Về kiến thức: - Biết được khái niệm về phức chất, thành phần phức chất - Biết gọi tên và các loại đồng phân của phức chất - Biết các thuyết giải thích cấu tạo và tính chất của phức chất
Trang 1
CHUYÊN ĐỀ: PHỨC CHẤT
-THPT Chuyên Hà
Giang -A Mục tiêu:
1 Về kiến thức:
- Biết được khái niệm về phức chất, thành phần phức chất
- Biết gọi tên và các loại đồng phân của phức chất
- Biết các thuyết giải thích cấu tạo và tính chất của phức chất
- Vai trò của phức chất trong thực tiễn đời sống
2 Kĩ năng:
- Vận dụng kiến thưc làm các bài tập về phức chất như: danh pháp, giải thích cấu tạo, tính chất vật lí và hoá học của phức chất
B Tài liệu tham khảo:
1 Hoá học phức chất F.B.Glixina - N.G Kliutnicov
2 Hoá học vô cơ tập III Hoàng Nhâm (trang 3 - 46)
3 Hoá học đại cương 1 Cấu tạo chất Trần Thành Huế (397-422)
4 Hoá học phân tích Câu hỏi và bài tập Nguyễn Tinh Dung, Đào Thị Phương Diệp (167-177)
5 Bài tập hoá học phân tích Nguyễn Tinh Dung
C Tìm hiểu đại cương về phức chất:
I KHÁI NIỆM:
1 Khái niệm:
* Phức chất: là hợp chất phức tạp được tạo thành từ ion phức và ion trái dấu (hoặc các phân tử
trung hoà)
* Ion phức: thường được hình thành bởi cation kim loại (thường là các ion kim loại chuyển
tiếp) liên kết với các ion trái dấu hoặc phân tử có cực Trong phức chất ion phức được đặt trong dấu []
Vd: [Ag(NH3)2]Cl; ion phức là [Ag(NH3)2]+
2 Thành phần:
* Cầu nội: là ion phức được tạo bởi:
+ Ion (nguyên tử) trung tâm: là ion kim loại tạo phức
+ Phối tử: các ion trái dấu và phân tử phân cực liên kết trực tiếp với ion trung tâm
+ Số phối trí: số lượng phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm
* Cầu ngoại: là phần ion trái dấu liên kết với ion phức:
Vd: phức chất [Ag(NH3)2]Cl có
cầu nội: [Ag(NH3)2]+
ion trung tâm là: Ag+
phối tử là: NH3
số phối trí của Ag+ là: 2
cầu ngoại: Cl
-II DANH PHÁP:
* số phối tử:
- Phối tử 1 càng dung tiếp đầu ngữ: đi, tri, tetra; penta, hexa…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6…
- Phối tử nhiều càng dung tiếp đầu ngữ: bis; tris; tetrakis; pentakis; hexakis…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6…
* Tên phối tử:
- Nếu phối tử là anion: tên anion + “o”
Trang 2
- Nếu phối tử là phân tử trung hoà: tên của phân tử đó:
C2H4: etylen; C5H5N: pyriđin; CH3NH2: metylamin…
- Một số phân tử trung hoà có tên riêng:
H2O: aqua; NH3: ammin; CO: cacbonyl; NO: nitrozyl
Chú ý: tên phối tử trong phức: gọi tên theo trình tự chữ cái của anion rồi đến phối tử trung hoà.
