Fatores de Dependência do Desdobramento dos Orbitais d

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

O valor numérico do desdobramento dos orbitais d, conhecido na Teoria do Campo Cristalino como 10 Dq, no que se refere à formação de um complexo, está vinculado a alguns fatores, tais como a simetria de campo, o número de oxidação do metal, a identidade do metal e a natureza do ligante. Esses quatro fatores serão detalhados, no que diz respeito à influência que desempenham, abaixo:

a) Simetria de campo: Quanto maior for o número de ligantes, mais forte é o valor do campo, pois o valor do desdobramento do campo cristalino, 10 Dq, depende fundamentalmente do número de ligantes e de seu arranjo em torno do átomo metálico central. Assim, um complexo octaédrico, por exemplo, terá sempre um campo mais forte do que em relação à um tetraédrico, quando esses forem formados pelas mesmas espécies de ligantes e pelo mesmo íon metálico. Dessa forma, os compostos tetraédricos são sempre de campo fraco.

b) Número de oxidação do metal: Quanto maior for o número de oxidação do íon metálico maior será o valor de 10 Dq. Isso ocorre em virtude de que uma carga positiva elevada no metal fará com que ele atraia com elevada intensidade os ligantes aniônicos ou polares, aumentando assim a interação eletrostática entre eles e os elétrons nos orbitais degenerados d. Essa variação também está vinculada ao tamanho menor dos íons de maior carga e, dessa forma, as menores distâncias metal-ligante, resultando assim em energias de interação mais elevadas. Para os metais de transição considerados de primeira série, os valores 10 Dq para um metal com número de oxidação +3 são, aproximadamente, 50% maiores do que para um metal com número de oxidação menor.

c) Identidade do metal: O valor do desdobramento do campo cristalino 10 Dq aumenta significativamente à medida que se desce em um mesmo grupo da Tabela Periódica. Isso se deve ao tamanho maior dos átomos dos orbitais 4d e 5d em relação aos orbitais 3d, o que por sua vez aumenta a interação com os ligantes. Dessa forma, a maioria dos complexos do 2º e 3º períodos da Tabela Periódica são de campo forte.                                                                                               

d) Natureza do ligante: O parâmetro de desdobramento do campo ligante também sofre variação de acordo com a natureza do ligante. Verificou-se experimentalmente que determinados ligantes provocam um maior desdobramento de campo 10 Dq do que outros, ou seja, aumenta a energia da transição e a luz absorvida terá um comprimento de onda menor, resultando assim em diferentes colorações para os respectivos complexos.

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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