de cores 
sofridas pelo elemento Cobalto quando possui ligantes com números de elétrons alterados. 
A cor dos complexos de Cobalto, está relacionada com transições envolvendo os orbitais 
t2g → eg (complexos octaédricos) ou e → t2 (complexos tetraédricos). 
 
Co
3+
 complexo – ligantes 
[Co(NH3)5Cl]
2+ 
 - a Luz de absorção com ondas de 535 nm - Apresentando a cor violeta. 
[Co(NH3)5H2O]
3+ 
 - a Luz de absorção com ondas de 500 nm - Apresentando a cor 
vermelha. 
[Co(NH3)6]
3+ 
 - a Luz de absorção com ondas de 475 nm - Apresentando a cor amarelo - 
laranja. 
[Co(H2O)6]
3+ 
 - a Luz de absorção com ondas de 600 nm - Apresentando a cor azul. 
(CoF6)
3- 
 - a Luz de absorção com ondas de 700 nm - Apresentando a cor verde. 
[Co(CN6)]
3- 
 - a Luz de absorção com ondas de 310 nm - Apresentando a cor amarelo 
pálido. 
Como exemplo em atendimento a questão 01, citamos o complexo [Co(NH3)6]
3+
 que 
apresenta a transição de mais alta energia, pois o NH3 é um ligante de campo mais forte 
comparado os elementos da série espectroquimica. Esse complexo será amarelo - laranja, 
pois apenas uma pequena parte da luz visível, na região azul do espectro, será absorvida. 
 
 
 
 
Este exemplo deixa claro que o Cobalto ao sofrer as ligações com ligantes diferentes ou até 
mesmo com os mesmos ligantes, porém com excitações eletrônicas diferentes, irá 
apresentar-se com energias diferentes alterando o comprimento de onda, ou seja o 
desdobramento do campo cristalino. 
O Cobalto tem numero de coordenação constante, ou seja 6, está no orbital d7 apresenta uma 
excelente estabilidade e é o elemento que apresenta a maior força no campo mais forte. 
O Cobalto atua na bateria de lítio recarregável como catalisador na forma de LiCoO2, e 
dentre os metais usados como catalisador o Cobalto foi o que apresentou o melhor resultado, 
pois devido a tendência de interações fortes entre o metal cobalto e o oxigênio causam a 
provável diminuição da capacidade do oxigênio a se ligar no lítio, possibilitando a liberação 
do Lítio para a realização do processo de carga.