1 Cation phức: phức chất với cầu nội là ion dương:
Số phối trí + tên phối tử + tên ion trung tâm (hoá trị) + tên cầu ngoại
Vd: [Ag(NH3)2]Cl: điamminbạc(I) clorua
[Cu(NH2CH2CH2NH2)2]SO4: bisetylenđiamin đồng (II) sunfat
[Co(H2O)5Cl]Cl2: cloropentaaquacoban(III) clorua
2 Anion phức: phức chất với cầu nội là anion:
Tên cầu ngoại + số phối tử + tên phối tử + tên ion trung tâm“at” (hoá trị)
(tên latinh)
K3[Fe(CN)6]: Kali hexaxianoferat (III)
Na[Al(OH)4]: Natri tetrahiđroxoaluminat (III)
3 Phức trung hoà:
Gọi tương tự như cation phức nhưng tên ion trung tâm thì gọi theo tên latinh:
[Pt(NH3)2Cl2] điclođiamminplatin (II)
[Co(H2O)4Cl2] điclotetraaquacobant (II)
III ĐỒNG PHÂN:
1 Đồng phân hiđrat hóa: là những chất có cùng thành phần nhưng khác nhau về chức năng
(đặc điểm liên kết) của các phân tử nước trong thành phần của phức chất
Vd: [Cr(H2O)6]Cl3: xanh hơi tím, tạo kết tủa với AgNO3 theo tỉ lệ số mol 1:3
[Cr(H2O)5Cl]Cl2: màu lục, tạo kết tủa với AgNO3 theo tỉ lệ số mol 1:2
[Cr(H2O)4Cl2]Cl: màu lục, tạo kết tủa với AgNO3 theo tỉ lệ số mol 1:1
2 Metame ion hoá: là những chất có cùng thành phần nhưng trong nước phân li thành các ion
khác
Vd: [Co(NH3)5Br]SO4 [Co(NH3)5Br]2+ + SO4
[Co(NH3)5 SO4]Br [Co(NH3)5SO4]+ + Br
-3 Đồng phân muối: là các chất có cùng thành phần nhưng phối tử của chúng là đồng phân
vô cơ của nhau
Vd: [Co(NH3)5NO2]X: xanto màu vàng, không bị thuỷ phân trong môi trường axit
[Co(NH3)5ONO]X: isoxanto màu nâu tươi, thuỷ phân khi tác dụng với axit gp NO2
4 Đồng phân phối trí: là những chất có cùng khối lượng phân tử nhưng có sự phân bố khác
nhau của các phối tử trong thành phần của các ion phức tạo nên phân tử hợp chất
[Co(NH3)6]Cl3 + K3[Cr(CN)6] 3KCl + [Co(NH3)6] [Cr(CN)6] [Cr(NH3)6]Cl3 + K3[Co(CN)6] 3KCl + [Cr(NH3)6] [Co(CN)6]
5 Đồng phân hình học: là những hợp chất có cùng công thức phân tử nhưng có sự phân bố
khác nhau của các phối tử xung quanh ion trung tâm:
Vd: [Pt(NH3)2Cl2] tồn tại hai đồng phân cis – trans:
-Pt2+
-Pt2+
Cis điclorođiamminplatin (II) Trans điclorođiamminplatin (II)
6 Đồng phân quang học: là những chất có cùng khối lượng phân tử, các phân tử của chúng
không có tâm đối xứng và không có mặt phẳng đối xứng Do đó chúng có khả năng làm quay mặt phẳng phân cực của ánh sang
Trang 3
Vd:
Co
NH3
Cl
Co
NH3 Cl
III GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT:
* Thuyết liên kết hoá trị:
1 Luận điểm:
Liên kết hoá học hình thành trong phức chất được thực hiện bởi sự xen phủ giữa AO chứa cặp
e riêng của phối tử với AO lai hoá trống có định hướng không gian thích hợp của hạt trung tâm
2 Một số trường hợp lai hoá:
Dạng lai hoá Dạng hình học Một số ion trung tâm
sp đường thẳng Ag+; Cu+…
sp3 tứ diện Fe3+; Al3+; Zn2+; Co2+; Ti3+…
dsp2 vuông phẳng Pt2+; Pd2+; Cu2+; Ni2+; Au3+…
d2sp3 hoặc sp3d2 bát diện Cr3+; Co3+; Fe3+; Pt4+; Rh3+…
3 Cường độ của phối tử:
- Các phối tử có tương tác khác nhau đến ion trung tâm, nó ảnh hưởng đến trạng thái lai hoá của ion trung tâm và từ tính của phức Khả năng tương tác của các phối tử được xếp theo trình
tự sau:
I-<Br-<Cl-<SCN-<F-<HO-<C2O42-<H2O<NCS-<Py<NH3<En<Đipy<NO2-<CN-<CO
- Dãy phối tử được gọi là dãy quang phổ hoá học, những phối tử đứng trước có trường yếu hơn phối tử đứng sau Thường những phối tử đứng trước NH3 gây trường yếu, đứng sau NH3 gây trường mạnh
4 Các bước xác định liên kết trong ion phức:
Bước 1: Xác định cấu hình của ion trung tâm
Bước 2: Dựa vào đặc điểm của phối tử (mạnh hay yếu) để xác định lai hoá của ion
trung tâm
Bước 3: Viết giản đồ lai hoá AO của ion trung tâm và sự phân bố e của ion phức
Bước 4: Trên cơ sở cấu hình e của phức, xác định các tính chất của phức theo VB.
