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MAGNETISMO
HUGO TORRENS
COMPUESTOS DE COORDINACION
[Mm(EO)(LACA)a(LN)n](EO+CA)
ESTADO DE OXIDACION dn
a + n NUMERO DE COORDINACION GEOMETRIA
HUGO TORRENS
d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9
E
BAJO ESPIN
HUGO TORRENS
NIVELES DE ENERGIA RELATIVA PARA LOS ORBITALES d CON DIFERENTES GEOMETRIAS
No. COORD. ESTRUCTURA dz2 dx2y2 dxy dxz dyz
1 lineal 2 0 0 -1 -1
2 lineal 4 0 0 -2 -2
3 trigonal 1.5 0.75 0.75 -1.5 -1.5
4 tetraedro -2.67 -2.67 1.78 1.78 1.78
4 cuadrado -4 6 2 -2 -2
5 bipiramide trigonal. 5.5 0.75 0.75 -3.5 -3.5
5 pirámide cuadrada 4 6 -4 -3 -3
6 octaedro 6 6 -4 -4 -4
6 prisma trigonal 0 -0.75 -0.75 0.75 0.75
7 bipiramide pentagonal 3.5 1 1 -2.75 -2.75
6414
HUGO TORRENS
DISTRIBUCION ORBITAL Y GEOMETRIAS ASOCIADAS.
6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4
HUGO TORRENS
COMPUESTOS DE COORDINACION
[Mm(EO)(LACA)a(LN)n](EO+CA)
ESTADO DE OXIDACION dn
[NiCl2(NH3)4] NUM. DE COORDINACION = 6, OCTAEDRO, d8
a + n NUMERO DE COORDINACION GEOMETRIA
6414
HUGO TORRENS
DISTRIBUCION ORBITAL Y GEOMETRIAS ASOCIADAS.
6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4
CAMPO CRISTALINO OCTAEDRICO
dxy dyz dxz
dz2 dx2-y2
Δ = f x g
HUGO TORRENS
I-< Br- < S2- < SCN- < Cl- < N3- < F- < OH- < OX2- < O2- < H2O- <
NC- < Py < NH3 < en < NO2- < CH3
- < C6H5- < CN- < CO
PEQUEÑO
GRANDE
PARA UNA GEOMETRIA OCTAEDRICA:
Mn2+ < Ni2+ < Co2+ < Fe2+ < V2+ < Fe3+ < Co3+ < Mo3+ < Rh3+ < Ru3+ < Pd4+ < Ir3+ < Pt4+
6704
HUGO TORRENS
LOS COMPUESTOS DE COORDINACION SON PARAMAGNETICOS CUANDO TIENEN ELECTRONES DESAPAREADOS O DIAMAGNETICOS CUANDO NO TIENEN ELECTRONES DESAPAREADOS EL CARÁCTER PARAMAGNETICO O DIAMAGNETICO DE UN COMPUESTO DEPENDERA DEL NUMERO DE ELECTRONES EN LOS ORBITALES d Y DE SU GEOMETRIA POR EJEMPLO, PARA UNA GEOMETRIA TETRAEDRICA, LOS NIVELES DE ENERGIA DE LOS ORBITALES d SON:
E DOS ENERGIAS A CONSIDERAR:
6705
HUGO TORRENS
P = ENERGIA DE APAREAMIENTO
Δ = ENERGIA DE SEPARACION ENTRE ORBITALES
Δ1
E1
E2
Δ2
E2
E3
6705
HUGO TORRENS
P = ENERGIA DE APAREAMIENTO
d1
Δ = ENERGIA DE SEPARACION ENTRE ORBITALES
d1
PARAMAGNETICO 1 ELECTRON
DESAPAREADO
Δ1
E1
E2
Δ2
E2
E3
BAJO CAMPO ALTO ESPIN
ALTO CAMPO BAJO ESPIN
I-< Br- < S2- < SCN- < Cl- < N3- < F- < OH- < OX2- < O2- < H2O- <
NC- < Py < NH3 < en < NO2
