Cores e Magnetismo

Os complexos metálicos de transição exibem uma variedade de cores diferentes, atribuído à absorção de comprimentos de onda específicos da luz visível por estes compostos. A luz é absorvida quando tem a energia necessária para excitar um eletrão a partir de um nível de energia mais baixo para um nível mais alto. Consequentemente, os complexos metálicos de transição em geral absorvem a luz correspondente à divisão da energia do campo de cristal, ou delta, do complexo, que está tipicamente na faixa da luz visível.

Por exemplo, o hexafluorocobalato(III)absorve fortemente a luz vermelha, mas absorve minimamente a luz verde, levando-o a aparecer de cor verde. O hexaamminecobalto(III)que tem um delta mais alto, absorve fortemente a luz azul de alta energia mas absorve minimamente a luz amarela. Em conformidade, o hexaamminecobalto(III)aparece amarelo.

Os efeitos do delta menor do hexafluorocobalato(III)não estão limitados à sua cor. Quando o delta é suficientemente baixo, como no hexafluorocobalato(III)os elétrons ocupam sozinhos as orbitais de alta energia antes de emparelhar nos orbitais de baixo consumo de energia. Aqui, o delta é menor em comparação com a energia de par de centrifugação a energia da repulsão eletrostática entre elétrons no mesmo orbital.

Como tal, é mais energeticamente viável para os elétrons ultrapassarem o delta e ocuparem os orbitais de alta energia do que ultrapassar a energia de emparelhamento para emparelhar nas orbitais de baixo consumo de energia. Em contrapartida, no hexaamminecobalto(III)o delta é maior do que a energia do par de centrifugação. Consequentemente, o par de elétrons nas orbitais de baixo consumo de energia, deixando os orbitais de energia superior vagos, como se esperava da regra de Hund.

Como consequência desta diferença na distribuição eletrónica, enquanto o íon Co(III)tem quatro elétrons não emparelhados no hexafluorocobalato(III)tem zero elétrons não emparelhados no hexaamminecobalto(III)Por conseguinte, o primeiro é classificado como um complexo de alta rotação e este último é rotulado como um complexo de baixa rotação. Em geral, os ligantes de campo fraco, que estão associados a pequenos valores de delta, levam a complexos de alta rotação, enquanto os ligantes de campo forte, que promovem valores elevados de delta, formam complexos de baixa rotação. Os complexos de alta rotação e baixa rotação podem exibir propriedades magnéticas muito diferentes.

Por exemplo, o hexafluorocobalato(III)de alta rotação é atraído por um ímã devido aos seus elétrons não emparelhados e é chamado de paramagnético. Entretanto, o hexaamminecobalto(III)de baixa rotação é repelido por um ímã e rotulado como diamagnético.