Teoria do Campo Cristalino - Complexos Octaédricos

A teoria do campo de cristais descreve a estrutura eletrónica do metal de transição baseada em complexos sobre as interações eletrostáticas entre os íons de metal de transição e as moléculas do ligante. Tem sido utilizado para explicar certas propriedades dos complexos metálicos de transição como o magnetismo e a cor. As interações eletrostáticas entre as moléculas ligantes e o íon metálico num complexo metálico de transição são modelados através das aproximações dos ligantes como ponto negativo de cargas e cálculo do campo eletrostático líquido, ou cristal devido a estas acusações.

A estrutura eletrônica do complexo metálico de transição pode então ser descrita ao examinar o efeito do campo de cristal sobre as energias das orbitais de valência do íon metálico de transição. Por exemplo, ao modelar o complexo octaédrico hexaamminecobalto(III)cada ligante amine é substituído por uma carga de ponto negativo, resultando num campo de cristal octaédrico. Sob a influência deste campo, as energias dos cinco orbitais d do íon Co(III)já não são os mesmos.

Aqui, os orbitais dx²-y² e dz² têm maior energia do que os orbitais dxy, dyz e dxz. Isto é atribuído à orientação das orbitais d. Os lóbulos dos orbitais dx²-y² e dz² apontam diretamente para os ligantes, em conformidade, os elétrons nestas orbitais experimentam uma repulsão mais forte das cargas do ligante.

Os orbitais de energia superior têm simetria e_g, e são conhecidos como os e_g conjunto de orbitais, enquanto os orbitais de energia mais baixa têm simetria t_2g e constituem o t_2g conjunto de orbitais. A diferença de energia entre os dois conjuntos é conhecido como a divisão de energia do campo de cristal, representada pelo símbolo Δoct. A magnitude de Δoct depende da interação eletrostática líquida entre o íon metálico e as moléculas ligantes.

Alguns ligantes como o carbonilo criam um forte campo de cristal, resultando num grande valor de Δoct. Tais ligantes são chamados de ligantes de campo forte. Em contraste, os ligantes como o iodeto exibe pequenos valores de Δoct e são conhecidos como ligantes de campo fraco.

A capacidade dos ligantes em causar valores crescentes de Δoct é indicada na série da espetoquímica. O aumento da carga do íon metálico também aumenta a interação eletrostática líquida dentro do complexo, resultando, assim, num valor mais alto de Δoct.