- Từ tính: thuận từ có e độc than; nghịch từ e đã ghép đôi
- Quang phổ của phức: màu của phức chất
Vd: [Co(CN)6]
3-Ion Co3+:
CN- là phối tử trường mạnh nên có sự dồn electron Ion Co3+ ở trạng thái lai hoá d2sp3
d 2 sp 3
Dạng hình học của ion phức:
Trang 4
-Co 3+
CN
-CN
-Ion phức không còn electron độc thân nên có tính nghịch từ
Vd 2: [CoF6]
3-Ion Co3+:
F- là phối tử trường yếu không có hiện tượng dồn e Ion Co3+ ở trạng thái lai hóa sp3d2
sp3d2 Dạng hình học của ion phức:
-Co3+
F
-F
-Ion phức còn electron độc thân nên có tính thuận từ
5 Ưu điểm và hạn chế:
- Ưu điểm:
+ Giải thích đơn giản liên kết hình thành và dạng hình học của phức chất
+ Giải thích được từ tính của phức chất
- Nhược điểm:
+ Không giải thích được màu của phức chất
* Thuyết trường tinh thể (phối tử):
1 Luận điểm:
- Liên kết hoá học trong phức chất là lực tương tác tĩnh điện giữa ion trung tâm và phối tử:
- Ion trung tâm (thường là cation kim loại) được nghiên cứu cấu trúc e một cách chi tiết Phối
tử được coi như những điện tích điểm (nếu là anion) hay lưỡng cực điểm (nếu là phân tử trung hoà) tạo nên trường có đối xứng xác định tác dụng lên ion trung tâm
- Các AO d của ion trung tâm ở trạng thái tự do gồm dxy; dxz; dyz; dx2-y2; dz2 có cùng mức năng lượng Tương tác của ion trung tâm với trường tĩnh điện của phối tử làm các AO d giảm bậc suy biến, tách thành các mức có năng lượng khác nhau
- Quy tắc điền e vào các AO d của ion trung tâm cũng giống như quy tắc điền e vào nguyên
tử, xong có chú ý đến năng lượng ghép đôi e và thông số tách mức năng lượng của AO d
a phức bát diện:
- Các AO dz2; dx2-y2 phân bố trên trục z; x; y nên gần phối tử hơn, do đó chịu lực đẩy mạnh hơn nên nó có năng lượng cao hơn (eg) Ba AO dxy; dxz; dyz nằm trên đường phân giác của các trục x; y; z tương ứng ở xa phối tử nên có năng lượng thấp hơn (t2g)
Trang 5
t2g
eg
dz2 dx2-y2
dxy dxz dyz
Vd trường phối tử giải thích [CoF6]3- thuận từ, spin cao
[Co(CN6)]3- nghịch từ, spin thấp
b Phức tứ diện:
- Ngược với trường bát diện các AO dxy; dxz; dyz gần phối tử hơn nên bị đẩy lên mức năng lượng cao, còn AO dz2; dx2-y2 có năng lượng thấp hơn
dxy dxz dyz
dz2 dx2-y2
t2g
eg
Vd: [Cu(NH3)4]SO4
c phức vuông phẳng:
- Hiện tượng phân chia năng lượng của các AO d phức tạp hơn: AO dx2-y2 gần phối tử hơn nên
