Cho đến tận thế kỷ XIX thì thuốc súng đen là vật liệu nổ duy nhất mà loại người được biết. Trải qua nhiều năm thì thuốc súng đen được dùng vào mục đích quân sự A là kim loại màu xám, mềm, cho màu đỏ thẫm trong thí nghiệm ngọn lửa đèn đốt. Oxide B của kim loại A là chất rắn trắng, có thể được tìm thấy trong thành phần cement ( xi măng ) Khi đun nóng magnesium kim loại trong khí quyển N2 thì tạo thành một chất bột màu trắng hơi vàng A
100 tập hóa nguyên tố dành cho học sinh phổ thông chuyên Quyển sách …………………………………… ………… Trên tay bạn sách TOP100 - tài liệu dành riêng cho học sinh tham gia kì thi Olympiad, đặc biệt HSG Quốc gia THPT Mỗi sách thuộc TOP100 gồm khoảng 100 tập chọn lọc theo chủ đề lớn, thường gặp thi Olympiad, ví dụ Hóa nguyên tố, Nhiệt động học, Động hóa học, Tổng hợp Hữu cơ, … Quyển sách “100 tập hóa nguyên tố” chọn lọc tập mẻ thú vị, với nội dung xoay quanh việc khám phá tính chất hợp chất vơ Các tập chia thành ba phần lớn: - Phần thứ chủ yếu gồm tập liên quan đến việc biện luận theo tính chất nguyên tố hợp chất Phần thứ hai phức tạp hơn, đòi hỏi độc giả cần biết kết hợp tư linh hoạt với kĩ tính toán Phần cuối tập dài khó, chọn từ đề thi Olympiad thức Các học sinh THCS bạn giai đoạn đầu làm quen với kiến thức chuyên tự làm nhiều câu hỏi sách Tuy nhiên, bạn chuẩn bị cho khối lượng kiến thức bản, việc tự học với sách phát huy hiệu tối đa Chúc bạn tìm thấy nhiều niềm vui hành trình chinh phục kiến thức! Ban biên tập Tạp chí Olympiad Hóa học KEM i Danh mục tập Biện luận theo tính chất vận dụng tính tốn đơn giản Bảng tuần hồn ngun tố Mơ hình bóng-và-que Thuốc súng đen Thí nghiệm tổng hợp Hợp chất kim loại màu xám 11 Calcium hóa trị 13 Thành phần duraluminium 15 Nhận biết hóa chất 17 Khí dễ bắt cháy 19 Hợp chất boron 21 10 Bột tinh thể trắng 26 11 Hai nguyên tố liền kề 27 12 Khí đầm lầy 29 14 Các dung dịch thí nghiệm 32 15 Chất lỏng bất thường 34 16.Sơ đồ chuyển hóa 36 17 Hợp chất nitrogen 38 18 Một loại thuốc gây kích thích 40 19 Hợp chất nitrogen hydrogen 42 20 Nitrogen trifluoride 44 21 Hợp chất nitrogen 46 22 Chuyển hóa vơ 50 23 Chất khí mùi hăng 54 24 Diêm 57 25 Sự sống Kim 59 26 Một nhóm hợp chất thú vị 61 27 Các đơn chất rắn 63 28 Hợp chất arsenic 65 29 Khơng khí – Thuở ban đầu súp khổng lồ! 67 30 Sơ đồ chuyển hóa 70 31 Sulfate 72 32 Sơ đồ phản ứng 74 33 Các perfluoroalkane 76 34 Chất nhạy sáng 78 35 Những bình giống hệt 80 36 Phản ứng hợp chất kim loại chuyển tiếp 82 37 Xác định kim loại 83 38 Chuẩn độ 85 39 Một loạt thí nghiệm 87 40 Hợp chất chromium 89 41 Xác định hợp chất vô 91 43 Tinh thể tím thẫm 93 44 Hợp chất