- < CH3- < C6H5
- < CN- < CO
BAJO CAMPO ALTO ESPIN
ALTO CAMPO BAJO ESPIN
6705
HUGO TORRENS
P = ENERGIA DE APAREAMIENTO
d2
DIAMAGNETICO 0 ELECTRONES
DESAPAREADOS
Δ = ENERGIA DE SEPARACION ENTRE ORBITALES
d2
PARAMAGNETICO 2 ELECTRONES
DESAPAREADOS
Δ1
E1
E2
Δ2
E2 + P
E3
BAJO CAMPO ALTO ESPIN
ALTO CAMPO BAJO ESPIN
UN TETRAEDRO ES SIEMPRE DE BAJO CAMPO, ALTO ESPIN
DOS CASOS PARTICULARES:
UN OCTAEDRO PUEDE SER DE BAJO CAMPO, ALTO ESPIN O DE ALTO CAMPO Y BAJO ESPIN
Δ1 Δ1 Δ2
Δ2
Δn < P Δ1 < P < Δ2
UN TETRAEDRO ES SIEMPRE DE BAJO CAMPO, ALTO ESPIN
DOS CASOS PARTICULARES:
Δ1 Δ2
Δn < P
6705
HUGO TORRENS
Δ = ENERGIA DE SEPARACION ENTRE ORBITALES
P = ENERGIA DE APAREAMIENTO
EN COMPUESTOS CON UNA GEOMETRIA TETRAEDRICA Y CONFIGURACION d0, d1 O d2 NO EXISTE MAS QUE UNA POSIBLE OCUPACION:
d0 d1 d2
DIAMAGNETICO 0 ELECTRONES
DESAPAREADOS
PARAMAGNETICO 1 ELECTRON
DESAPAREADO
PARAMAGNETICO 2 ELECTRONES
DESAPAREADOS
EL TERCER ELECTRON PUEDE OCUPAR UN ORBITAL OCUPADO O UNO DESOCUPADO. ESTO DEPENDE DE LA RELACION ENTRE LAS ENERGIAS DE LOS ORBITALES Δ Y LA ENERGIA DE APAREAMIENTO P. SI Δ < P SE OCUPARA UN ORBITAL VACIO SUPERIOR.
6706
HUGO TORRENS
PERO PARA UNA GEOMETRIA TETRAEDRICA, Δ ES SIEMPRE MENOR QUE P Y LOS SIGUIENTES ELECTRONES OCUPARAN ORBITALES VACIOS SUPERIORES. ASI, PARA d3, d4 Y d5 SE TIENE:
d3 d4 d5
PARAMAGNETICO 3 ELECTRONES
DESAPAREADOS
PARAMAGNETICO 4 ELECTRONES
DESAPAREADOS
PARAMAGNETICO 5 ELECTRONES
DESAPAREADOS
6707
HUGO TORRENS
LOS SIGUIENTES ELECTRONES NO TIENEN YA ALTERNATIVA Y DEBEN FORMAR PARES EN ORBITALES DE ENERGIA CRECIENTE. ASI, PARA d6, d7, d8, d9 Y d10 SE TIENE:
d6 d7 d8
PARAMAGNETICOS DE 4 A 1 ELECTRON
DESAPAREADO
DIAMAGNETICO 0 ELECTRONES
DESAPAREADOS
d9 d10
EL NUMERO DE ELECTRONES DESAPAREADOS DETERMINA LA MAGNITUD DEL PARAMAGNETISMO DE UN COMPUESTO
6708
HUGO TORRENS
PARA COMPUESTOS TETRAEDRICOS TENDRIAMOS LA SIGUIENTE TABLA: dn ELECTRONES LIBRES E.L. d0 0 d1 1 d2 2 d3 3 d4 4 d5 5 d6 4 d7 3 d8 2 d9 1 d10 0
0 1 2 3 4 5 PARAMAGNETISMO
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
6709
HUGO TORRENS
COMPARE LAS ENERGIAS RELATIVAS QUE SEPARAN A LOS ORBITALES d EN LAS GEOMETRIAS TETRAEDRICA Y CUADRADA:
CUADRADO TETRAEDRO
X2Y2
XY, XZ, YZ
C
XY
Z2
T
X2Y2 Z2
XZ, YZ
2
ES CLARO QUE LA SEPARACION T EN UNA GEOMETRIA TETRAEDRICA ES MUCHO MENOR QUE C EN LA GEOMETRIA CUADRADA Y CASI EQUIVALENTE A 2