có năng lượng cao hơn dz2 AO dxy chịu tác dụng trực tiếp nên có năng lượng hơi cao hơn dxz;
dyz
Như vậy phức vuông phẳng là biến dạng của phức bát diện khi hai nhóm thế ở vị trí trans trên trục z bị mất đi Do đó obitan dz2 làm bền hơn nhiều và obitan dxz; dyz được làm bền thêm một ít còn các obitan dx2-y2; dxy kém bền hơn so với phức bát diện
2 Giải thích một số tính chất của phức:
a Thông số tách năng lượng(): là hiệu năng lượng của obitan d “cao” với obitan d “thấp”
- Với phức bát diện: mỗi electron chiếm obitan eg có năng lượng cao hơn 3 / 5 o, mỗi electron chiếm obitan t2g có năng lượng thấp hơn 2 / 5 o
- Với phức tứ diện: mỗi electron chiếm obitan t2g có năng lượng cao hơn 3 / 5 T, mỗi electron chiếm obitan eg có năng lượng thấp hơn 2 / 5 T
- Các yếu tố ảnh hưởng tới :
+ o T, nếu cùng ion trung tâm và phối tử thì o 9 / 4 T
+ Điện tích ion trung tâm lớn thì lớn
+ Bán kính ion trung tâm lớn thì lớn
+ Phối tử càng mạnh thì càng lớn
Thông số tách năng lượng trong trường bát diện (cm-1)
[CrCl6]4-: 13000 [Co(H2O)6]3+: 18200
[Cr(H2O)6]2+: 14000 [Co(NH3)6]3+: 22900
[CrCl6]3-: 13200 [Co(CN)6]3-: 33.500
Trang 6
[Cr(H2O)6]3+: 17400 [Fe(CN)6]4-: 32800
[Cr(NH3)6]3+: 21500 [Fe(CN)6]3-: 35000
b Từ tính:
- Nếu P> thì e được phân bố trên 5AO d rồi sau đó mới ghép đôi và phức có spin cao
- Nếu P<thì e được điền đủ cặp vào những AO có năng lượng thấp và phức có spin thấp
Vd ion [CoF6]3- và [Co(CN)6]3- được đề cập ở trên
c Năng lượng bền của phức: ELb là hiệu năng lượng của các electron phân bố ở các obitan d thấp với các electron ở các obitan d cao:
Vd: ion Co2+ trong phức bát diện có cấu hình 6 1
2g e g
t có ELb = 6 2 / 5 o 3 / 5 0 9 / 5 o
- Năng lượng làm bền cao giải thích tính trơ động học của phức chất spin thấp
d Hiệu ứng Jan-Telơ: trạng thái suy biến của một phân tử không thẳng hang là không bền,
phân tử sẽ biến dạng hình học để giảm tính đối xứng và độ suy biến
e Phổ hấp thụ và màu của phức chất:
- Một trong những thành tựu nổi bật nhất của thuyết trường tinh thể là giải thích nguyên nhân sinh ra phô hấp thụ của phức chất các kim loại chuyển tiếp
- Phổ hấp thụ electron của đa số phức chất của nguyên tố d gây nên bởi sự chuyển dời electron
từ obitan d có năng lượng thấp đến obitan d có năng lượng cao (sự chuyển dời d-d)
Vd: ion phức [Ti(H2O)6]3+ có o 242 , 8kj/mol có:
N c
h
o
E
.
