Livro q Inorgnica II Campo Cristalino

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Text of Livro q Inorgnica II Campo Cristalino

Augusto Leite Coelho

Qumica Inorgnica

2010

Copyright 2010. Todos os direitos reservados desta edio SECRETARIA DE EDUCAO A DISTNCIA (SEAD/UECE). Nenhuma parte deste material poder ser reproduzida, transmitida e gravada, por qualquer meio eletrnico, por fotocpia e outros, sem a prvia autorizao, por escrito, dos autores. EXPEDIENTE Design instrucional Antonio Germano Magalhes Junior Igor Lima Rodrigues Pedro Luiz Furquim Jeangros Projeto grfico Rafael Straus Timb Vasconcelos Marcos Paulo Rodrigues Nobre Coordenador Editorial Rafael Straus Timb Vasconcelos Diagramao Marcus Lafaiete da Silva Melo Ilustrao Marcos Paulo Rodrigues Nobre Capa Emilson Pamplona Rodrigues de Castro

PRESIDENTE DA REPBLICA Luiz Incio Lula da Silva MINISTRO DA EDUCAO Fernando Haddad SECRETRIO DE EDUCAO A DISTNCIA Carlos Eduardo Bielschowsky DIRETOR DO DEPARTAMENTO DE POLTICAS EM EDUCAO A DISTNCIA DPEAD Hlio Chaves Filho SISTEMA UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASIL Celso Costa GOVERNADOR DO ESTADO DO CEAR Cid Ferreira Gomes REITOR DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEAR Francisco de Assis Moura Araripe VICE-REITOR Antnio de Oliveira Gomes Neto PR-REITORA DE GRADUAO Josefa Lineuda da Costa Murta COORDENADOR DA SECRETARIA DE EDUCAO A DISTNCIA Antonio Germano Magalhes Junior COORDENADOR GERAL UAB/UECE Francisco Fbio Castelo Branco COORDENADORA ADJUNTA UAB/UECE Josete de Oliveira Castelo Branco Sales COORDENADOR DA LICENCIATURA EM QUMICA Evanise Batista Frota COORDENADOR DE TUTORIA E DOCNCIA DA LICENCIATURA EM QUMICA Eveline Solon Barreira Cavalcanti

Apresentao ....................................................................................................................... 7 Unidade 1 Revisando a Estrutura do tomo .......................................................................................... 9

Sumrio

1. Introduo.........................................................................................................................11 2. Soluo e Interpretao da Equao de Onda .................................................................. 11

Unidade 2 Compostos de Coordenao ................................................................................................. 171. Introduo.........................................................................................................................19 2. O Desenvolvimento da Teoria de Werner ......................................................................... 19 3. Denies de Termos Usados na Qumica dos Compostos de Coordenao ...................21 4. Tipos de Ligantes ...............................................................................................................22 5. Estrutura e Isomeria .........................................................................................................245.1. Estrutura e nmero de coordenao...................................................................................... 24 5.2. Isomeria.................................................................................................................................. 25

4. Efeito Quelato ...................................................................................................................29 5. Nomenclatura ...................................................................................................................30

Unidade 3 Simetria Molecular ............................................................................................................... 371. Introduo.........................................................................................................................39 2. Relembrando conceitos de geometria .............................................................................. 41 3. Elementos e operaes de simetria .................................................................................. 43 4. Grupos Pontuais ................................................................................................................48 5 . Tabela de Caracteres ........................................................................................................535.1. Representaes irredutveis e redutveis ............................................................................... 56

Unidade 4 Teoria da Ligao de Valncia ............................................................................................... 611. Introduo.........................................................................................................................63 2. Desenvolvimento da Teoria ...............................................................................................63 3. Possveis orbitais hbridos a partir de argumentos de simetria ........................................66

Unidade 5 Teoria do Campo Cristalino.................................................................................................... 731. Introduo..........................................................................................................................75 2. Diagrama de energia dos orbitais d para diferentes geometrias moleculares...................762.1. Complexo octadrico............................................................................................................... 76 2.2. Distoro tetragonal proveniente da simetria octadrica e do efeito Jahn-Teller............................................................................................................. 83 2.3. Complexo Tetradrico. ............................................................................................................. 84 2.3. Desdobramento do campo cristalino para diferentes geometrias.......................................... 86 2.4. Energia de estabilizao do campo cristalino para diferentes geometrias moleculares......... 88

