Phức chất cacbonyl PHÖÙC CACBONYL PHỨC CACBONYL Nhóm sinh viên thực hiện Bùi Ngọc Sơn Lê Mai Thủy Nguyễn Thị Cúc Nguyễn Thị Thu Hiền Phạm Thị Năm Phạm Thị Minh Thảo Tưởng Hồng Nhung Nguyễn Thị Hồng Hạ[.]
PHỨC CACBONYL PHỨC CACBONYL Nhóm sinh viên thực • • • • • • • • • • • Bùi Ngọc Sơn Lê Mai Thủy Nguyễn Thị Cúc Nguyễn Thị Thu Hiền Phạm Thị Năm Phạm Thị Minh Thảo Tưởng Hồng Nhung Nguyễn Thị Hồng Hạnh Phạm Thị Duyên Nguyễn Thị Kim Tuyết Đỗ Thị Lê Tổng quan • • • • • • • • 1.Định nghĩa 2.Phân loại phức chất 3.Điều chế 4.Tính chất vật lý 5.Bản chất liên kết 6.Một số ví dụ 7.Tính chất hóa học 8.Ứng dụng 1.Định nghĩa •Các kim loại chuyển tiếp tạo với phân tử CO thành loại hợp chất gọi Cacbonyl kim loại chuyển tiếp M(CO)n •VD: Ni(CO)4, Fe(CO)5, Cr(CO)6, … •Hợp chất loại điều chế Ni(CO)4 chất điều chế cách dẫn khí CO qua Ni dạng phân tán Chức phân tử CO phức cacbonyl kim loại • tạo cấu trúc thẳng với kim loại M – C – O; • đóng vai trị cầu nối xeton, liên kết với hai ngun tử kim loại, ví dụ • Co2(CO)8, Mn2(CO)10, Fe2(CO)9 • đóng vai trị cầu nối liên kết ba nguyên tử kim loại, ví dụ Rh6(CO)12 Nhóm CO cầu nối kiểu thường gặp 2.Phân loại phức chất • Sau nhà hóa học Pháp Mond tìm hợp chất Ni(CO)4 năm 1890, hóa học hợp chất cacbonyl kim loại phát triển mạnh mẽ Người ta điều chế nhiều cacbonyl bền kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm V - VIII hệ thống tuần hoàn dẫn xuất chúng: a) Các cacbonyl đơn nhân: Cr(CO)6, Fe(CO)5,Ni(CO)4,… Trong thành phần phân tử chúng chứa nguyên tử kim loại b) Các cacbonyl nhiều nhân: chứa hai nhiều hai nguyên tử kim loại: Mn2(CO)10, Fe2(CO)9… c) Các cacbonyl hỗn hợp: Trong thành phần phân tử chúng ngồi phân tử CO cịn chứa phối tử khác – Cacbonyl hiđrua: HMn(CO)5, HCo(CO)4, – Cacbonyl halogenua: Mn(CO)5Cl, [Pt(CO)Cl2 ]2… – Cacbonyl hỗn hợp khác: PtCO(PPh 3)3… 3.Điều chế phức chất • Có thể điều chế cacbonyl kim loại nhiều cách: Kết hợp trực tiếp:xMe + yCO → Mex(CO)y • Tổng hợp áp suất cao: • Ví dụ dùng Cu phản ứng: • 2CoS + 8CO + 4Cu → [Co(CO)4]2 + 2Cu2S • hoặc:2CoI2 + 8CO + 4Cu → [Co(CO)4]2 + 4CuI • Đơi người ta điều chế cacbonyl phản ứng khử cacbonyl khác dễ điều chế, • ví dụ Bản thân CO chất khử tốt, đơi vừa đóng vai trị chất khử, vừa đóng vai trị phối tử: • Sử dụng phản ứng dị phân • Dựa vào phản ứng oxi hóa khử 4.Tính chất vật lý • Đơn nhân:là chất kỵ nước dễ bay hơi,ít nhiều tan chất lỏng khơng cực • Phổ hấp thụ đại đa số phức chất nguyên tố d gây nên chuyển dời e từ obitan d có lượng thấp đến obitan d có lượng cao (sự chuyển dời dd).Và phức chất cacbonyl kim loại vậy.