cobalt 95 45 Tổng hợp thuốc chống ung thư 97 46 Phức chất platinum 99 47 Sơ đồ chuyển hóa 102 Tính tốn để xác định hợp chất vơ 104 Ba hợp chất 104 Phân tích kim loại 106 Những điện Kremlin 107 Oxide kim loại 109 Hợp chất chứa nitrogen hydrogen 111 Hydrate 112 Muối tan 113 Nung barium hydroxide 116 Chất khí khơng màu 118 10 Phân tích nhiệt trọng 120 11 Phân tích nhiệt lượng 122 12 Sự hấp phụ hydrogen 124 13 Hợp chất lưỡng nguyên tố 129 14 Hợp chất calcium boron 131 15 Hợp chất lưỡng nguyên tố 134 16 Dự đốn vơ 137 17 Sơ đồ chuyển hóa 139 18 Hỗn hợp khí 141 19 Hợp chất chì 143 20 Nhiệt phân muối 146 21 Xác định hợp chất vô 148 22 Hợp chất phosphorus 151 23 Từ bột màu vàng đến chất khác 155 24 Xác định hợp chất vô 158 25 Acid halide 160 26 Điều chế hợp chất tellurium 163 27 Chuyển hóa hợp chất vơ 165 28 Hợp chất nguyên tố nhóm 16 168 29 Xác định hợp chất ba nguyên tố 171 30 Các hợp chất halogen 173 31 Một chất dễ cháy 177 32 Chuyển hóa vơ 179 33 Xác định hợp chất vô 181 34 Điều chế tinh thể hydrate hóa 184 35 Khoáng pyrite 186 36 Nhiệt phân hydroxide 188 37 Tinh thể ngậm nước 191 38 Khoáng chất 193 39 Phức chất 196 40 Bạc hay Vàng ếch! 199 41 Hợp chất thủy ngân 202 42 Cái chết từ xa 203 43 Xác định hợp chất vô 206 44 Sơ đồ chuyển hóa 208 45 Xác định hợp chất vô 210 46 Một thí nghiệm vơ đơn giản 213 47 Sơ đồ chuyển hóa 215 48 Hợp chất đồng 218 49 Thuốc chuột 221 50 Kim loại Ford 223 Tổng hợp kiến thức 226 Hydride kim loại 226 Xác định hợp chất vô 230 Sự phân hủy muối 233 Các tinh thể không màu 237 Các hợp chất lưỡng nguyên tố 240 Chuyển hóa vơ 243 Hợp chất chứa nitrogen 250 Từ chất bột đen khám phá iodine 253 Phức kim loại chuyển tiếp 259 10 Muối Zeise 267 Bảng tuần hoàn nguyên tố 18 Số hiệu nguyên tử H 1.008 Li 6.94 Be 9.01 Kí hiệu 13 14 15 16 17 Khối lượng nguyên tử 11 12 Na Mg 22.99 24.31 He 4.003 10 B C N O F Ne 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Al Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.06 35.45 39.95 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.63 74.92 78.97 79.90 83.80 37 38 39 40 41 42 Rb Sr Y Zr Nb Mo 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.95 43 Tc - 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 Cs Ba 57-71 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi 132.9 137.3 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 87 Fr - 88 Ra - 89103 104 Rf - 105 Db - 106 Sg - 107 Bh - 57 58 59 60 La Ce Pr Nd 138.9 140.1 140.9 144.2 89 Ac - 90 91 92 Th Pa U 232.0 231.0 238.0 108 Hs - 61 Pm 93 Np - 109 Mt - 110 Ds - 111 Rg - 112 Cn - 113 Nh - 114 Fl - 115 Mc - 84 Po - 85 At - 86 Rn - 116 Lv - 117 Ts - 118 Og - 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0 94 Pu - 95 Am - 96 Cm - 97 Bk - 98 Cf - 99 Es - 100 Fm - 101 Md - 102 No - 103 Lr - Chương Biện luận theo tính chất vận dụng tính tốn đơn giản Mơ hình bóng-và-que Dưới sơ đồ phương trình phản ứng mà phân tử biểu diễn dạng mơ hình bóng-và-que, với bóng màu trắng, xám đen đại diện cho nguyên tử ba nguyên tố khác a) Cho biết ba nguyên tố phi kim phổ biến Hãy cho biết nguyên tố đại diện cho bóng màu trắng, xám đen? b) Viết lại phương trình phản ứng dạng thơng thường Hướng dẫn a) Bóng trắng: nitrogen (N); bóng đen: hydrogen (H); bóng xám: oxygen (O) b) Phương trình phản ứng: N2H4 + O2 → N2 + 2H2O N2 + O2 → 2NO2 NO + O2 → 2NO2 N2O4 N2O4 + H2O → HNO2 + HNO3 Thuốc súng đen Cho đến tận kỷ XIX thuốc súng đen vật liệu nổ mà loài người biết Trải qua nhiều năm thuốc súng đen dùng vào mục đích qn Ngày chủ yếu sử dụng kỹ thuật biểu diễn tín hiệu (tín hiệu tên lửa, pháo hoa) làm đầu đạn cho súng ngắn thể thao Thành phần thuốc súng đen khác chứa thành phần bản: diêm tiêu (potassium nitrate), lưu huỳnh than Tiến hành phân tích hóa học thuốc súng đen cho kết 75% diêm tiêu, 13% carbon 12% lưu huỳnh khối lượng a) Viết phản ứng thể cháy thuốc súng đen với thành phần Cho biết vai trò loại nguyên liệu b) Nếu thành phần nguyên liệu thuốc súng đen có thay đổi thu loại sản phẩm cháy nào? Minh họa phương trình hóa học Hướng dẫn a) Tỉ lệ thành phần nguyên liệu là: KNO3 : C : S = 0.743 : 1.08 : 0.375 : : Điều phù hợp với phản ứng: 2KNO3 + 3C + S → K2S + N2 + 3CO2 Trong đó: KNO3 chất oxi hóa, S chất buộc (chất dính, binder) cịn C ngun liệu (chất khử) b) Các sản phẩm khác có là: KNO2 , SO2 , K2CO3 ; K 2SO3 ; K 2SO4 4KNO3 + 4KNO3 + 2KNO3 + 4KNO3 + C + S → 4KNO2 + CO2 + SO2 2C + 3S → 2K 2CO3 + CO2 + N2 C + S → K 2SO4 + CO2 + N2 3C + 2S → 2K 2SO3 + 3CO2 + 2N2 Do Ca(NO3)2 lấy dư nên C tác nhân giới hạn Toàn C tiêu thụ D kết tủa, hỗn hợp E Ca(NO3)2 dư KNO3 tạo thành Sử dụng định luật bảo tồn khối lượng, tính khối lượng hỗn hợp E: m(các nitrate) = m(A) + m(B) ‒ m(D) = 442.8 + 262.2 ‒ 190 = 515.0 g Có thể viết phản ứng phân hủy hai nitrate: Ca (NO3 )2 → Ca (NO2 )2 + O2 2KNO3 → 2KNO2 + O2 Bây tính số mol O2: PV = n ( O2 ) RT n (O2 ) = PV 101.325 60.48 = = 2.70 mol RT 8.314 273.15 Bây viết phương trình sau cho số mol, giả sử khối lượng A x g khối lượng B (515 – x) g x 515 − x + = 2.70 x = 383.3 g 101 164 Vậy khối lượng A (KNO3) 383.8 g B 131.2 g (Ca(NO3)2) Hàm lượng A B 74.5% 25.5% 3) Chúng ta viết phương trình tạo thành KNO3 sau: Ca (NO3 )2 + K x X → 2KNO3 + CaX2/x ( s ) Chúng ta tìm anion Xx- cách tính khối lượng mol Biết n(KNO3) = 383.8/101 = 3.8 mol, số mol n(CaX2/x) = 1.9 mol Biết khối lượng 190 g, ta tính khối lượng mol CaX2/x: M( CaX ) = m 190 = = 100 g mol−1 n 1.9 Tương ứng với CaCO3 Vậy C: K2CO3 D: CaCO3 Phản ứng B C: Ca (NO3 )2 + K 2CO3 → 2KNO3 + CaCO3 ( s ) 256 4) Phương trình phản ứng: (1) 2HI + H2SO4 → I2 + SO2 + 2H2O ( ) 2Cu + I2 → 2CuI ( 3) 2I− + Cl2 → 2Cl− + I2 ( ) 2NO3− + 6I− + 8H+ → 3I2 + 2NO + 4H2O ( 2NO − + 2I− + 4H+ → I2 + 2NO + 2H2O) (5 ) IO3− + 5I− + 6H+ → 3I2 + 3H2O 5) Giai đoạn Hình ảnh d a e h g c b f i 6) 2Na2S2O3 + I2 → 2NaI + Na2S4O6 2Na2S2O3 + I3− → 2NaI + I− + Na2S4O6 7) CM (Na2S2O3 ) = n (Na2S2O3 ) m (Na2S2O3 ) 14.908 = = = 0.060 mol L−1 V M(Na2S2O3 ) V 248.18 m (I2 ) = M(I2 ) n (I2 ) V1 + V2 CM (Na2S2O3 ) 1000 16.2 + 8.0 0.06 = 254 = 0.184 g 1000 = M(I2 ) 257 8) Với phase hữu cơ: n (Na2S2O3 ) = CM (Na2S2O3 ) V = 0.06 16.20 10−3 = 9.72 10 −4 mol Bây tính số mol iodine phase nước, sử dụng số chiết: n (I2 )org K ex = I2 org Vorg = I2 aq n (I2 )aq = n (I2 )org n (I2 )aq = 15 Vaq n (I2 )aq = n (I2 )org 15 = 0.5 n (Na2S2O3 )org 15 = 0.5 9.72 10−4 = 3.24 10−5 mol 15 Với phase nước: n (I2 )aq + n (I3− ) = n (Na2S2O3 )aq aq n (Na2S2O3 )aq = CM (Na2S2O3 ) V = 0.06 8.00 10−3 = 4.8 10−3 mol 1 n (I2 )aq + n (I3− ) = CM (Na2S2O3 )aq V = 0.06 800 10−3 = 2.4 10−4 mol aq 2 − − n (I3 ) = n (I2 )aq + n (I3 ) aq − n (I2 )aq = 2.4 10−4 − 3.24 10−5 = 2.08 10−4 mol aq Chúng ta tính số mol KI ban đầu Số mol tổng số mol iodide triiodide dung dịch nước: n (I− ) + n (I3− ) = n (KI) = aq aq m 0.1112 g = = 6.7 10−4 mol −1 M 166 g mol n (I− ) = n (KI) − n (I3− ) = 6.7 10−4 − 2.08 10−4 = 4.62 10−4 mol aq aq Hằng số cân là: 2.08 10−4 I 0.05 K eq = − = = 695 I I2 4.62 10−4 3.24 10−5 0.05 0.05 − 258 Phức kim loại chuyển tiếp Alfred Werner dùng kỹ thuật “đếm số đồng phân” để suy dạng cấu trúc phức kim loại có số phối trí 6, dẫn đến ba dạng cấu trúc sau: X Y Z Trong hình vẽ cấu trúc trên, trịn trắng đại diện cho ngun tử trung tâm, trịn đen đại diện cho ligand (cấu tử) X có cấu trúc lục giác phẳng, Y lăng trụ tam giác, Z bát diện Chỉ ligand phức chất giống nhau, nghĩa công thức phức chất MA6 (A ligand), dạng cấu trúc có đồng phân Khi vài ligand không quang hoạt A thay ligand không quang hoạt khác, dạng cấu trúc xuất đồng phân hình học Đơi có vài đồng phân hình học có hoạt tính quang học, đồng phân hình học tồn dạng cặp đối quang a) Điền vào ô bảng số đồng phân hình học có cho cấu trúc X, Y, Z ligand (đơn nha) A thay ligand B, ligand hai đối xứng, kí hiệu C–C Lưu ý ligand hai C–C thay vào vị trí kế cận