Principal diferença - complexos orbitais internos vs externos

Complexos de coordenação são estruturas moleculares compostas por um átomo ou íon central rodeado por diferentes átomos ou grupos de átomos. O átomo central é freqüentemente um átomo de metal de transição. Os átomos ou grupos circundantes são chamados de ligantes. Esses ligantes são ligados ao átomo central por meio de ligações covalentes coordenadas. Essas ligações são formadas entre os orbitais moleculares sep do ligante e os orbitais atômicos d do átomo de metal. De acordo com a teoria da ligação de valência, os orbitais atômicos do átomo de metal sofrem hibridização antes de formar a ligação. Existem dois tipos de complexos de coordenação baseados neste padrão de hibridização: complexos orbitais internos e complexos orbitais externos. Esses nomes são dados de acordo com a posição do orbital d em relação à posição dos orbitais sep do átomo de metal. A principal diferença entre os complexos orbitais internos e externos é que a hibridização dos orbitais atômicos do átomo de metal central do complexo orbital interno envolve orbitais d da camada interna, enquanto a hibridização dos orbitais atômicos do átomo de metal central do complexo orbital externo envolve orbitais d da camada mais externa.

Principais áreas cobertas

1. O que são complexos orbitais internos - Definição, Explicação da Estrutura 2. O que são complexos orbitais externos - Definição, Explicação da Estrutura 3. Qual é a diferença entre os complexos orbitais internos e externos - Comparação das principais diferenças

Termos-chave: Ligação Covalente Coordenada, Complexo de Coordenação, Hibridização, Complexos Orbitais Internos, Ligante, Orbital, Complexos Orbitais Externos, Metal de Transição, Teoria da Ligação de Valência

O que são complexos orbitais internos

Complexos orbitais internos são compostos de coordenação compostos por um átomo de metal central tendo hibridização dos orbitais atômicos incluindo orbitais d da camada interna e orbitais s, p da camada externa. Em outras palavras, o átomo de metal central desses complexos usa orbitais d da camada interna para a hibridização de orbitais atômicos. Portanto, esses orbitais d estão em um nível de energia mais baixo do que os orbitais se p.

A hibridização mais comum do átomo de metal em complexos orbitais internos é d²sp³. Mas pode haver algumas outras hibridizações também, como dsp². Vamos considerar um exemplo para entender a formação de complexos orbitais internos.

Exemplo

[Co (NH₃)₆]⁺³ complexo

A configuração eletrônica do cobalto (Co) é [Ar] 3d⁷4s².

Desde NH₃ ligantes não carregam cargas elétricas, o estado de oxidação do átomo de Co deve ser +3.

A configuração eletrônica de Co⁺³ é [Ar] 3d⁶.

A fim de formar 6 ligações covalentes coordenadas com os 6 ligantes (NH₃), 6 orbitais atômicos devem ser hibridizados. Portanto, dois dos orbitais 3d são hibridizados com um orbital 4s e três orbitais 4p.

Uma vez que os orbitais d que estão envolvidos na hibridização estão na camada de elétrons 3 e os orbitais s e p estão na camada de elétrons 4, o complexo de coordenação formado com esse átomo de metal é chamado de complexo orbital interno. As setas na cor laranja mostram os seis pares de elétrons solitários doados pelos seis ligantes.

O que são complexos orbitais externos

Complexos orbitais externos são compostos de coordenação compostos por um átomo de metal central tendo hibridização dos orbitais atômicos incluindo orbitais s, p e d da camada mais externa. Aqui, todos os orbitais atômicos envolvidos na hibridização estão no mesmo nível de energia. Uma vez que os orbitais d envolvidos nesta hibridização estão localizados fora dos orbitais s e p, os complexos formados a partir desses átomos de metal são chamados de complexos orbitais externos.

A hibridização mais comum que pode ser observada neste tipo de complexos é sp³d². Isso pode ser explicado usando um exemplo conforme mostrado abaixo.

Exemplo

[CoF₆]^-3 complexo é um complexo de coordenação.

A configuração eletrônica do cobalto (Co) é [Ar] 3d⁷4s².

A carga elétrica de um átomo F é -1. Portanto, o estado de oxidação do átomo de Co deve ser +3 para equilibrar a carga geral do complexo.

A configuração eletrônica de Co⁺³ é [Ar] 3d⁶.

Para formar ligações covalentes coordenadas, o orbital 4s, três orbitais 4p e dois dos orbitais 4d são hibridizados.

Como os orbitais 4s, 4p e 4d estão envolvidos na hibridização, os pares de elétrons solitários provenientes dos íons de flúor são preenchidos com esses orbitais híbridos. Como os orbitais d estão localizados fora dos orbitais s e p, os complexos formados a partir desses átomos de metal são chamados de complexos orbitais externos.

Diferença entre complexos orbitais internos e externos

Definição

Complexos orbitais internos: Complexos orbitais internos são compostos coordenados tendo um átomo de metal central que sofre hibridização de orbitais atômicos incluindo os orbitais d internos.

Complexos orbitais externos: Complexos orbitais externos são compostos coordenados tendo um átomo de metal central que sofre hibridização de orbitais atômicos incluindo orbitais d mais externos.

Hibridização mais comum

Complexos orbitais internos: A hibridização mais comum de átomos de metal em complexos orbitais internos é d²sp³.

Complexos orbitais externos: A hibridização mais comum de átomos de metal em complexos orbitais externos é sp³ d².

Níveis de energia

Complexos orbitais internos: Em complexos orbitais internos, os orbitais d envolvidos na hibridização estão em um nível de energia mais baixo do que os orbitais se p.

Complexos orbitais externos: Em complexos orbitais externos, os orbitais d envolvidos na hibridização estão no mesmo nível de energia que os orbitais se p.

Cascas de elétrons

Complexos orbitais internos: Complexos orbitais internos são compostos de átomos de metal que usam orbitais d de concha interna para a hibridização no átomo de metal central.

Complexos orbitais externos: Complexos orbitais externos são compostos de átomos de metal que usam orbitais d mais externos para a hibridização no átomo de metal central.

Conclusão

A hibridização de orbitais atômicos é um conceito usado na teoria das ligações de Valência para descrever a ligação entre dois átomos por meio da sobreposição de seus orbitais atômicos. Esta teoria pode ser usada para explicar a ligação nos complexos de coordenação. Aqui, de acordo com o nível de energia dos orbitais d usados ​​na hibridização do átomo central, os complexos de coordenação são de dois tipos, como complexos orbitais internos e complexos orbitais externos. A principal diferença entre os complexos orbitais interno e externo é que a hibridização dos orbitais atômicos do átomo de metal central do complexo orbital interno envolve orbitais d da camada interna, enquanto a hibridização dos orbitais atômicos do átomo de metal central do complexo orbital externo envolve a camada mais externa orbitais d.

Referências:

1. “Valence Bond Theory - from Eric Weisstein’s World of Chemistry.” Scienceworld.wolfram.com, disponível aqui. Acessado em 6 de setembro de 2017.2. “Complexo de coordenação.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 1 de setembro de 2017, disponível aqui. Acessado em 6 de setembro de 2017.