4926 10 10m 4926A0
o
hcN
Màu bị hấp thụ là màu lục-chàm, nên phức có màu đỏ
Bước sóng của ánh sáng trông thấy và màu:
Bước sóng của bức xạ
bị hấp thụ (A 0 ) Màu của bức xạ bị hấp thụ Màu trông thấy (màu phụ)
4000-4350
4350-4800
4800-4900
4900-5000
5000-5600
5600-5750
5750-5900
5900-6050
6050-7300
7300-7600
Tím Xanh chàm Lam
Lam Lục Lục – vàng Vàng
Da cam Đỏ
Đỏ tía
Vàng - lục Vàng
Da cam Đỏ
Đỏ tía Tím Xanh chàm Lam
Lam Lục
3 Ưu điểm và hạn chế:
- Ưu điểm:
+ Giải thích được quang phổ hấp thụ của phức chất
- Nhược điểm:
+ Không giải thích được phổ chuyển dịch điện tích
+ Không đề cập đến liên kết hình thành trong phức chất
* Thuyết obitan phân tử MO:
1 Luận điểm:
- Thuyết MO coi phân tử phức chất là một hạt thống nhất bao gồm ion (nguyên tử) trung tâm
và các phối tử Các electron chuyển động trên obitan phân tử (MO)
- Sự tổ hợp tuyến tính các obitan nguyên tử của ion trung tâm và phối tử có cùng tính đối xứng tạo nên các MO có năng lượng thấp hơn được gọi là obitan phân tử liên kết (MOlk), các MO có năng lượng cao hơn được gọi là obitan phân tử phản liên kết (MO*)
Vd: [Ti(H2O)6]3+: ( ) 2 ( 2 ) 2 ( 2 2 ) 2 ( ) 2 ( ) 2 ( xy) 1
lk y lk x lk
y x lk z
lk
- Những MO lk
định chỗ chủ yếu là của phân tử nước, vì obitan của nước bền hơn nhiều so với ion trung tâm
- Các obitan không định chỗ và phản liên kết chủ yếu là của ion trung tâm
Trang 7
- Thông số tách được tính là hiệu năng lượng của dvà d
2 Ưu điểm và hạn chế:
- Ưu điểm:
+ Mô tả được bản chất liên kết trong phức chất
+ Giải thích sự hình thành liên kết trong phức
+ Giải thích hầu hết các tính chất của phức
- Hạn chế:
+ Phương pháp này chỉ mang tính chất tham khảo, vì với trình độ và nội dung kiến thức trung học phổ thông các em chưa thể hiểu sâu về thuyết này được
IV TÍNH CHẤT:
1 Cân bằng ion:
Khi tan trong nước đa số các phức ion điện li ra ion phức và ion trái dấu:
[Cu(NH3)4](OH)2 [Cu(NH3)4]2+ + 2HO
-K3[Fe(CN)6] 3K+ + [Fe(CN)6]
3-[Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl
-2 Cân bằng sonvat Hằng số không bền:
a Khái niệm:
- Cân bằng sonvat là quá trình ion phức thay thế các phối tử ban đầu bằng phần tử dung môi: Vd: [Ag(NH3)2]+ + 2H2O [Ag(H2O)2]+ + 2NH3
- Để đơn giản có thể bỏ qua sự có mặt của nước trong phương trình:
[Ag(NH3)2]+ Ag+ + 2NH3
- Biểu thức hằng số cân bằng của quá trình trên:
2
3 10 )
(
NH Ag
NH Ag K
- Hằng số K là đại lượng đặc trưng cho độ bền của ion phức trong dung dịch, được gọi là hằng
số không bền và kí hiệu là Kkb
1
kb
b K
K
- Hằng số Kb càng lớn thì Kkb càng nhỏ, phức chất càng bền
- Quá trình tạo thành và phân li của ion phức xảy ra theo từng nấc, ứng với mỗi nấc có hằng số
Kb và Kkb riêng:
Vd: Ag+ + NH3 [Ag(NH3)] Kb1 = 103,32
[Ag(NH3)]+ + NH3 [Ag(NH3)2]+ Kb2 = 103,92
b Các yếu tố ảnh hưởng tới độ bền của phức chất:
- Bán kính, điện tích của ion trung tâm và của phối tử: bán kính càng nhỏ, điện tích càng lớn thì phức chất càng bền
Vd: [Co(NH3)6]2+có Kb = 2,45.104; [Co(NH3)6]3+ có Kb=1,99.1035
