Magnetismo dos Complexos


Neste artigo sobre um importante assunto da química, você aprenderá mais sobre o magnetismo dos complexos. Mas, antes você irá conhecer mais sobre um panorama geral dos complexos e da teoria do campo cristalino.

Complexos

Antes de falar de forma direta sobre a teoria do campo cristalino e ainda mais especificamente sobre o magnetismo dos complexos, vamos falar do que são os complexos.

Os complexos são compostos químicos formados a partir de duas partes. A primeira precisa ser uma substância simples, que normalmente costuma ser um íon metálico que funciona basicamente como um receptor de elétrons. A segunda parte de um complexo com várias ou somente uma molécula de outra substância chamada de ligante.

Magnetismo

Um ligante é como qualquer substância que se comporte como uma base de Lewis é chamada. Eles podem ser simples como a água e o ânion de cloreto que são chamados de monodentados, e também podem ser bidentados ou tridentados, que são aquelas substâncias que são capazes de diversas ligações de coordenação. E, por sua vez, o processo de ligação de forma monolítica ao íon metálico, que acontece por mais de uma posição, é chamado de quelação. Logo, todos os compostos complexos que são formados desta forma, podem ser chamados de agentes quelantes.

Os ligantes de complexos podem ser de tipos diferentes, sempre de acordo com a natureza de cada um. Os tipos de ligantes são:

* dadores σ dadores Π
* Ligantes doadores σ

Os casos de complexos que acontecem mais comumente são os compostos iônicos metálicos. Eles podem ter seus íons complexados tanto em solução quanto em cristais. Um exemplo deste tipo é uma substância utilizada como um poderoso antifungo nas plantações diversas, o sulfato de cobre. Os cristais do sulfato de cobre são azuis e os íons de cobre formam um complexo com a água no cristal. Aí quando ele é aquecido a seco, perde totalmente a água presente na cristalização e muda de cor, tornando-se branco.

Os complexos são uma matéria de extrema importância para toda a química e também para a bioquímica. Os complexos podem ser considerados como todas as enzimas complexas de íons metálicos, como, por exemplo, a vitamina B que é um complexo de cobalto, a clorofila que é um complexo de magnésio e a hemoglobina que é um complexo de ferro.

E todo este estudo só foi possível depois da teoria de coordenação de Werner, descoberta pelo químico Alfred Werner em 1893. Werner não trabalhava com instrumentos e, portanto todas as suas descobertas foram feitas somente a partir da observação e interpretação das reações químicas. A teoria dele foi a primeira a tentar explicar a ligação que existe nos complexos de coordenação, e ele concluiu então que existiam dois diferentes tipos de valência, a primária e a secundária.

Magnetismo dos Complexos

Antes ainda de finalmente abordarmos o tema do magnetismo dos complexos, precisamos explicar rapidamente um pouco sobre a teoria do campo cristalino.

A teoria do campo cristalino fala sobre a energia de estabilização do campo cristalino, e afirma que o principal efeito dos ligantes é o desdobramento dos níveis de energia que correspondem aos orbitais (d) do átomo central. A teoria ainda diz que a energia de estabilização do campo cristalino (EECL) é sempre igual a zero, para íons que possuem a configuração d elevado a zero e d elevado a dez, em campos ligantes fortes e também em campos ligantes fracos. A EECL também é igual a zero quando as configurações são de d elevado a cinco em um campo ligante fraco. E quanto maior for a EECL mais estável será o complexo.

Agora que você já conhece um panorama geral de complexos e ligantes, podemos entrar diretamente no assunto do magnetismo dos complexos. Uma espécie que seja paramagnética necessariamente possui elétrons que ficam desemparelhados e, por isso, sofre atração por campos magnéticos. E uma substância que não sofre atração de um campo magnético é chamada de diamagnética e, por sua vez, não possui os elétrons desemparelhados. A substância diamagnética então sofre repulsão de um campo magnético.

A grande maioria dos complexos do tipo metálico apresenta elétrons que estão desemparelhados e, por sua vez, sofrem atração do campo magnético. Eles também podem ser considerados com spin alto ou spin baixo dependendo da quantidade de elétrons desaparelhados existam neles, ou seja, dependendo da distribuição desigual destes elétrons. Um spin mais alto tem mais elétrons desemparelhados e, por sua vez, é mais fortemente atraído pelo campo magnético.

As substâncias ligantes com campo forte têm uma grande diferença de energia produzida enquanto os de campo mais fraco produzem menores diferenças de energia. Em configurações eletrônicas que terminam em d¹, d², d³, d8 e d9, o número de elétrons que estão distribuídos de forma assimétrica é o mesmo, mas isto é independente da magnitude encontrada no parâmetro de desdobramento do campo cristalino.