¿Qué es el momento magnético de espín?
El momento magnético de espín (en inglés, spin-only) es un valor que se utiliza en química inorgánica y de coordinación para estimar el comportamiento magnético de los iones de metales de transición y sus complejos. Depende únicamente del número de electrones desapareados (n) presentes en la especie y no tiene en cuenta la contribución del momento angular orbital. El resultado se expresa en magnetones de Bohr (μB), la unidad natural del momento magnético.
Cómo usar esta calculadora
Introduce el número de electrones desapareados (n) de tu ion o complejo. La calculadora te devuelve al instante el momento magnético de espín previsto. Para hallar n, deduce la configuración de los electrones d y distribúyelos en el diagrama de desdoblamiento del campo cristalino correspondiente (alto espín o bajo espín); después, cuenta los orbitales ocupados por un solo electrón.
La fórmula explicada
La fórmula de espín es $$\mu = \sqrt{\text{n}\left(\text{n} + 2\right)}\ \text{BM}$$ Procede de la expresión general \(\mu = \sqrt{4S(S+1)}\), donde \(S\) es el número cuántico de espín total y \(S = n/2\). Al sustituir se obtiene la forma compacta en función de \(n\). Como ignora las contribuciones orbitales, funciona mejor para los metales de transición de la primera serie, en los que el momento angular orbital está prácticamente «apagado» (cancelado).
Ejemplo resuelto
Tomemos un ion Fe3+ de alto espín (d5) con 5 electrones desapareados. $$\mu = \sqrt{5 \times (5 + 2)} = \sqrt{35} \approx 5{,}92\ \mu_\text{B}$$ Este valor coincide con los datos experimentales habituales de muchos complejos de hierro(III) de alto espín.
Preguntas frecuentes
¿Por qué mi valor calculado difiere del experimental? La fórmula de espín no tiene en cuenta el momento angular orbital ni el acoplamiento espín-órbita, de modo que los valores medidos —sobre todo en metales de la segunda y tercera serie— pueden desviarse.
¿Qué es un magnetón de Bohr? Es una constante física (\(\approx 9{,}274 \times 10^{-24}\ \text{J/T}\)) que se emplea como unidad de momento magnético a escala atómica.
¿Cómo sé cuál es el valor de n para un complejo dado? Determina el estado de oxidación del metal, su número de electrones d y si el campo de los ligandos es fuerte (bajo espín) o débil (alto espín); a continuación, cuenta los electrones desapareados.