- Tỉ lệ kích thước giữa ion trung tâm và phối tử: tỉ lệ càng tương đương phức chất càng bền
- Số phối trí: phức có số phối trí cực đại bền hơn có số phối trí thấp
- Spin của ion trung tâm trong phức: Phức spin thấp bền hơn phức spin cao:
Vd: [CoF6]3- có Kb= ; [Co(CN)6]3- có Kb=
3 Tính axit – bazơ của phức:
- Sau khi hình thành liên kết trong phức chất, một phần mật độ e của phối tử di chuyển về phía ion trung tâm làm cho các liên kết của phối tử phân cực hơn, nên một số phối tử RH có khả năng nhường proton lớn hơn phân tử hoặc ion tự do, điển hình là nước:
[M(H2O)n]m+ + H2O [M(H2O)(n-1)(OH)](m-1)+ + H3O+
[M(H2O)(n-1)(OH)](m-1)+ + H2O [M(H2O)(n-2)(OH)](m-2)+ + H3O+ v.v…
Vd: [Al(H2O)6]3+ + H2O [Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+ Ka = 1,3.10-5
- Cường độ tính axit-bazơ của phức phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất phân cực của ion trung tâm, điện tích của ion phức, độ phân cực của RH ở dạng tự do, độ bền của phức trong dd và ảnh hưởng tương hỗ của các phối tử
Trang 8
4 Tính oxi hoá-khử:
- Sự tạo phức có ảnh hưởng lớn đến thế điện cực của kim loại chuyển tiếp:
Vd: xét nửa phản ứng: Fe3+ + e Fe2+ E0 = 0,77V
Trong dd có chứa ion CN-:
[Fe(CN)6]3- + e [Fe(CN)6]4- E0’= ? Theo phương trình Nerst có:
V C
C E
E
Fe
lg 059 ,
0
2
3
0
'
0
44 10 25 , 1
10 25 , 1
2 3
2
3
Fe kb
Fe kb Fe
Fe
K
K C
C
Trong dd có chứa orthophenatrolin (Phen) Tính toán tương tự có:
[Fe(phen)3]3++ e [Fe(phen)3]2+ E0” = 1,12V
- Thế của cặp oxi hoá khử phụ thuộc nhiều vào bản chất của phối tử
V ỨNG DỤNG:
1 Trong hoá học phân tích:
- Phân tích định tính, định lượng các nguyên tố
- Tách các ion ra khỏi hỗn hợp
Vd: Dùng phương pháp tạo phức xianua để tinh chế vàng
2 Trong mạ điện:
- Quá trình điện phân ion phức chất làm lớp mạ mịn, bền chắc hơn so với điện phân ion tương ứng
3 Chống ăn mòn kim loại:
- Sự tạo thành phức chất bền và không tan, đính chặt vào kim loại làm chậm hẳn quá trình ăn mòn
Vd: Benzoat natri trong nước hoặc etanolamin NH2CH2CH2OH là chất ức chế sự ăn mòn thép trong môi trường trung tính và trong khí quyển
4 Vai trò quan trọng trong sự sống của động - thực vật:
- Trong cơ thể động - thực vật phức chất thực hiện các chức năng khác nhau: Tích luỹ và chuyển dịch các chất, vận chuyển năng lượng, trao đổi và khoá các nhóm chức, tham gia các phản ứng oxi hoá - khử, hình thành và phá vỡ các liên kết hoá học…
Vd: hemoglobin là phức của ion sắt có vai trò hết sức quan trọng trong cơ thể động vật
IV BÀI TẬP:
Bài 1: Giải thích các nguyên tố họ d đều có khuynh hướng tạo phức Hãy so sánh với các
nguyên tố kim loại nhóm A cùng chu kì?
Bài 2: Gọi tên quốc tế của các phức sau:
[Cr(NH3)6](NO3)3; [Co(NH3)5CO3]Cl; [Pt(NH3)2(H2O)(OH)]NO3; [Pt(NH3)4(NO2)Cl]SO4;
K2[PtCl6]; Ca2[Fe(CN)6]; (NH4)3[Cr(NSC)6]; [Co(NH3)3(NO3)3]; [Ni(CO)4]; [Pt(NH3)4] [PtCl4]
Bài 3: Các phức chất của Ni2+ với số phối trí 4 có thể là:
a tứ diện, thuận từ như [Ni(Cl4)]
2-b vuông phẳng, nghịch từ như [Ni(CN)4]
2-Căn cứ vào thuyết hoá trị giải thích?