nhau, nghĩa vào vị trí có nối với đường kẻ liền nét đứt nét cấu trúc X, Y, Z Trong trường hợp, sau điền số đồng phân hình học vào xác định, đồng phân hình học tồn dạng cặp đối quang đánh thêm dấu (*) vào bên cạnh số đồng phân hình học Nếu có hai đồng phân hình học có hai cặp đối quang thêm hai dấu sao, v.v… Ví dụ, cho cấu trúc có năm đồng phân hình học, ba số có cặp đối quang, ghi 5*** 259 Số đồng phân hình học dự đoán MA6 Lục giác phẳng X Lăng trụ tam giác Y Bát diện Z 1 MA5B MA4B2 MA3B3 MA4(C─C) MA2(C─C)2 M(C─C)3 b) Thực tế chưa có phức chất biết dạng lục giác phẳng X Nhưng cấu trúc lăng trụ tam giác Y bát diện Z biết đến Trong phức chất này, orbital d nguyên tử kim loại bị tách thành mức lượng khác tùy thuộc vào dạng hình học phức chất Dưới sơ đồ tách mức lượng orbital d phức chất lăng trụ tam giác phức chất bát diện Độ phân tách lượng ∆E, ∆E’ ∆E’’ thay đổi theo phức chất 260 Trong sơ đồ tách mức lượng sau, viết tên orbital d tương ứng với mức lượng c) Cả hai phức chất [Mn(H2O)6]2+ [Mn(CN)6]2– có cấu trúc bát diện Biết rằng, hai phức chất có moment từ 5.9 BM, chất cịn lại có moment từ 3.8 BM, thí sinh phải tự xác định giá trị moment từ chất Hãy điền electron hai phức chất vào giản đồ d) Moment từ đo hai phức chất A B cho 1.9 BM, moment từ phức chất cịn lại 2.7 BM, thí sinh phải tự xác định giá trị moment từ chất Vẽ giản đồ tách mức lượng với xếp electron hai phức chất 261 e) Phức chất bát diện phổ biến so với phức chất lăng trụ tam giác Werner cô lập năm hợp chất từ C – G chứa Co(III), Cl, NH3, tất hợp chất có cấu trúc bát diện (Ngồi ra, cịn hợp chất thứ sáu nữa, Werner khơng lập hợp chất đó) Độ dẫn điện mol năm hợp chất Werner cho bảng bên Các giá trị độ dẫn điện ngoại suy đến nồng độ vơ loãng biểu diễn thang đơn vị (tùy ý) Biết G khơng phản ứng với dung dịch AgNO3; hợp chất C, D, E phản ứng theo tỉ lượng khác với dung dịch AgNO3; E F phản ứng theo tỉ lượng với dung dịch AgNO3 Độ dẫn điện mol C D E F G 510 372 249 249 ~0 Hãy đề nghị cấu trúc hợp chất từ C – G f) Werner người tách rời hai dạng đối quang H Hợp chất H có cấu trúc bát diện khơng chứa ngun tử carbon Thành phần hợp chất H gồm cobalt, ammonia, chloride oxygen; oxygen nằm loại nhóm, ba nhóm sau: H2O, HO2– O2– Ion cobalt nằm phối trí bát diện Có thể loại bỏ dễ dàng tất ion chloride hợp chất cách chuẩn độ với dung dịch silver nitrate Cần 22.8 cm3 dung dịch silver nitrate 0.100 M để phản ứng hết với chloride 0.2872 g hợp chất H (không chứa nước kết tinh) Tính phần trăm khối lượng ion chloride hợp chất H H bền acid, bị thủy phân kiềm Đun nóng mẫu 0.7934 g hợp chất H (không