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Universidade Federal do Paraná – Setor de Ciências Exatas – Departamento de QuímicaCurso de Química
CQ134 – Química Inorgânica III
Teoria do Campo Cristalino
Prof. Flávio Massao Matsumoto
Teoria do Campo Cristalino
Íon livre
Campoesférico
6α0
d
Teoria do Campo Cristalino
α4
ΔO
eg
t2g
Íon livre
Campoesférico
Campooctaédrico
6α0
2/3α
4
d
Teoria do Campo Cristalino
α4 = 3/
5Δ
O
ΔO
eg
t2g
Íon livre
Campoesférico
Campooctaédrico
6α0
2/3α
4 = 2/
5Δ
O
d
Teoria do Campo Cristalino
α4 = 0,6Δ
O
ΔO
eg
t2g
Íon livre
Campoesférico
Campooctaédrico
6α0
2/3α
4 = 0,4Δ
O
d
Força do campo cristalino
Dq=ΔO
10=Ze2 r4
6 a5r4=valor médio de r4
a=distância M−L
Força do campo cristalino
Metal: série 3d << 4d < 5d, estado de oxidação
Dq=ΔO
10=Ze2 r4
6 a5r4=valor médio de r4
a=distância M−L
Força do campo cristalino
Metal: série 3d << 4d < 5d, estado de oxidação
Ligante (série espectroquímica): CO > CN– > > phen ~ NO
2– > en > NH
3 ~ py > H
2O >
> C2O
42–> OH– > F– > S2– > Cl– > Br– > I–
Dq=ΔO
10=Ze2 r4
6 a5r4=valor médio de r4
a=distância M−L
Complexos d1 a d10
t2g
eg
el. des. EECC
d1 1 0 1 –0,4
d2 2 0 2 –0,8
d3 3 0 3 –1,2
d4
d5
d6
d7
d8
d9
d10
Complexos d1 a d10
t2g
eg
el. des. EECC
d1 1 0 1 –0,4
d2 2 0 2 –0,8
d3 3 0 3 –1,2
t2g
eg
el. des. EECC
d4 4 0 2 –1,6
d5 5 0 1 –2,0
d6 6 0 0 –2,4
d7 6 1 1 –1,8
d8
d9
d10
Complexos d1 a d10
t2g
eg
el. des. EECC
d1 1 0 1 –0,4
d2 2 0 2 –0,8
d3 3 0 3 –1,2
t2g
eg
el. des. EECC
d4 3 1 4 –0,6
d5 3 2 5 0
d6 4 2 4 –0,4
d7 5 2 3 –0,8
d8
d9
d10
Complexos d1 a d10
t2g
eg
el. des. EECC
d1 1 0 1 –0,4
d2 2 0 2 –0,8
d3 3 0 3 –1,2
t2g
eg
el. des. EECC t2g
eg
el. des. EECC
d4 4 0 2 –1,6 3 1 4 –0,6
d5 5 0 1 –2,0 3 2 5 0
d6 6 0 0 –2,4 4 2 4 –0,4
d7 6 1 1 –1,8 5 2 3 –0,8
t2g
eg
el. des. EECC
d8 6 2 2 –1,2
d9 6 3 1 –0,6
d10 6 4 0 0
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3050
60
70
80
90
100
Raios de Shannon para ML6
MII
spin alto
spin baixo
r/pm
Z
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 3050
60
70
80
90
100
Raios de Shannon para ML6
MII
MIII
spin alto
spin baixo
spin alto
spin baixo
r/pm
Z
M(s) + Cl2(g) → MCl
2(s) Δ
fH(MCl
2)
Reação de formação de MCl2
M(s) → M(g) ΔvapH(M)
M(g) → M+(g) + e EI1(M)
M+(g) → M2+(g) + e EI2(M)
Cl2(g) → 2Cl(g) Δ
dissH(Cl
2)
2Cl(g) + 2e → 2Cl–(g) 2EAE
(Cl)
Reação de formação de MCl2
Reação de formação de MCl2
M ZΔ
fH(MCl
2)
/ kJ mol–1
ΔsubH(M)
/ kJ mol–1
EI1