Bài 4:
a Các ion phức [Zn(H2O)4]2+; [Zn(NH3)4]2+; [Zn(CN)4]2-; [Zn(OH)4]2- có cấu trúc tứ diện hay vuông phẳng, có từ tính thuận từ hay nghịch từ?
b Viết phương trình phản ứng giữa muối ZnSO4 với NH3; với KOH
Bài 5: Phức chất [Cu(NH3)4]2+ bền và có dạng vuông phẳng Hãy cho biết:
a cho biết từ tính của phức chất
b có hiện tượng gì xảy ra khi thêm dần:
dd NH3 vào dd CuSO4
dd NH3 có lẫn NH4Cl vào dd CuSO4
Bài 6: Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy ion Cr2+ tạo ra hai loại phức chất có dạng bát diện nhưng khác nhau về từ tính Các phức chất như [Cr(CN)6]4- có từ tính ứng với 2 electron độc thân Các phức chất như [Cr(H2O)6]2+ lại có từ tính ứng với sự có mặt của 4 electron độc thân
Trang 9
Thuyết liên kết hoá trị giải thích những kết quả đó như thế nào? Trong hai dạng đó, dạng nào bền hơn?
Bài 7: Hãy giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử hợp chất Fe(CO)5 Nêu phương pháp điều chế và ứng dụng
Bài 8: Phổ hấp thụ của [Ti(H2O)6]3+ có tần số cực đại tại 20300cm-1
a giải thích tại sao dd nước của muối Ti3+ có màu đỏ tía
b cho biết cơ chế hấp thụ bức xạ của dung dịch
c tính hiệu năng lượng của các mức eg và t2g
Bài 9: Phổ hấp thụ của [Cu(H2O)6]2+ cũng chỉ có một cực đại hấp thụ ở 12500cm-1 Tại sao khi chuyển từ [Ti(H2O)6]3+ sang [Cu(H2O)6]2+ lại có sự chuyển dịch phổ hấp thụ như vậy?
Bài 10: Phổ hấp thụ của ion [Cu(NH3)4]2+ ở 3040A0 còn ion [Cu(H2O)4]2+ ở 3650A0 Tính năng lượng của sự chuyển dịch electron trong mỗi ion phức
Bài 11: Hằng số bền và không bền của phức chất là gì? Chúng phụ thuộc vào những yếu tố
nào? Phân biệt: hằng số bền, không bền từng nấc và tổng cộng của một phức chất Thiết lập các biểu thức liên hệ giữa chúng
Bài 12: Tính hằng số không bền tổng cộng ở 300C của phức chất [Ni(NH3)6]2+ từ các dữ kiện nhiệt động học sau:
[Ni(H2O)6]2+ + 6NH3 [Ni(NH3)6]2+ + 6H2O
cal S
Kcal
H0 19 ; 0 22
Bài 13:
a Phối tử etilen điamin (H2NCH2CH2NH2) có thể liên kết với chất tạo phức thông qua những nguyên tử nào?
b Ni2+ có số phối trí bằng 6 Viết công thức cấu trúc lập thể của phức chất tạo bởi Ni2+ và etilen đi amin
c Tính hằng số bền từng nấc liên tiếp của phức chất nói trên ở 250C Cho biết:
)
H Kcal mol -9,01 -9,18 -9,71
)
(Cal mol 1 K
d Hãy cho biết mức độ diễn biến của phản ứng: [Ni(NH3)6]2+ + 3En [Ni(En)3]2+ + 6NH3
Bài 14:
a Giải thích tại sao AgI có khả năng tan trong dung dịch KI?
b AgBr có khả năng tan trong dd Na2S2O3?
c Phản ứng sẽ xảy như thế nào khi cho H2S tác dụng với dd chứa ion [Ag(S2O3)2]
3-Bài 15:
a Viết phương trình phản ứng khi cho K4[Fe(CN)6] tác dụng với Fe2(SO4)3
b Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho K3[Fe(CN)6] tác dụng với FeSO4
Nêu rõ sự thay đổi màu sắc trong cả hai trường hợp
Bài 16: Thực nghiệm tính toán có các kết quả sau:
[Co(H2O)6]2+ [Co(H2O)6]3+ + e E0 = -1,84V [Co(NH3)6]2+ [Co(NH3)6]3+ + e E0 = -0,1V [Co(CN)6]4- [Co(CN)6]3- + e E0 = -0,8V Dựa vào số liệu trên cho biết:
a So sánh tính khử của ion Co2+, tính oxi hoá của Co3+ trong mỗi trường hợp
b So sánh độ bền của các phức chất: [Co(NH3)6]2+ và [Co(NH3)6]3+; [Co(CN)6]4- và [Co(CN)6]3-
Bài 17: Giải thích vì sao Au và Pt tan được trong nước cường thuỷ (cường toan).