6710
HUGO TORRENS
POR LO TANTO, EL LLENADO PARA UNA CONFIGURACION CUADRADA PUEDE SEGUIR DOS SECUENCIAS DISTINTAS: SI C > P
BAJO ESPIN
1 2
3 4
C
6710
HUGO TORRENS
POR LO TANTO, EL LLENADO PARA UNA CONFIGURACION CUADRADA PUEDE SEGUIR DOS SECUENCIAS DISTINTAS: SI C > P
BAJO ESPIN
1 2
3 4
7 8
5 6
C
6710
HUGO TORRENS
POR LO TANTO, EL LLENADO PARA UNA CONFIGURACION CUADRADA PUEDE SEGUIR DOS SECUENCIAS DISTINTAS: SI C > P
BAJO ESPIN
1 2
3 4
7 8
5 6
9 10
C
6710
HUGO TORRENS
POR LO TANTO, EL LLENADO PARA UNA CONFIGURACION CUADRADA PUEDE SEGUIR DOS SECUENCIAS DISTINTAS: SI C > P SI C < P
BAJO ESPIN ALTO ESPIN
1 2
3 4
7 8
5 6
9 10
1 2
3 4
5 C
C
6710
HUGO TORRENS
POR LO TANTO, EL LLENADO PARA UNA CONFIGURACION CUADRADA PUEDE SEGUIR DOS SECUENCIAS DISTINTAS: SI C > P SI C < P
BAJO ESPIN ALTO ESPIN
1 2
3 4
7 8
5 6
9 10
1 6 2 7
3 8 4 9
10 5 C
C
HUGO TORRENS
6713
HUGO TORRENS
EN COMPUESTOS OCTAEDRICOS TENEMOS TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE ALTO ESPIN Y BAJO ESPIN, DE ACUERDO AL TIPO DE LIGANTE UTILIZADO: BAJO ESPIN
8 10
4
6
1 2
3
7
5
9
6713
HUGO TORRENS
EN COMPUESTOS OCTAEDRICOS TENEMOS TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE ALTO ESPIN Y BAJO ESPIN, DE ACUERDO AL TIPO DE LIGANTE UTILIZADO: BAJO ESPIN ALTO ESPIN
8 10
4
6
1 2
3
7
5
9
5 10
6
8
1 2
3
4
7
9
6713
HUGO TORRENS
EN COMPUESTOS OCTAEDRICOS TENEMOS TAMBIEN LA POSIBILIDAD DE ALTO ESPIN Y BAJO ESPIN, DE ACUERDO AL TIPO DE LIGANTE UTILIZADO: BAJO ESPIN ALTO ESPIN
8 10
4
6
1 2
3
7
5
9
5 10
6
8
1 2
3
4
7
9
EJEMPLOS Co(NH3)6
3+ CoF63-
DIAMAGNETICO 4 E.L. Co(III) d6 Co(III) d6 Fe(NH3)6
2+ Fe(H2O)63+
DIAMAGNETICO 5 E.L. Fe(II) d6 Fe(III) d5
6714
HUGO TORRENS
UNA GRAFICA EQUIVALENTE PARA COMPUESTOS OCTAEDRICOS:
dn E.L. E.L. O.B O.A. d0 0 0 d1 1 1 d2 2 2 d3 3 3 d4 2 4 d5 1 5 d6 0 4 d7 1 3 d8 2 2 d9 1 1 d10 0 0
0 1 2 3 4 5
PARAMAGNETISMO
LA OCUPACION ELECTRONICA DE LOS ORBITALES d ES RESPONSABLE DEL MAGNETISMO MOLECULAR… PERO TAMBIEN DE LA ENERGIA DE DISTINTAS GEOMETRIAS. EJEMPLO PARA UN COMPUESTO OCTAEDRICO d6
4
6
1 2
3 5
5
6 1 2
3
4
E. DESAPAREADOS = 0 E. DESAPAREADOS = 4
ENERGIA = -24 + 0 = -24
6
-4
ENERGIA = 12 + (-16) = -4
BAJO ESPIN
ALTO ESPIN
EJEMPLOS
MAGNETISMO
6414
HUGO TORRENS
DISTRIBUCION ORBITAL Y GEOMETRIAS ASOCIADAS.
