Teoria do Campo Cristalino

Apresentação em tema: "Teoria do Campo Cristalino"— Transcrição da apresentação:

1 Teoria do Campo Cristalino
Bethe e Van Vleck – 1930

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7 Complexos tetraédricos
Octaedro Tetraedro

8 Geometria tetraédrica
t2g td = 4/9 o

9 COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO COM DISTORÇÕES GEOMÉTRICAS
A geometria tetragonal ocorre em espécies hexacoordenadas, onde duas das ligações metal-ligante são mais longas ou mais curtas do que as outras quatro. Essas distorções podem ser causadas pela natureza do ligante, do átomo central ou pelo efeito combinado destes dois fatores, gerando geometrias distorcidas em relação a octaédrica, como as ilustradas na figura a seguir.

10 íon hexaaquocobre(II), [Cu(H2O)6]2+.

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13 Ligantes Quelantes

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15 Efeito Jahn-Teller F  fraco: os orbitais t2g são ocupados;
Número de elétrons d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Spin alto f - F Spin baixo F  fraco: os orbitais t2g são ocupados; F  Forte: os orbitais eg são ocupados de forma assimétrica; (-)  O efeito Jahn–Teller não é esperado que ocorra devido a ocupação simétrica de eg e t2g.

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17 Caso da geometria quadrática plana

18 Todos os íons metálicos d8 spin alto são octaédricos ou tetraédricos
Todos os íons metálicos d8 spin baixo são plano quadrados Níquel(II) Paládio(II) Platina(II) Ouro(III) Cobalto(I) Ródio(I) Irídio(I)

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20 Ocorrência de complexos plano quadrados

21 Geometria x força do campo cristalino
I- < Br- < Cl- < F- < H2O < NH3 < CN- Tetraedro octaedro plano quadrado Proteína dedo de zinco

22 Outros Campos Cristalinos

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24 Qual é a origem da cor?

25 Espectro de Absorção: lmax = 510 nm ou n = 21.790 cm-1
Cores nos Complexos eg eg [Ti(OH2)6]3+ hn Do t2g t2g Espectro de Absorção: lmax = 510 nm ou n = cm-1 nm Luz Branca nm Violeta-Azul: nm Amarelo-verde: nm Laranja-Vermelho: nm

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30 Cores do espectro visível
Relações de energia entre as cores: Cores do espectro visível Cor Comprimento de onda Freqüência vermelho ~ nm ~ THz laranja ~ nm ~ THz amarelo ~ nm ~ THz verde ~ nm ~ THz ciano ~ nm ~ THz azul ~ nm ~ THz violeta ~ nm ~ THz Espectro Contínuo Onde: h = 6,62608 x J.s (Const. de Plank) c = 2,99792 x 1017 nm/s (Velocidade da Luz) (comprimento de onda em nm) NA = 6,02214 x 1023 mol-1 (Num. Avogadro)

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32 luz azul de alta energia absorvida
Cor das transições d-d depende da magnitude de D eg eg Doct Doct t2g t2g D pequena luz vermelha de baixa energia absorvida D grande luz azul de alta energia absorvida A Roda das Cores Se luz vermelha é absorvida o complexo aparece verde Se luz violeta é absorvida o complexo aparece amarelo

33 Efeito da magnitude de Δ na cor dos complexos
1. Para um dado ligante, a cor depende do estado de oxidação do íon metálico [V(H2O)6]3+ V(III) = d2 ion [V(H2O)6]2+ V(II) = d3 ion Luz violeta absorvida Complexo aparece amarelo Luz amarela absorvida Complexo aparece violeta eg eg Doct Doct t2g t2g D grande D pequeno

34 2. Para um dado íon metálico, a cor depende do ligante
[Cr(NH3)6]3+ [Cr(NH3)5Cl]2+ 2+ 3+

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36 Valores de 10 Dq para vários complexos:
10 Dq/ kJ/mol [TiF6]3- 203,4 [Cr(CN)6]3- 318,2 [Co(NH3)6]3+ 273,9 [Ti(H2O)6]3+ 242,8 [MnF6]2- 260,8 [Co(NH3)6]2+ 122,0 [V(H2O)6]3+ 213,5 [Fe(H2O)6]3+ 163,9 [Co(en)3]3+ 287,1 [V(H2O)6]2+ 148,3 [Fe(H2O)6]2+ 112,4 [Co(H2O)6]3+ 217,7 [CrF6]3- 179,4 [Fe(ox)3]3- 168,7 [Co(H2O)6]2+ 111,3 [Cr(H2O)6]3+ 208,1 [Fe(CN)6]3- 418,7 [Ni(H2O)6]2+ 101,7 [Cr(H2O)6]2+ [Fe(CN)6]4- 404,3 [Ni(NH3)6]2+ 129,2 [Cr(NH3)6]3+ 258,4 [CoF6]3- 156,7 [Ni(en)3]2+ 137,6

37 A cor e a série espectroquímica
Ligantes de campo fraco Complexos de spin alto Ligantes de campo forte Complexos de spin baixo I- < Br- < S2- < SCN- < Cl-< NO3- < F- < OH- < ox2- < H2O < NCS- < CH3CN < NH3 < en < bpy < phen < NO2- < phosph < CN- < CO Complexo tem…. Ligante de campo forte = grande delta Luz absorvida é…. Comprimento de onda curto= energia mais alta

38 O que causa a mudança de cor?
[Co(H2O)6]2+(aq) + 4 HCl(aq) [CoCl4]2-(aq) + 6 H2O + 4 H+(aq) 2+ 2- c. HCl / D resfriamento Azul intenso Rosa suave mesmo metal num. de eletrons desemparelhados? mudança de ligantes? mudança na geometria?

39 Notação para Transições Eletrônicas
Para transições eletrônicas causadas por absorção e emissão de energia, usa-se a seguinte notação: Emissão: (nível maior energia)  (nível menor energia) Absorção: (nível maior energia)  (nível menor energia) Exemplo: Represente a transição do nível e para o t2 em um complexo tetraédrico t2  e (Absorção)

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46 TOXIDEZ

47 Chumbo

48 Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)
pK1 = 2,00 pK2 = 2,67 pK3 = 6,16 pK4 = 10,26

49 Arsênio hiperceratose
hiperpigmentação hiperceratose ulceração Arsênio A ordem decrescente de toxicidade dos compostos de arsênio: arsina > arsenito > arseniato > ácidos alquil-arsênicos > compostos de arsônio > arsênio elementar. O arsênio trivalente (arsenito) é 60 vezes mais tóxico do que a forma oxidada pentavalente (arseniato). Os compostos inorgânicos são 100 vezes mais tóxicos do que as formas parcialmente metiladas (MMA e DMA).

50 Tratamento Sangria Terapêutica
Hemocromatose Hereditária Ferro Tratamento Sangria Terapêutica

51 Visão da teoria VSEPR energia
O orbital dz2 ocupa 2 sítios de coordenação na teoria de repulsão dos pares eletrônicos e os ligantes ocupam os outros 4 sítios energia