¿Qué metal de transición puede formar un complejo de giro alto y bajo? # "Zn" ^ (2 +) #, # "Cu" ^ (2 +) #, # "Mn" ^ (3 +) #, # "Ti" ^ (2 +) #

Bueno, veamos qué tipo de metal es cada uno, primero. Los metales de transición en Crystal Field Theory se clasifican típicamente como #d^1#, #d^2#, ..., #d^10#. Entonces, veamos cuáles son estos.

CLASIFICACIONES DE METALES DE TRANSICIÓN

  1. El número atómico de zinc is #30#, por lo que está en la columna 10th en los metales de transición. Eso lo hace un #d^10# metal porque la configuración electrónica de #"Zn"^(2+)# is #[Ar]color(red)(4s^0) 3d^10# (saca los dos #4s# electrones).

  2. El número atómico de cobre is #29#, por lo que está en la columna 9th en los metales de transición. Eso lo hace un #d^9# metal porque la configuración electrónica de #"Cu"^(2+)# is #[Ar]color(red)(4s^0) 3d^9# (saca el single #4s# electrón y el 10th #3d# electrón).

  3. El número atómico de manganeso is #25#, por lo que está en la columna 5th en los metales de transición. Eso lo hace un #d^4# metal porque la configuración electrónica de #"Mn"^(3+)# is #[Ar]color(red)(4s^0) 3d^4# (saca los dos #4s# electrones y uno #3d# electrón).

  4. El número atómico de titanio is #22#, por lo que está en la columna 2nd en los metales de transición. Eso lo hace un #d^2# metal porque la configuración electrónica de #"Ti"^(2+)# is #[Ar]3d^2color(red)(4s^0)# (saca los dos #4s# electrones).

Note como ninguno de estos son #d^8# metales (como el níquel o el platino), que tienden a formar complejos planos planos o tetraédricos. Eso significa que podemos centrarnos en octaédrico or tetraédrico complejos (que tienen diagramas de división de campo de cristal muy similares).

DIAGRAMAS DE DIVISIÓN DE CAMPO DE CRISTAL

Los cuatro de estos metales de transición comúnmente tienen números de coordinación de #\mathbf(6)#Sin embargo, examinemos sus diagramas de división de campos cristalinos complejos octaédricos.

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VUELTA ALTA VS. GIRO BAJO

Alto giro = llenar los cinco #d# orbitales con un electrón primero, y luego se duplican.
Giro bajo = llenar la energía más baja #d# orbitales primero completamente, y luego llenar los orbitales de mayor energía al final.

La idea es, qué metal (es) tienen el derecho número of #d# electrones que pueden llenar los orbitales de tal manera que sigan el principio de Aufbau, la regla de Hund y el Principio de Exclusión de Pauli, mientras logran asumir dos diferentes, no degenerado configuraciones electrónicas?

1) With zinc, all of its #d# orbitals are completely filled, so whether a high or low spin octahedral complex, all the orbitals are filled in the exact same configuration.

The total spin state turns out to be #0# (all five sets of #d# electrons are paired).

2) With copper, you can fill the orbitals according to the Aufbau principle, Hund's rule, and the Pauli Exclusion Principle, for both high and low spin octahedral complexes, and you get the same exact configuration.

The total spin state turns out to be #+"1/2"# (four sets of paired #d# electrons and one unpaired).

3) With manganese, a high spin and a low spin octahedral complex are actually different.

The high-spin octahedral complex has a total spin state of #+2# (all unpaired #d# electrons), while a low spin octahedral complex has a total spin state of #+1# (one set of paired #d# electrons, two unpaired). BINGO! WE HAVE A WINNER! DING DING DING!

4) With titanium, it only has two #d# electrons, so it can't form different high and low spin complexes. It doesn't matter because it will never fill the higher-energy orbitals.

The total spin state turns out to be #+1# (two unpaired #d# electrons, no matter what).

Por lo tanto, el manganeso formará un complejo de spin alto y bajo.


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