6 5.5 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 -3 -3.5 -4
6514
HUGO TORRENS
d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9
-E
ALTO ESPIN BAJO ESPIN
[Sc (lig 1)2]n+ S Sc S
[Sc (lig 1)2]+ Sc d3
Sc+ d2
Num. coordinacion 2
2 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro
[Sc (lig 1)2]n+ S Sc S
[Sc (lig 1)2]2+ Sc d3
Sc2+ d1
Num. coordinacion 2
1 e desapareado
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro
[Sc (lig 1)2]n+ S Sc S
[Sc (lig 1)2]3+ Sc d3
Sc3+ d0
Num. coordinacion 2
0 e desapareados
incoloro
diamagnetico
ionico
Ligante
neutro
[Ti (lig 1)3]n+
[Ti (lig 1)3]4+ Sc d4
Sc4+ d0
Num. coordinacion 3
0 e desapareados
incoloro
diamagnetico
ionico
Ligante
neutro S Sc
S
S
[Ti (lig 1)3]n+
[Ti (lig 1)3]3+ Sc d4
Sc3+ d1
Num. coordinacion 3
1 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro S Sc
S
S
[Ti (lig 1)3]n+
[Ti (lig 1)3]2+ Sc d4
Sc2+ d2
Num. coordinacion 3
2 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro S Sc
S
S
[Ti (lig 1)3]n+
[Ti (lig 1)3]+ Sc d4
Sc+ d3
Num. coordinacion 3
3 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro S Sc
S
S
[Ti (lig 1)3]n+
[Ti (lig 1)3] Sc d4
Sc d4
Num. coordinacion 3
4 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
Ligante
neutro S Sc
S
S
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]5+
V d5
V5+ d0
Num. coordinacion 4
0 e desapareados
incoloro
diamagnetico
ionico
-E
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]4+
V d5
V4+ d1
Num. coordinacion 4
1 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Cuadrado o tetraedro?
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]3+
V d5
V3+ d2
Num. coordinacion 4
2 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Cuadrado o tetraedro?
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]2+
V d5
V2+ d3
Num. coordinacion 4
3 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Cuadrado o tetraedro?
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]+
V d5
V+ d4
Num. coordinacion 4
4 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Cuadrado o tetraedro?
[V (H2O)4]n+
[V(H2O)4]
V d5
V0 d5
Num. coordinacion 4
5 e desapareados
colorido
paramagnetico
neutro
¿Cuadrado o tetraedro?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]6+
Cr d6
V6+ d0
Num. coordinacion 5
0 e desapareados
incoloro
diamagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]5+
Cr d6
V5+ d1
Num. coordinacion 5
1 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]4+
Cr d6
V4+ d2
Num. coordinacion 5
2 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]3+
Cr d6
V3+ d3
Num. coordinacion 5
3 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]2+
Cr d6
V2+ d4
Num. coordinacion 5
4 o 2 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]+
Cr d6
V+ d5
Num. coordinacion 5
3 o 1 e desapareados
colorido
paramagnetico
ionico
¿Piramide o bipiramide?
[Cr (CO)5]n+
[Cr(CO)5]
Cr d6
V d6
Num. coordinacion 5
2 o 0 e desapareados
colorido
dia o paramagnetico
neutro
¿Piramide o bipiramide?
GRACIAS
¡¡ BUENA SUERTE !!
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