Atividade Química Inorgânica 12

Atividade 02 Química Inorgânica 12 20251 1 a Desenhe o diagrama de energia dos orbitais moleculares desconsidere os orbitais 1s das moléculas N₂ O₂ CN e CO Atribua a natureza sigmaσ ou piπ ligante ou antiligante de cada orbital molecular Justifique Utilizando as energias orbitais tabelas no arquivo 042 Fundamentos de orbitais molecularespdf desenhe a forma dos orbitais moleculares enfatizando as igualdades ou diferenças nos tamanhos dos lóbulos de acordo com a participação dos orbitais atômicos de cada átomo em cada orbital molecular Explique seu raciocínio b Pesquise sobre a espectroscopia fotoeletrônica Como é realizado o espectro fotoeletrônico de uma dada substância Quais são as principais propriedades eletrônicas obtidas do espectro fotoeletrônico Como as energias dos sinais no espectro fotoeletrônico se correlacionam com as energias dos orbitais moleculares Considere os espectros fotoeletrônicos das moléculas N₂ O₂ e CO ilustrados a seguir Utilize os diagramas de energias dos orbitais moleculares para justificar as atribuições dos sinais nos espectros fotoeletrônicos das moléculas O₂ e CO usando como exemplo a análise para N₂ b Baseandose nas energias e nas formas dos orbitais moleculares explique a razão do dinitrogênio apresentar modos de coordenação monodentado terminal MNN e ponte MNNM enquanto o carbonil apresenta somente o modo de coordenação monodentado terminal MCO httpsdoiorg101016jjorganchem2022122604 c Baseandose nos orbitais moleculares do cianeto CN e pelo seu modo de coordenação preferencial aos metais de transição discuta se o ligante Me₃CNC ie tbutilisocianeto é um ligante forte intermediário ou fraco 2 a Explique as diferenças entre recobrimentos ou ligações σ π e δ Desenhe exemplos destas ligações envolvendo os orbitais d de metais b Os orbitais dos átomos terminais ligantes adaptados às simetrias trigonal plana D₃h e piramidal C₃v denominados de SALCs ou LOGs estão ilustrados nas notas de aulas 041 Orbitais moleculares de complexospdf Utilize esses SALCs e as energias orbitais para desenhar o diagrama de energia e a forma dos orbitais moleculares das moléculas NH₃ e BH₃ Considere apenas os orbitais atômicos de valência 2s e 2p do átomo central c Identifique quais são os SALCs que formam ligações π na molécula BX₃ com X halogenetos Utilize essas interações π para explicar a ordem da acidez de Lewis BBr₃ BCl₃ BF₃ Explique seu raciocínio 3 a Desenhe os diagramas de energia dos orbitais moleculares de complexos octaédricos com ligantes doadoresσ e descreva os principais fatores orbitais energia e recobrimento que afetam o desdobramento de campo ligante Δ₀ em complexos com ligantes doadoresσ Justifique b O raio iônico do hidreto H varia entre 134 e 150 pm enquanto o fluoreto F apresenta raio iônico igual a 128 pm As energias orbitais dessas espécies podem ser aproximadas pelo negativo das afinidades eletrônicas Busque na literatura os valores das afinidades eletrônicas de H e F forneça a fonte e obtenha a energia orbital 1s no H e 2p no F Com esses valores e o diagrama de energia de energia dos orbitais moleculares de complexos octaédricos explique a razão do ligante H ser forte enquanto F ser fraco na série espectroquímica c Baseandose nos orbitais moleculares de complexos octaédricos explique a razão dos ligantes aquo H₂O amina NH₃ e fluoreto F serem considerados de campo intermediário na série espectroquímica Coloque esses ligante em ordem crescente de força na série espectroquímica Forneça a fonte dessa informação d A primeira energia de ionização da água vale 126 eV e da amônia 101 eV Utilize esses dados para explicar a razão do ligante amina ser mais forte que o ligante aquo 4 Considere o complexo octaédrico MoCO₆g a Determine o estado de oxidação e a configuração eletrônica do átomo central b Desenhe as combinações dos orbitais ou grupos de orbitais LOGs dos ligantes adaptadas à simetria SALCs do complexo que formam ligaçõesπ e forneça suas simetrias representações irredutíveis Com quais orbitais