Bloco III - Lista de Exercícios - TLV e TCC

Prévia do material em texto

Lista de Exercícios – Teoria do Campo Cristalino aplicada aos compostos de coordenação 
Química Inorgânica II – BLOCO III 
Prof. Dr. José Augusto Teixeira 
1) Deduza o diagrama de desdobramento do campo cristalino para os orbitais d do metal em 
um complexo quadrado-planar [ML4] mostrando, qualitativamente, como as energias de cada 
um dos orbitais d muda sob o efeito deste campo. Explique o porquê dessa diferença no 
diagrama de desdobramento do campo cristalino. 
3) Forneça uma lista dos fatores que podem afetar a magnitude do desdobramento do campo 
cristalino em um complexo de metal de transição. 
4) Baseado na teoria do campo cristalino (TCC), faça um diagrama de níveis de energia de 
orbitais mostrando a configuração dos elétrons “d” para os seguintes complexos: 
 a) [Cr(H2O)6]3+, b) [Fe(H2O)6]3+, c) [Ru(NH3)6]3+, d) [Ni(dipy)3]3+, e) [Co(NH3)6]3+, f) 
[Ni(OH2)4]2+ tetraédrico. 
5) Com base no modelo do campo cristalino, explique porque os compostos K3[Fe(Br)6] e 
[Fe(H2O)6]Cl3 são para magnéticos. 
6) Considere os complexos [NiCl4]2- (paramagnético) e [Ni(CN)4]2- (diamagnético). 
a. Represente as geometrias mais correntes em complexos de número de coordenação 4, 
indicando o nome de cada geometria. 
b. Para cada uma das geometrias indicadas apresente um diagrama dos níveis de energia, usando 
o modelo do campo e o modelo da ligação de valência. 
c. Explique as propriedades magnéticas observadas para os complexos referido acima, usando a 
teoria do campo cristalino. 
7) [PtCl6]2- e [IrCl6]2- são complexos de spin baixo. 
a. Explique o significado desta afirmação e relacione este fato com as características do íon 
metálico e/ou com a posição do ligante na série espectroquímica. 
b. Muitos complexos de Pt(II) são diamagnéticos. A partir deste fato indique, justificando, qual 
a geometria de coordenação da Pt(II) nesses compostos. 
8) Explique porque o valor do raio iônico do Co2+ é maior em complexos de spin alto do que de 
spin baixo (respectivamente 88,5 e 79 pm, para número de coordenação seis). 
9) Usando os valores de 10Dq abaixo, estimados a partir de medidas espectroscópicas, calcule 
as energias de estabilização do campo cristalino (EECC), em kJ mol-1, dos seguintes complexos 
(suponha que a energia de emparelhamento seja igual a 19000 cm-1 e que 1 kJ mol-1 = 83 cm-1): 
a. [Fe(NH3)6]3+ (10Dq = 20000 cm-1) 
b. [Co(H2O)6]2+ (10Dq = 13000 cm-1) 
c. [MnCl6]4- (10Dq = 15000 cm-1) 
d. [CoCl4]2- (10Dq do complexo octaédrico [CoCl6]4- = 21000 cm-1) 
10) Use uma descrição apropriada da ligação para explicar a magnitude do desdobramento do 
campo cristalino, 10Dq (10Dq = ∆o) nos seguintes pares de complexos: 
a. [CoF6]3- (∆o = 13100 cm-1) e [Co(NH3)6]3+ (∆o = 22900 cm-1) 
b. [Fe(H2O)6]3+ (∆o = 13100 cm-1) e [Fe(CN)6]4- (∆o = 32000 cm-1) 
c. [Co(H2O)6]- (∆o = 13100 cm-1) e [Co(H2O)6]3+ (∆o = 20760 cm-1) 
d. [Ru(H2O)6]2+ (∆o = 19800 cm-1) e [Ru(H2O)6]3+ (∆o = 28600 cm-1) 
e. VCl4 (∆T = 7900 cm-1) e [VCl6]2- (∆o = 15400 cm-1) 
f. [Fe(H2O)6]3+ (10Dq = 13100 cm-1) e [Ru(H2O)6]3+ (∆o = 28600 cm-1) 
g. [Co(H2O)6]3+ (∆o = 20760 cm-1) e [Rh(H2O)6]3+ (∆o = 27200 cm-1) 
11) Explique por que a reação de [Mn(H2O)6]2+ com CN- leva a formação de [Mn(CN)6]4- 
contendo um único elétron desemparelhado, mas com I-, a reação resulta na formação de 
[MnI4]2- contendo cinco elétrons desemparelhado. 
12) Usando a Teoria do Campo Cristalino, explique por que CN- reage com [Fe(H2O)6]2+ 
formando [Fe(CN)6]4-, mas com [Ni(H2O)6]2+ forma-se [Ni(CN)4]2-. 
13) Usando seus conhecimentos na Teoria do Campo Cristalino, explique o por que das 
diferenças nas constantes de formação para os complexos de Cu2+ e NH3 abaixo... 
[Cu(H2O)6]2+ + NH3 ↔ [Cu(NH3)(H2O)5]2+ + H2O K1 = 20000 
[Cu(NH3)(H2O)5]2 + NH3 ↔ [Cu(NH3)2(H2O)4]2+ + H2O K2 = 4000 
[Cu(NH3)2(H2O)4]2 + NH3 ↔ [Cu(NH3)3(H2O)3]2+ + H2O K3 = 1000 
[Cu(NH3)3(H2O)3]2 + NH3 ↔ [Cu(NH3)4(H2O)2]2+ + H2O K4 = 200 
[Cu(NH3)4(H2O)2]2 + NH3 ↔ [Cu(NH3)5(H2O)1]2+ + H2O K5 = 0,3 
[Cu(NH3)5(H2O)1]2 + NH3 ↔ [Cu(NH3)6]2+ + H2O K6 = Muito pequeno