chứa nước kết tinh) với dung dịch sodium hydroxide dư, tạo thành cobalt (III) oxide ammonia Ammonia tạo thành chưng cất khỏi hệ phản ứng cho hấp thụ hết vào 50.0 cm3 dung dịch HCl 0.500 M Tiếp theo, cần dùng 24.8 cm3 dung dịch KOH 0.500 M để trung hòa lượng acid HCl dư Hệ nhũ tương lại chứa cobalt (III) oxide làm nguội, thêm vào khoảng g potassium iodide acid hóa dung dịch HCl Để chuẩn độ hết lượng iodine tự tạo thành từ phản ứng trên, cần 21.0 cm3 dung dịch sodium thiosulfate 0.200 M g) Tính phần trăm khối lượng ammonia H h) Viết phương trình biểu diễn phản ứng hóa học cobalt (III) oxide với potassium iodide dung dịch acid 262 i) Tính phần trăm khối lượng cobalt H j) Xác định nhóm chứa oxygen có H Lưu ý viết tính tốn cần thiết k) Xác định cơng thức thực nghiệm H l) Hãy đề nghị cấu trúc cho hợp chất quang hoạt H Hướng dẫn a) Số đồng phân hình học có cho cấu trúc X, Y, Z ligand A thay ligand B, ligand hai đối xứng, kí hiệu C–C Số đồng phân hình học dự đoán Lục giác phẳng X Lăng trụ tam giác Y Bát diện Z MA6 1 MA5B 1 MA4B2 3* MA3B3 3* MA4(C─C) MA2(C─C)2 4* 2* M(C─C)3 1* b) Các orbital d tương ứng với mức lượng sơ đồ tách mức lượng sau: c) Giản đồ phân bố electron hai phức chất Mn(H2O)62+ Mn(CN)62– : 263 d) Giản đồ tách mức lượng với xếp electron hai phức chất A, B sau: e) Từ bảng độ dẫn điện mol chất đề nghị cấu trúc hợp chất từ C – G sau: G có cấu trúc sau: 264 f) Phần trăm khối lượng ion chloride hợp chất H: nCl- = nAg+ = 22.8 10–3 0.1 = 2.28 10–3 (mol) → mCl = 35.45 2.28 10–3 = 8.0826 10–2 (g) → %Cl = 8.0826 10−2 100 = 28.14% 0.2872 g) Tính phần trăm khối lượng ammonia H nNH3 = nHCl − nKOH = 50.0 10–3 0.500 – 24.8 10–3 0.500 = 0.0126 (mol) → mNH3 = 17.034 0.0126 = 0.2146 (g) → %NH3 = 0.2146 100 = 27.05% 0.7934 h) Phương trình phản ứng Co2O3 với KI môi trường acid: Co2O3 + 2I– + 6H+ → 2Co2+ + I2 + 3H2O i) Tính phần trăm khối lượng cobalt H: Phản ứng chuẩn độ I2: I2 + 2S2O32– → 2I– + S4O62– nCo2+ = 2nI2 = nS O2− = 21.0 10–3 0.2 = 4.2 10–3 (mol) → mCo = 58.93 4.2 10–3 = 0.2475 (g) → %Co = 0.2475 100 = 31.2% 0.7934 j) Theo đề thành phần hợp chất H gồm Co, NH3, Cl O Như từ % Cl, Co %NH3 xác định trên, ta có: %O = 100% – 28.14% – 27.05% – 31.2% = 13.61% → số mol O số mol Cl có 0.7934 gam chất H là: 265 nO = 0.7934 0.1361 = 6.75 10–3 (mol) 16 nCl = 0.7934 2.28 10–3 6.30 10–3 (mol) nO 0.2872 Như tỷ lệ số mol Co : NH3 : Cl : O = 0.0042 : 0.0126 : 0.0063 : 0.00675 = : : : Để xác định oxygen thuộc nhóm OH–, H2O O2–, dựa vào bảo toàn điện tích hợp chất H gồm Co(III), NH3, Cl O: 2·(3) + 6·(0) + 3·(–1) = Vì cần điện tích âm oxygen để cân