Questão de Química — Substâncias e suas propriedades — FCC 2022

Teoria da Ligação de Valência e Hibridização em Complexos

Gabarito: letra E. A hibridização do íon central em complexos de coordenação é determinada pela geometria do complexo e pela natureza dos ligantes. No complexo $[Fe(CN)_6]^{3-}$, o íon $Fe^{3+}$ possui configuração eletrônica $[Ar] 3d^5$. Como o ligante cianeto ($CN^-$) é um ligante de campo forte, ele provoca o emparelhamento dos elétrons nos orbitais $d$, liberando dois orbitais $3d$ internos para a hibridização, resultando em uma configuração $d^2sp^3$, característica de complexos octaédricos de baixo spin.

Para determinar a hibridização, seguimos o método de preenchimento dos orbitais:

1. Configuração do $Fe^{3+}$: O ferro neutro ($Z=26$) é $[Ar] 3d^6 4s^2$. Ao perder 3 elétrons para formar $Fe^{3+}$, a configuração torna-se $[Ar] 3d^5$.

2. Efeito do Ligante: O $CN^-$ é um ligante de campo forte. Ele força o emparelhamento dos 5 elétrons nos orbitais $3d$, deixando dois orbitais $3d$ vazios.

3. Hibridização: Com dois orbitais $3d$ vazios, um orbital $4s$ e três orbitais $4p$ disponíveis, o íon central utiliza o conjunto $d^2sp^3$ para acomodar os 6 pares de elétrons doados pelos 6 ligantes $CN^-$.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A notação $ds^2p^3$ não corresponde à hibridização octaédrica padrão de complexos de baixo spin, que exige dois orbitais $d$ internos.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A configuração $d^2s^2p^2$ não descreve a geometria octaédrica necessária para acomodar 6 ligantes.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A hibridização $d^3sp^2$ não é compatível com a coordenação 6 do íon ferro no complexo apresentado.

Alternativa D — ❌ Incorreta

A notação $d^3s^2p$ não segue a regra de preenchimento dos orbitais para a geometria octaédrica de complexos de coordenação.

Alternativa E — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta alternativa indica corretamente a hibridização $d^2sp^3$, que utiliza dois orbitais $3d$, um $4s$ e três $4p$, permitindo a formação de um complexo octaédrico de baixo spin com o íon $Fe^{3+}$.

Gabarito: letra E.