3. Aplicaes da Teoria do Campo Cristalino......................................................................... 89

Unidade 6 Teoria dos Orbitais Moleculares. ............................................................................................ 951. Introduo..........................................................................................................................97 2. Teoria dos Orbitais Moleculares. ........................................................................................ 972.1 Orbitais moleculares para molcula diatmicas homonucleares............................................. 97 2.2. Orbitais moleculares para molculas Poliatmicas heteronucleares...................................... 101

ApndiceApndice A .................................................................................................................................... 115 Apndice B..................................................................................................................................... 116 Apndice C..................................................................................................................................... 120

Dados do Autor..................................................................................................................... 132

A Qumica Inorgnica pode ser dividida em duas partes: a Descritiva e a Terica. Neste livro, estudaremos aspectos tericos relacionados s teorias de ligao, principalmenteaplicadasQumicadosCompostosdeCoordenao.Iniciaremoseste estudorevisandoaEstruturaAtmicacomnfasenaorientaodosorbitaisatmicos, tendoemvistasuaimportnciaparaoentendimentododesdobramentodosorbitais atmicosdabordadonaTeoriadoCampoCristalino. AsegundaunidadeenvolveoestudodaQumicadosCompostosdeCoordenao desde a sua origem at os tempos atuais. Abordaremos os diferentes aspectos, tais comoaestruturamolecularrelacionadaaonmerodecoordenao,aisomeriaeanomenclatura.Introduziremos,naterceiraunidade,osconceitosdeSimetriaMolecular porconsiderarmosdegrandeimportnciaparaoestudodaqumicacomoumtodoe para os assuntos que abordaremos nas unidades subsequentes. Discutiremos como determinar os elementos e as operaes de simetria molecular, o grupo pontual da moleculareasaplicaesdatabeladecaracteres. AstrsltimasunidadessosobreaTeoriadeLigaodeValncia(TLV),aTeoriadeCampoCristalinoeaTeoriadosOrbitaisMoleculares.IniciaremoscomaTLV, em que ressaltaremos a determinao dos possveis orbitais hbridos para uma determinadaestruturamolecularusandoosconhecimentosadquiridosnosestudosde simetriamolecular.Chamamosaatenoparaofatodequeateoriaprevospossveis orbitaishbridos,masnodecidequalserutilizado.NaTeoriadoCampoCristalino, mostramosabasetericaparaexplicaraspropriedadesdoscompostosdecoordenao,considerandoainteraoeletrostticaentreosliganteseosorbitaisdqueocasionaodesdobramentodosorbitaiseaperdadedegenerescnciadaenergiadeles.Discutiremosadistribuioeletrnicadoseltronsd,aexistnciadoschamadoscompostos spinbaixoespinaltodevidosduasmaneirasdedistribuiodoseltronsnestesorbitais.Aprenderemostambmacalcularaenergiadeestabilizaodocampocristalino. AltimaunidadeservoltadaparaaTeoriadosOrbitaisMolecularesque,apesar desermuitocompleta,notoboaparaoentendimentocomoaTeoriadoCampo Cristalino. Usaremos novamente os nossos conhecimentos sobre simetria molecular para construir um diagrama de energia qualitativo para compostos de coordenao emdiferentessimetrias.

O Autor

Unidade

1

Revisando a Estrutura do tomoObjetivos: Revisar os conceitos da estrutura do tomo Discutir funes de onda radial e angular Mostrar a variao dos nmeros qunticos oriundos da soluo da equao de onda de Schrdinger Discutir o poder de penetrao dos orbitais atmicos Analisar a orientao no espao soa orbitais s, p e d.

1. IntroduoA estrutura atmica dos tomos tem um papel de fundamental importncia para a compreenso da Qumica e, por essa razo, aprofundaremos esse estudo, objetivando fornecer subsdios suficientes para melhor entendimento da Qumica Inorgnica. Daremos destaque orientao espacial do