Điều nói rõ thuyết trường tinh thể:có tách mưc lượng d-d a) Sự tạo thành liên kết s M ← C cặp electron tự nguyên tử C; b) Sự tạo thành liên kết p M → C (không đưa obitan lại phân tử CO) * Do tạo thành kiểu liên kết mà e kim loại chuyển sang obitan * CO,làm cho phân tử CO có điện tích âm tính bazơ khả cho obitan nguyên tử C tăng lên * Đồng thời xảy chuyển e CO sang obitan kim loại, làm giảm điện tích âm phối tử làm tăng khả nhận obitan Như tạo thành liên kết làm bền liên kết ngược lại,làm cho liên kết M-C trở nên bền 6.Một số ví dụ: Bản chất liên kết theo thuyết VB:sự tạo thành liên kết cho nhận cặp e tự CO opitan lai hóa trống phối tử Cấu trúc phân tử [Mn2(CO)10] Cấu trúc Fe(CO)5(hình a), Fe2(CO)9( hình b), Fe3(CO)12 (hình c) Theo thuyết trường tinh thể: lk phức chất hình thành tương tác tĩnh điện ion trung tâm phối tử.chỉ ý đến ion trung tâm,phối tử coi diện tích điểm VD: Ti(CO)42+ Eg T2g E p* s* np * d ns d lớn d (n-1)d d Co3+ p [Co(CO)6]3+ s CO E d *d * *d * d d lk Giản đồ lượng MO với phối tử CO d phức chất Trong phân tử CO có opitan Π* trống nên có tạo thành liên kết cho ngược Πd(M) đến Π* trng ca CO Tính chất hoá học Phản ứng phức Cacbonyl ã Phản ứng nhóm CO Fe(CO)5 + (C6H5)3P (C6H5)3PFe(CO)4 + CO ph¶n øng thÕ cã thĨ xảy hoạt hoá nhiệt (hv) Cr(CO)6 CO + Cr(CO)5 + L Cr(CO)5L ã Phản ứng tạo thành anion cacbonylat: Fe(CO)5 + 3NaOH Na[HFe(CO)4] + Na2CO3 + H2O ã Phản ứng với dd kiềm bazơ Lewis: Fe2(CO)9 + 4OH- [Fe2(CO)8]2- + CO32- + 2H2O 3Ni(CO)4 + 3Phen [Ni(Phen)3]2+[Ni(CO)6]2- + 6CO • Phản ứng tạo hợp chất có liên kết kim loại-kim loại Co(CO)4- + BrMn(CO)5 (OC)4CoMn(CO)5 + Br- Phản ứng nhóm Cacbonyl *Phản ứng tạo Cacbonyl hidrua: Mn2(CO)10 + H2 2HMn(CO)5 (200atm,2000C) -các Cacbonyl hidrua kết hợp với phân tử thuốc thử C5H5Mo(CO)3H + CCl4 CHCl3 + C5H5Mo(CO)3Cl -các Cacbonyl hidrua có khả kết hợp vào liên kết bội tạo hợp chất chứa liên kết kim loạicacbon HMn(CO)5+F3C-C C-CF3 F3C-CH=C-CF3Mn(CO)5 ứng dụng • Nhiều hợp chất Cacbonyl có ý nghĩa quan trọng công nghệ phản ứng xúc tác Fe(CO)5 Ni(CO)4 chất lỏng độc ,hơi chúng tạo với khơng khí hỗn hợp nổ, Ni(CO)4 dễ phân hủy cho Ni nguyên chất Ni + 4CO (50°C) → Ni(CO)4 (230°C) → Ni + 4CO ... loại b) Các cacbonyl nhiều nhân: chứa hai nhiều hai nguyên tử kim loại: Mn2(CO)10, Fe2(CO)9… c) Các cacbonyl hỗn hợp: Trong thành phần phân tử chúng phân tử CO chứa phối tử khác – Cacbonyl hiđrua:... phân tử thuốc thư C5H5Mo(CO)3H + CCl4 CHCl3 + C5H5Mo(CO)3Cl -c¸c Cacbonyl hidrua có khả kết hợp vào liên kết bội tạo hợp chất chứa liên kết kim loạicacbon HMn(CO)5+F3C-C C-CF3 F3C-CH=C-CF3Mn(CO)5... liên kết kim loại-kim loại Co(CO) 4- + BrMn(CO)5 (OC)4CoMn(CO)5 + Br- Ph¶n øng cđa nhãm Cacbonyl *Ph¶n øng t¹o Cacbonyl hidrua: Mn2(CO)10 + H2 2HMn(CO)5 (200atm,2000C) -các Cacbonyl hidrua