Teoria do Campo Cristalino

Universidade Federal da Paraíba
Centro de Ciências Exatas e da Natureza
Departamento de Química
Prof. Dr. Ary da Silva Maia

PRINCÍPIOS DE QUÍMICA INORGÂNICA

TEORIA DO CAMPO CRISTALINO TCC

Teoria do Campo Cristalino (TCC)
• Modelo Eletrostático:
– Prediz que os orbitais d em um complexo metálico não são degenerados.
– O desdobramento energético dos orbitais d depende do campo cristalino (i.e. o arranjo e o tipo dos ligantes)

• Os ligantes criam um campo elétrico em torno do metal:
– Os ligantes são considerados cargas pontuais e não apresentam interações covalentes com os metais.

Campo Cristalino Octaédrico

• Cada ligante é considerado como uma carga pontual: – Atrações eletrostáticas existem entre entre o íon metálico e os ligantes.
– Interações repulsivas existem os elétrons nos orbitais d e as cargas pontuais dos ligantes

Campo Cristalino Octaédrico

• Os orbitais dz2 e dx2-y2 apontam diretamente para os ligantes:
– Maior repulsão é sentida
– Estes orbitais passam a apresentar uma energia maior que os orbitais dyz, dxy, and dxz

Campo Cristalino Octaédrico

Desdobramento dos Orbitais d em um Campo Octaédrico

• o símbolo, e, se refere ao nível duplamente degenerado
• o símbolo, t, se refere ao nível triplamente degenerado
• o símbolo, g, significa gerade (Alemão para “par”)
• o símbolo, u, significa ungerade (Alemão para “ímpar”)

Denota a paridade de um orbital se o sistema contém um centro de inversão

Desdobramento dos Orbitais d em um Campo Octaédrico

•oct é determinado peloa força do campo cristalino
• Campo Fraco e Campo Forte
• oct(campo fraco) < oct(campo forte)
• Os valores de oct são obtidos através de dados de espectroscopia eletrônica.

Exemplo: [Ti(H2O)6]3+
• um complexo d1, t2g1eg0

eg t2g max=20,300 cm-1
E=243 kJ/mol
Absorção mostra a transição de: t2g1eg0

para

t2g0eg1

Sistemas multi-eletrônicos são mais complicados.

Fatores que afetam oct
• Identidade e estado de oxidação do metal
– Um aumento no estado de oxidação