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PRÁCTICA 7
MEDIDA EXPERIMENTAL DEL MOMENTO MAGNÉTICO DE CUATRO COMPLEJOS DE HIERRO.


1. ÍNDICE

1.
1. INTRODUCCIÓN

Desde hace muchos años, a través de la teoría del enlace de valencia, se ha perseguido el estudio de los complejos de coordinación para predecir las propiedades magnéticas de una gran variedad de compuestos.
La aparición de las teorías del campo de los ligandos y de losorbitales moleculares permite un gran impulso para investigaciones más detalladas de estas propiedades. Estas nuevas teorías explican las propiedades magnéticas en función de los electrones desapareados. Aquellos complejos que poseen electrones desapareados son atraídos en un campo magnético y se denominan con el nombre de paramagnéticos, mientras que aquellos que no tienen electrones desapareados, sonrepelidos en un campo magnético y se les llama diamagnéticos.
Cabe aclarar que todo complejo existente posee un momento diamagnético que es resultado del campo magnético generado y que se opone al campo aplicado, aunque este momento diamagnético generado no se muestra de igual forma en todas las sustancias, así pues, existen sustancias en las que el paramagnetismo se muestra de forma más intensaque el diamagnetismo, siendo el carácter global de la sustancia paramagnético.

En los complejos de los elementos de la primera serie de transición se puede determinar el número de electrones desapareados a partir de la magnitud de la interacción de dicho elemento con un campo magnético. Este estudio será realizado en la práctica para caracterizar un complejo a partir del número de electronesdesapareados.

El conocimiento del número de electrones desapareados nos puede ayudar a caracterizar un complejo. Así, nos informa del estado de oxidación de un metal en un complejo, nos puede ayudar a determinar la geometría en un complejo y además nos puede indicar la presencia de modos de enlace poco frecuentes.

Cabe destacar, por tanto que los estudios magnéticos han ayudado de forma valiosaal conocimiento actual del enlace químico en los complejos de los metales de transición.

En la práctica realizada se determina el número de electrones desapareados mediante el método de Gouy que mide la susceptibilidad magnética.
El campo magnético que sufrirá una sustancia depende del campo externo y del campo creado por la misma sustancia. El campo magnético total se puede representar portanto, mediante la siguiente ecuación:
B = H0 + 4ᴨI (1)
Donde H0 es el campo aplicado e I es el momento inducido de la sustancia.
El cociente de I/ H0 es una medida de la susceptibilidad, y se le denomina susceptibilidad en volumen, κ.
κ = I/ H0 (2)
La susceptibilidad en volumen frecuentemente se expresa en función de la susceptibilidad específica, χ, dividiéndola entre su densidad, d.
χ = κ/d(3)
Y multiplicando la susceptibilidad específica por el peso molecular de la sustancia, Mr, se obtiene la susceptibilidad magnética por mol de sustancia, χM, que tiene un mayor uso químico y nos informa del carácter magnético de la sustancia.
χM = χ . Mr (4)
Si esta susceptibilidad magnética molar es positiva, nos indica que la sustancia es paramagnética, y si es negativa es diamagnética.Así, la susceptibilidad magnética molar global es la suma de las diferentes susceptibilidades de los electrones desapareados del complejo, χ’M, y de los electrones apareados del metal, ligandos y iones del compuesto.
χM = χ’M + χM (capas internas) + χM(ligandos) + χM(iones) (5)
La suma de las susceptibilidades de los electrones apareados del metal, ligandos e iones se denomina como χdia
Si loscompuestos siguen la ley de Curie, la susceptibilidad de los electrones desapareados depende con la temperatura, siguiendo esta expresión:
χ’M = C/T (6)
Donde C es la constante de Curie. Y a partir de esta expresión se puede determinar el momento magnético efectivo, calculado como:
(7)
Donde es la constante de Boltzmann, es el magnetón de Bohr, N es el número de Avogadro y T es la temperatura...