Nguyên tố chuyển tiếp

HÓA HỌC CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP • ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO - Đó nguyên tố d: (n - 1)dxns1,2 - Trong chu kỳ (≥4) có 10 ngtố d, họp thành họ ngtố d Trong phân nhóm phụ (B), có ngtố - Cấu hình e hóa trị ngtố d: Nhóm III IV V VI Công thức e (n-1)d1ns2 (n-1)d2s2 (n1)d3ns2 (n1)d5ns1 VII VIII I II (n-1)d5ns2 (n-1)d6,7,8ns2 (n1)d10ns1 (n1)d10ns2 - Các cơng thức e hồn tồn với CK IV VỊ TRÍ CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Đặc tính chung • Lớp n có – e  dễ nhường e ns tạo cation  ngtố d KL • Lớp (n – 1) thường chưa bão hoà, E(n – 1)d ≈ Ens  (n – 1)d có khả trở thành hóa trị cho e hết  ngtố d có nhiều số OXH (+) cách đơn vị:  Số OXH (+) = +2 (riêng phân nhóm IB +1)  Số OXH (+) max = STT nhóm • Ngoại lệ:  phân nhóm IB: số OXH (+) max > STT nhóm  phân nhóm IIB IIIB có số OXH (+) = STT nhóm  phân nhóm VIIIB biết vài ngtố có số OXH (+) max = STT nhóm 2 Đặc tính chung • Các ngtố d số OXH (+) thấp thể tính KL (≈ KL s, p có số OXH), số OXH cao (≥ +4) thể tính phi kim (≈ phi kim nhóm) Đó tương tự tổng số e hóa trị đặc điểm LK hợp chất • Trạng thái oxy hóa cực đại bền nhất, tùy nhóm mà có trạng thái đặc trưng khác – VD: Cr (+6, +3), Mn (+7, +2, +4) • Các hợp chất trạng thái oxy hóa thấp liên kết có chất ion, hợp chất có số oxy hóa cao lại có tính trị Ví dụ: TaCl3 TiCl3 cộng hóaVF Chất rắn, phân hủy 7000C Rắn, tnc=8000C Chất rắn, tnc cao TiCl4 VF5 TaCl5 Chất lỏng ts = 1360C Loûng, ts=1110C tnc =2110C ts = 2420C • Trạng thái oxy hóa thấp: Các hợp chất nguyên tố chuyển tiếp có tính base (có khả cho ñi e) – VD: CrO, Cr(OH)2, MnO, Mn(OH)2+acid  muối • Trạng thái oxy hóa cao có tính acid – VD: CrO3, H2CrO4, Mn2O7, HMnO4 +kiềm  muối • Các hợp chất kim loại chuyển tiếp (đặc biệt trạng thái oxy hóa dương thấp) có màu, tượng tách mức lượng (trong phần lý thuyết trường tinh thể) Vanadium kim loại hợp chất dung dịch: V2+, V3+, VO2+, and VO2+, từ trái sang phải 3 Quy luật biến đổi tính chất • Các ngtố dãy 3d khác nhiều so với dãy cịn lại (vì AO 3d có tính đối xứng khác hẳn với AO s, p trước đó) Do “co d” nên giống theo hàng ngang lớn • Do có nhiều  , ngtố d sớm thường có số OXH (+) max = STT nhóm  Ở trạng thái OXH thấp, ngtố d sớm: có tính khử mạnh Trong chu kỳ, độ bền số OXH thấp tăng dần PHỨC CHẤT • Phức chất hợp chất phức tạp nguyên tử hay ion kim loại (chuyển tiếp) liên kết với nhóm nguyên tử hay ion • VD: Fe(CO)5, [Fe(CN)6]4-, [Cu(NH3)4]2+… • Nguyên tử hay ion kim loại trung tâm gọi chất tạo phức • Nhóm phân tử hay ion (CO, NH3, CN-…) gọi phối tử (ligand) • Cầu nội: Là ion phức ngoặc [ ] • Cầu ngoại: Là ion đơn giản bên • VD: [Co(NH3)6]Cl3 • Cầu nội Cầu ngoại • Sự xếp cấu tử xung quanh ion trung tâm gọi phối trí (Coordination) • Số vị trí xếp xung quanh ion khoảng cách gần theo trật tự định gọi số phối trí (Coordination number) • Phân loại phức chất  Phức Cation: Chất tạo phức ion dương, phối tử phân tử trung hòa, VD [Co(NH3)6]Cl3  Phức anion: Ion trung tâm ion dương, phối tử anion, VD Na[BF4], K4[Fe(CN)6]  Phức trung hòa: Chất tạo phức phân tử trung hòa, phối tử phân tử trung hòa, VD: [Ni(CO)4] • Hoặc chất tạo phức ion dương, phối tử phân tử trung hòa ion âm, VD [Co(NH3)3Cl3] SỐ PHỐI TRÍ • Số phối trí – Có hai dạng hình học có: • Thẳng góc (D∞h) • Gấp khúc (C2v) – Thông thường với nguyên tố hóa trị O Pu O O H H • Số phối trí – Phẳng (D3h) – Chóp (kim tự tháp) (C3v) – Một số có hình chữ T (C2v) • Được biết với nguyên tố trung tâm có hóa trị – Không phổ biến với ion H kim loại N H H H H B H • Số phối trí Các dạng hình học – Tứ diện (Td) – Tetrahedral – Hình vuông (C4h) H H F C H H F Xe F F • Số phối trí – Hai hình chóp tam giác (D3h) – Hình chóp tứ giác (vuông) (C4v) • Có thể tự chuyển dạng qua lại – Dạng hai hình chóp tam giác thường gặp • Thường với cấu tử kim loại pentachloride (Cl5) Cl Cl Cl Cl Cu Cl Cl Cl In Cl Cl Cl • Số phối trí • Là số phối trí thường gặp • Các dạng hình học thường gặp • Bát diện (Oh) • hình chóp tứ giác (D4h) – Có thể bị kéo dài hay nén ngắn theo trục z • chóp tứ giác đáy hình thoi (D2h) – Có thể thay đổi đường chéo • Hình khối mặt tam giác (D3d) • Các dạng chuyển đổi theo hình Phối trí Oh ->D4h Oh ->D2h Oh ->D3d or Các số phối trí cao Phối trí Phối trí Phối trí Kim loại phối tử cứng - mềm • Dựa định nghóa acid Lewis – Phối tử đóng vai trò base, cho cặp e cho ion kim loại • Ion kim loại cứng dễ tương tác với base cứng – Các phối tử cứng N, O, F – Các phối tử mềm P, S, Cl • Độ cứng ligand giảm từ xuống theo nhóm • Kim loại cứng: – Mật độ điện tích dương cao – Bán kính nhỏ – Có lớp vỏ e bão hòa hay bán bão hòa