Coloração de Compostos de Coordenação

Licenciatura Plena em Química (Universidade de Cruz Alta, 2004)
Mestrado em Química Inorgânica (Universidade Federal de Santa Maria, 2007)

Complexos são estruturas químicas onde há a presença de um íon metálico, proveniente do bloco intermediário da Tabela Periódica (metal de transição) coordenado por seu subnível d a ligantes doadores de elétrons, capazes de corresponder à sua deficiência em carga negativa. No que tange à aproximação desses ligantes ao centro metálico, ocorre a separação de seus orbitais em dois conjuntos de energias diferentes, as quais são chamadas de parâmetro do desdobramento do campo ligante e é simbolizada por 10 Dq ou ∆, podendo-se ainda utilizar a terminologia de "spin alto" ou "spin baixo" quando se refere às configurações d4, d5, d6, d7.

Por exemplo, o desdobramento provocado pelo ligante cianeto (CN-) é muito maior do que o provocado pelos íons haleto (Família 7ª da Tabela Periódica), onde as transições são de baixa energia. Por considerar que a natureza da interação metal-ligante é de natureza puramente eletrostática, a teoria do campo cristalino apresenta dificuldade na explicação de alguns conceitos, mas presta-se muito bem para a compreensão da coloração apresentada pelos complexos.

A luz branca visível é composta pela soma de todos os comprimentos de onda do espectro visível, que vão de aproximadamente 400 à 700nm. Quando a energia luminosa correspondente a algum desses comprimentos de onda é absorvida por um complexo, o que pode proporcionar transições eletrônicas, isto é, a transição de elétrons entre níveis atômicos, vemos então a cor complementar àquela responsável pelo comprimento de onda que fora absorvido. Assim, torna-se possível a determinação experimental do valor de ∆o para a maioria dos complexos, desde que se conheça o seu espectro de absorção. Por exemplo: o cátion hexaaquotitânio(III), [Ti(H2O)6]3+, onde o centro metálico possui configuração eletrônica terminada em d¹, absorve luz em aproximadamente 500nm devido à transição eletrônica entre os subníveis d-d, na qual o elétron é excitado de um orbital t2g para outro orbital eg. Como esta absorção ocorre na faixa espectral da região do visível, o complexo apresentará coloração, a qual, que nesse caso, será violeta. Já os espectros de absorção de complexos que possuem mais de 1 elétron no subnível d são mais específicos, uma vez que seu número de possíveis transições é maior.

Assim, considera-se que a separação adquirida pelos orbitais em um complexo depende fundamentalmente de sua natureza e da natureza do ligante, sendo que esta diferença entre os dois grupos de orbitais relaciona-se diretamente com a coloração demonstrada pelo complexo.

Referências:
ATKINS, Peter; JONES, Loreta; Princípios de Química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Porto Alegre: Bookman, 2001.
BARBOSA, Addson Lourenço; Dicionário de Química, A-B Editora, Goiânia/GO – 2000.
EPSTEIN, Lawrence M.; ROSENBERG, Jerome l.; Química Geral, (Coleção Schaum), Porto Alegre: Bookman, 2003.

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