bằng, nghĩa oxygen phải thuộc nhóm OH– k) Công thức thực nghiệm H: Co2N6H21O3Cl3 l) Đề nghị cấu trúc cho hợp chất quang hoạt H sau: 266 10 Muối Zeise Muối Zeise, K[PtCl3C2H4], số hợp chất kim công bố Giáo sư W C Zeise trường đại học Copenhagen điều chế hợp chất vào năm 1827 cách cho PtCl4 phản ứng với ethanol sơi sau thêm potassium chloride (phương pháp 1) Hợp chất điều chế cách đun hồi lưu hỗn hợp K2[PtCl6] với ethanol (phương pháp 2) Muối Zeise thương mại thường điều chế từ K2[PtCl4] ethylene (phương pháp 3) 1a Viết cân phương trình phản ứng tạo thành muối Zeise theo ba phương pháp trên, biết phương pháp hình thành mol muối Zeise sử dụng hết mol ethanol 1b Phổ khối lượng anion [PtCl3C2H4]– cho thấy peak có số khối lượng từ 325 đến 337 với cường độ khác Tính khối lượng mảnh anion bao gồm đồng vị tự nhiên có hàm lượng lớn (sử dụng số liệu cho đây) 192 78 Pt 194 78 Pt 195 78 Pt 196 78 Pt 198 78 Pt 35 17 Cl 37 17 Cl 12 C 13 C 1 H Đồng vị Hàm lượng tự nhiên, % 0.8 32.9 33.8 25.3 7.2 75.8 24.2 98.9 1.1 99.99 Một số cấu trúc ban đầu anion muối Zeise đề xuất là: Trong cấu trúc Z1, Z2 Z5 hai carbon nằm mặt phẳng với hình vng nét đứt (Có thể giả thiết cấu trúc cố định) 267 2a Từ phổ NMR cấu trúc muối Zeise cấu trúc Z4 Đối với cấu trúc từ Z1–Z5, ghi vào bảng số môi trường khác nguyên tử carbon nguyên tử hydrogen Cấu trúc Số môi trường khác hydrogen Số môi trường khác carbon Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Đối với phản ứng phức platinum(II) vng phẳng, phối tử xếp theo thứ tự xu hướng tạo điều kiện thay vị trí trans so với (hiệu ứng trans) Thứ tự phối tử là: CO, CN–, C2H4 > PR3, H– > CH3–, C6H5–, I–, SCN– > Br– > Cl– > Py > NH3 > OH–, H2O Trong dãy phối tử bên trái có hiệu ứng trans mạnh phối tử bên phải Một số phản ứng muối Zeise phức [Pt2Cl4(C2H4)2] cho đây: 3a Hãy vẽ cấu trúc A, cho phân tử phức có tâm đối xứng, khơng có liên kết Pt–Pt khơng có cầu nối alkene 3b Vẽ cấu trúc B, C, D, E, F G 3c Hãy đề nghị (các) động lực hình thành D F cách chọn nhiều câu sau (ví dụ i ii): i) Sự hình thành khí ii) Sự hình thành chất lỏng 268 iii) Hiệu ứng trans iv) Hiệu ứng vòng (chelate) Cấu trúc D F (các) Động lực Hướng dẫn 1a PtCl4 + C2H5OH → H[PtCl3C2H4] + CH3CH = O + HCl + H2O H[PtCl3C2H4] + KCl → K[PtCl3C2H4] + HCl K2[PtCl6] + C2H5OH → K[PtCl3C2H4] + CH3CH = O + KCl + HCl + H2O K2[PtCl4] + C2H4 → K[PtCl3C2H4] + KCl 1b 195 + 3×35 + 2×12 + 4×1 = 328 Cấu tạo Số môi trường khác quanh hydrogen Số môi trường khác quanh carbon Z1 2 Z2 2 Z3 2 Z4 1 Z5 3a Cấu tạo A 269 3b Cấu tạo B, C, D, E, F G B C D E F G 3c Cấu tạo D F Động lực i 270 iii iv