INORGÂNICA EXPERIMENTAL II - UFRN - EXP. 2

INTRODUÇÃO – EXP 2

Um metal de transição é definido pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) como “Um elemento cujo átomo possui um subnível d incompleto ou que possa vir a formar cátions com um subnível d incompleto”. Na tabela periódica, podemos identifica-los como os elementos que vão do grupo 3 ao 12, ou seja, que estão entre a família 2A e 3A, compondo o grupo B da tabela.

Estes metais podem ser classificados como metais de transição interna, que são os elementos presentes nos períodos 6 e 7 do grupo 3 e que são subdividos em série dos lantanídeos (elementos cujo número atômico varia do 57 ao 71) e série dos actinídeos (elementos cujo número atômico varia do 89 ao 103). Enquanto os metais de transição externa são os elementos que ocupam o quarto, quinto e sexto período da tabela periódica, começando com o escândio e terminando no unúmbio, (sendo exceção os elementos citados anteriormente dos períodos 6 e 7 do grupo 3).

Para melhor compreender as propriedades desses elementos que irão favorecer a ocorrência das reações químicas e consequentemente a formação de complexos, devemos entender as teorias de ligação.

A teoria do campo cristalino (TCC), proposta por Hans Bethe em 1929 e alterada por Van Vleck em 1935, baseia-se na interação eletrostática entre metal e ligante, considerando os ligantes como cargas pontuais negativas. Como foi dito anteriormente, os metais de transição externa possuem o subnível d incompleto e seus orbitais são representados da seguinte maneira:

Estes orbitais d são degenerados em átomos ou íons isolados, ou seja, possuem a mesma energia. Contudo, a aproximação de um campo esférico com carga negativa provoca um aumento da energia dos orbitais d devido a repulsão entre o campo e os elétrons presentes nos orbitais, fazendo com que os orbitais d permaneçam degenerados, só que em um estado mais energético.

Entretanto, se o campo for produto da influência de ligantes, os orbitais não permanecerão degenerados e passarão a assumir diferentes níveis de energia. Como os ligantes se coordenam ao átomo central pelas extremidades dos eixos x, y e z, os orbitais dx2- y2 e dz2 apresentarão maior energia, pois estes orbitais estão posicionados sobre os eixos coordenados, aumentando assim a repulsão entre os ligantes e os elétrons dos orbitais, e aumentando a densidade eletrônica sobre os eixos. Estes orbitais são chamados de eg.

Como os orbitais dxy, dxz e dyz estão posicionados entre os eixos, os ligantes não interagem diretamente com eles, sendo menor a repulsão exercida sobre eles. Estes orbitais são chamados de t2g. Dessa forma, temos os seguintes estados de energia para os orbitais:

Os orbitais t2g têm sua energia reduzida, ao invés de permanecerem em um mesmo nível energético (já que os ligantes não interagem diretamente com eles) para estabilizar o composto.

Essa diferença de energia entre os orbitais eg e t2g, representado por Δo (mas também pode ser representada por 10Dq) na figura acima, é chamada de parâmetro de desdobramento do campo ligante.

Esse parâmetro é influenciado principalmente por quatro fatores: Número e geometria dos ligantes, estado de oxidação do íon metálico, natureza do ligante e natureza do íon metálico.

Quanto maior for