(M)/ kJ mol–1
EI2
(M)/ kJ mol–1
ΔdissH(Cl
2)
/ kJ mol–1
EAE
(Cl) / kJ mol–1
U0
/ kJ mol–1
Ca 20 159,28 589,7 1145 242,6 –349
Ti 22 449,8 658 1310 " "
Cr 24 364,08 652,7 1592 " "
Mn 25 234,1 717,4 1509 " "
Fe 26 365,9 759,3 1561 " "
Co 27 397,6 760 1646 " "
Ni 28 389,4 736,7 1753 " "
Cu 29 317 745,4 1958 " "
Zn 30 121,97 906,4 1733 " "
M(s) → M(g) ΔvapH(M)
M(g) → M+(g) + e EI1(M)
M+(g) → M2+(g) + e EI2(M)
Cl2(g) → 2Cl(g) Δ
dissH(Cl
2)
2Cl(g) + 2e → 2Cl–(g) 2EAE
(Cl)
M2+(g) + 2Cl–(g) → MCl2(s) U
0(MCl
2)
M(s) + Cl2(g) → MCl
2(s) Δ
fH(MCl
2)
Reação de formação de MCl2
Reação de formação de MCl2
M ZΔ
fH(MCl
2)
/ kJ mol–1
ΔsubH(M)
/ kJ mol–1
EI1
(M)/ kJ mol–1
EI2
(M)/ kJ mol–1
ΔdissH(Cl
2)
/ kJ mol–1
EAE
(Cl) / kJ mol–1
U0
/ kJ mol–1
Ca 20 –795,4 159,28 589,7 1145 242,6 –349
Ti 22 –513,8 449,8 658 1310 " "
Cr 24 –395,4 364,08 652,7 1592 " "
Mn 25 –481,3 234,1 717,4 1509 " "
Fe 26 –341,8 365,9 759,3 1561 " "
Co 27 –312,5 397,6 760 1646 " "
Ni 28 –305,3 389,4 736,7 1753 " "
Cu 29 –220,1 317 745,4 1958 " "
Zn 30 –415,1 121,97 906,4 1733 " "
Entalpia de retículo cristalino
M ZΔ
fH(MCl
2)
/ kJ mol–1
ΔsubH(M)
/ kJ mol–1
EI1
(M)/ kJ mol–1
EI2
(M)/ kJ mol–1
ΔdissH(Cl
2)
/ kJ mol–1
EAE
(Cl) / kJ mol–1
U0
/ kJ mol–1
Ca 20 –795,4 159,28 589,7 1145 242,6 –349 –3630,0
Ti 22 –513,8 449,8 658 1310 " " –3872,2
Cr 24 –395,4 364,08 652,7 1592 " " –3944,8
Mn 25 –481,3 234,1 717,4 1509 " " –3882,4
Fe 26 –341,8 365,9 759,3 1561 " " –3968,6
Co 27 –312,5 397,6 760 1646 " " –4056,7
Ni 28 –305,3 389,4 736,7 1753 " " –4125,0
Cu 29 –220,1 317 745,4 1958 " " –4181,1
Zn 30 –415,1 121,97 906,4 1733 " " –4117,4
Entalpia de retículo cristalino
20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30-4200
-4100
-4000
-3900
-3800
-3700
-3600
Z
U0 /
kJ
mo
l–1
M2+(g) + 2Cl–(g) → MCl
2(g)
Distorção tetragonal
eg
t2g
Campoesférico
Campooctaédrico
d
ML6
Oh
MKh
Distorção tetragonal
eg
t2g
Campoesférico
Campooctaédrico
Alongamento do eixo z
b1g
b2g
a1g
e1g
d
ML6
D4h
ML6
Oh
MKh
Distorção tetragonal
eg
t2g
Campoesférico
Campooctaédrico
Alongamento do eixo z
Campo quadrado
b1g
a1g
b2g
e1g
b1g
b2g
a1g
e1g
d
ML4
D4h
ML6
D4h
ML6
Oh
MKh
Campo tetraédrico/octaédrico
eg
t2g
Campoesférico
Campooctaédrico
d
ML6
Oh
MKh
e
t2
ΔT=59ΔO
Universidade Federal do Paraná – Setor de Ciências Exatas – Departamento de QuímicaCurso de Química
CQ134 – Química Inorgânica III
Teoria do Campo Cristalino
Prof. Flávio Massao Matsumoto