atômicos do metal esses SALCs interagem Justifique c Faça o preenchimento dos orbitais moleculares com os elétrons de valência do átomo central e os pares de elétrons dos ligantes e explique a natureza dos orbitais HOMO e LUMO Qual a relação entre a diferença de energia HOMOLUMO e o desdobramento do campo ligante Discuta Explique a importância da formação de ligaçõesπ para a estabilização do estado de oxidação do molibdênio no complexo d Baseandose no preenchimento dos orbitais moleculares indique se o complexo será diamagnético ou paramagnético Explique 5 a Uma amostra do sal complexo K₃Feox₃ apresenta suscetibilidade magnética de 59 μB enquanto o sal complexo K₃Ruox₃ apresenta o valor de 17 μB Explique quantitativamente estes resultados de acordo com a teoria do campo cristalino e forneça os valores de x e y na configuração t₂gˣegʸ de cada metal nos sais complexos b Calcule a energia de estabilização do campo cristalino em cm¹ e em kJmol para o complexo octaédrico FeCN₆⁴ com Δ₀ 32000 cm¹ e energia de emparelhamento PE 19000 cm¹ considerando o estado eletrônico i spin alto e ii spin baixo 6 Determine x e y na configuração t₂gˣegʸ ou eˣt₂ʸ o número de elétrons desemparelhados o momento magnético considerando somente spin e a energia de estabilização do campo ligante dos seguintes complexos baseandose na série espectroquímica i FeH₂O₆² ii FeCN₆³ iii WCO₆ iv FeCl₄² tetraédrico e v NiCO₄ tetraédrico Discuta as implicações na configuração t₂gˣegʸ em complexos com energia de emparelhamento troca maior que o desdobramento do campo ligante Δ₀ 7 a Você espera que uma solução violeta seja de um complexo com spin alto ou spin baixo Justifique E uma solução vermelha b Considere três soluções aquosas com cores 1 rosa 2 amarela e 3 vermelha Correlacione estas soluções com os complexos i CoNH₃₆² ii CoH₂O₆² e iii CoCl₄² Justifique sua resposta c As soluções dos complexos CoNH₃₆³ CoH₂O₆³ e CoCl₄² são coloridas Uma é rosa outra amarela e a terceira azul Utilize a fórmula de Jørgensen para estimar os valores Δ₀ e de ΔT utilize a relação entre Δ₀ e ΔT estime Δ₀ do complexo CoCl₄² além dos diagramas de orbitais moleculares eg bandas de transferência de carga para associar cada cor a um dos complexos Explique seu raciocínio 8 a Quais são os termos espectroscópicos do íon VII Para o termo correspondente ao estado fundamental menor energia indique os níveis ou multipletos determinando o número quântico J e os efeitos do acoplamento spinórbita b O espectro de absorção do complexo VF₆³aq apresenta bandas em 14800 e 23250 cm¹ mais uma terceira banda no ultravioleta Utilize os diagramas de TanabeSugano para fazer a atribuição destas duas bandas e determine os parâmetros Δ₀ e B deste complexo Faça também a previsão do comprimento de onda de absorção da terceira banda e faça a sua atribuição 9 Os espectros dos complexos NiNH362aq e NiH2O62aq estão ilustrados a seguir juntamente com a foto das duas soluções a Calcule os valores de Δo utilizando a fórmula de Jörgensen e os parâmetros f e g para os complexos NiNH362 e NiH2O62 b Faça a correspondência entre o complexo NiNH362 ou NiH2O62 e o espectro linha contínua ou linha pontilhada Justifique com base na teoria de campo ligante na série espectroquímica e nos cálculos com a fórmula de Jörgensen c Faça a correspondência entre o complexo NiNH362 ou NiH2O62 e o recipiente verde ou azul com as soluções Justifique e discuta 10 O diagrama de energia para o campo cristalino bipirâmide trigonal TBP D3h e pirâmide de base quadrada SP C4v está apresentado ao lado a Utilize as tabelas de caracteres para justificar as atribuições das simetrias apresentadas na figura ao lado b Utilize o modelo eletrostático repulsão entre elétronsd e as cargas negativas dos ligantes para justificar o ordenamento estados eletrônicos na figura ao lado c Utilize esse diagrama de energia para justificar a observação das seguintes estruturas de complexos pentacoordenados de acordo com a configuração eletrônica do metal d1 d2 d3 e d4 TBP d5 e d6 spin baixo SP d8 d9 e d10 TBP