Teoria do orbital molecular, espectros de transferência de carga e intervalência

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1 Teoria do orbital molecular, espectros de transferência de carga e intervalência

2 Utilizando o diagrama de TS para interpretação do espectro eletrônico 47 [r(en) 3 ] n 1 = cm -1 n 2 = cm Verificar se o eixo horizontal do espectro está diretamente proporcional à energia (ν) 2. Determinar a razão entre as energias dos máximos de absorção (ν 2 /ν 1 ) 3. Escolher o diagrama de TS adequado ao íon metálico. 4. Encontrar duas linhas no diagrama cujas relações das alturas seja igual a ν 2 /ν Determinar os valores de E/B para cada transição eletrônica. 6. Determinar Δ O, B e para o composto. 36

3 Utilizando o diagrama de TS para interpretação do espectro eletrônico 46 [o(ox) 3 ] 3- ( ); [o(en) 3 ] 3+ ( _ ) 33 [o(ox) 3 ] 3- l 1 = 610 nm l 2 = 420 nm 35

4 Verificamos como interpretar alguns dos espectros eletrônicos dos compostos de coordenação Diagramas de Tanabe-Sugano Δ ou 10Dq Parâmetros de Racah Efeito nefelauxético

5 Teoria de orbitais moleculares para compostos de coordenação Efeito nefelauxético (expansão de núvem) Evidência indireta que os elétrons são compartilhados entre ligante e metal. ligante h Metal k F Mn(II) 0.07 H 2 O 1.0 V(II) 0.1 urea 1.2 i(ii) 0.12 H Mo(III) 0.15 en 1.5 r(iii) 0.20 ligante h Metal k ox 1.5 Fe(III) 0.24 I Rh(III) Ir(III) 0.28 Br o(lll) Pt(IV) 0.6 I Pd(IV) 0.7

6 Teoria de orbitais moleculares para compostos de coordenação Orbitais moleculares de compostos de coordenação são as combinações dos orbitais d com orbitais atômicos dos ligantes ORBITAIS DEVEM TER SIMETRIA ADEQUADA O h E i 6S 4 8S 6 3σ h 6σ d (m3m) A 1g x 2 + y 2 + z 2 A 2g E g z 2, (x 2 y 2 ) T 1g (R x, R y, R z ) T 2g (xy, xz, yz) A 1u A 2u E u T 1u (x, y, z) T 2u s d d p 6

7 Ligações σ Orbitais do metal e do ligante deve ter uma sobreposição positiva com o orbital do ligante dirigido ao eixo de ligação. onsideração Direcional a 1g = esférico t 1u e e g = lóbulos centrados nos eixos t 2g = lóbulos entre os eixos Ligações σ para compostos Oh utilizam orbitais a 1g, t 1u e e g 7

8 Ligações σ 8

9 Ligações π Ligação π Orbitais capazes de ter interação com complexos Oh: t 2g, t 1u, t 2u, t 1g Orbitais do metal capazes de ter interação: t 2g, t 1u Orbital t 1u do metal já está envolvido em ligações σ Ligações π ocorrerão pelos orbitais t 2g do metal 9

10 Ligações π aso 1: F Esta é a razão de encontrar o F e outros haletos na extremidade de campo fraco da série espectroquímica F é um ligante π doador 10

11 Ligações π aso 2: O O, - são ligantes π aceptores 11

12 Ligante com caráter π aceptor/doador Série espectroquímica π aceptor σ π doador O > - > 6 H 5 - > H 3 - > O 2 - >bpy, phen en ~py > H 3 > S - > H 2 O >O 2- > ox 2- ureia, OH - > F -, 3- > l - > S - > S 2- >Br - > I - ampo forte ampo intermediário ampo fraco 12

13 Teoria de Orbitais Moleculares Racionaliza as características observadas na série espectroquímica; Engloba as proposições da Teoria de Ligação de Valência e Teoria de ampo Ligante; É uma teoria mais ampla para explicar as ligações químicas em compostos de coordenação e organometálicos. 13

14 Espectros eletrônicos de transferência de carga Alta absortividade molar Exemplos: MnO - 4 ro - 4 [Ru(bpy) 3 ] 2+ Depende principalmente do estado de oxidação do metal

15 Espectros eletrônicos de transferência de carga Orbitais moleculares π* e g t 2g t 2g omplexo σ dπ l 1; S = 0 Transições eletrônicas totalmente permitidas Ligante

16 Espectros eletrônicos de transferência de carga Ligante π* π* π* Metal dπ dπ dπ MLT Metal to Ligand harge Transfer π LMT Ligand to Metal T π LLT Ligand to Ligand T

17 Transições de transferência de carga do metal para o ligante (MLT) Transições de transferência de carga envolvem: Potencial formal de oxidação Potencial formal de redução Energia da transição reflete a facilidade em ocorrer tais processos Máximos de absorção determinados para complexos fac-[lre(o) 3 (L)] Ligante Meio, T / K Máximo de absorção n / 10 3 cm -1 λ / nm 5-Me-1,10-phen Benzeno, , H 2 l 2, , H 3 OH, , Br-1,10-phen Benzeno, , H 2 l 2, , H 3 OH, , Solvatocromismo = Variação do comprimento de onda em função da alteração da polaridade do solvente Adaptado de Wrighton & Morse, J. Am. hem. Soc., 1974, 96, 998

18 Dependência da energia da transição em função dos ligantes R λ / nm H OH HOH H Et H 370 Ph 384 l 390 O 2 Et 412 O Alteração do grau aceptor eletrônico do ligante Adaptado de Worl et al, J. hem. Soc. Dalton Trans, 1991, 849

19 Fe (III) Fe (II) Fe (III) Fe (II) Fe (II) Fe (III) Fe (III) Fe (II) Transição de intervalência - Primeiro caso [Fe() 6 ] 4- [Fe() 6 ] 3-

20 Um sistema mais simples omplexos de reutz-taube 5 H 3 Ru (II) H 3 Ru (III) 5 H. Taube

21 A A A A L Ru (II) A A A Ru (III) A A A