Bài 18:
a Giải thích các dữ kiện sau đây:
Ag+ + e Ag E0 = 0,799V [Ag(NH3)2]+ + e Ag + 2NH3 E0 = 0,379V
b Tính hằng số không bền tổng cộng của phức chất [Ag(NH3)2]+ (ở 25oC) từ các dữ kiện trên
Trang 10
Bài 19: Tính hằng số không bền tổng cộng của phức chất [Ag(CN)2]- ở 25oC Cho biết:
Ag Ag+ + e E0 = -0,799V
Ag + 2CN
[Ag(CN)2]- + e E0 = 0,29V
Bài 20:
a So sánh tính khử của [Fe(CN)6]4- và Fe2+
b Fe tan được trong dd KCN tạo thành dd K4[Fe(CN)6] Giải thích?
Bài 21: Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho:
a K3[Fe(CN)6] tác dụng với H2O2 trong môi trường KOH
b K4[Fe(CN)6] tác dụng với H2O2 trong môi trường HCl
Bài 22: Cho sơ đồ tổng quát của phản ứng tạo phức giữa ion kim loại và phối tử:
M + 2L ML2 Hãy biểu diễn hằng số tạo phức từng nấc ki và hằng số tạo thành tổng hợp i và viết biểu thức ĐLTDKL áp dụng cho mỗi cân bằng sau Thiết lập biểu thức liên hệ giữa ki và i
Bài 23: Nhỏ rất chậm dd NH3 vào dd Co(NO3)2 cho đến dư, mới đầu thấy xuất hiện kết tủa hồng, sau đó kết tủa tan cho dd màu vàng Thêm tiếp H2O2 vào dd và đun nóng thấy dd chuyển
từ màu vàng sang màu hồng thẫm Hãy viết phương trình ion để giải thích hiện tượng
Bài 24: Cho logarit hằng số tạo phức tổng hợp của các phức xiano cađimi là:
lglg 1 6 , 01 ; lg 2 11 , 12 ; lg 3 15 , 65 ; lg 4 17 , 92 Hãy tính hằng số cân bằng của các quá trình sau:
[Cd(CN)4]2- [Cd(CN)3]- + CN -[Cd(CN)]+ + CN- [Cd(CN)2]
Bài 25: Tính cân bằng trong dd AgNO3 0,005M và NH3 0,1M Cho biết
24 , 7 lg
;
32
,
3
lg 1 2
Bài 26: Một trong những đồng phân quang học thuần tuý vô cơ mà A.Vecne đã sử dụng để
chứng minh rằng hoạt tính quang học của hợp chất phối trí không phani do nguyeen tử cacbon bất đối của phối tử hữu cơ gây ra là hợp chất có công thức [Co4H18O6N12]6+ Trong phức chất này Nitơ nằm dưới dạng phân tử ammin Hãy biểu diễn công thức cấu tạo của phức chất trên và viêt cấu tạo các đối quang của nó
Bài 27: Các phối tử đa phối trí cũng có thể gây ra đồng phân quang học trong phức chất kim
loại, ví dụ trong phức chất d- và l- [Co(EDTA)]–, ở đây EDTA là axit etylendiamin tetra axetic Hãy viết cấu tạo các đối quang d- và l- của phức chất trên
Bài 28: Hợp chất có công thức phân tử Pt2(NH3)4Cl6 có thể viết dưới dạng các công thức phối trí nào? công thức phối trí nào có đồng phân cis – trans?
Bài 29: Cho phức chất [TiF6]3-
a/ Định nghĩa thông số tách của phức chất trên theo thuyết trường tinh thể?
b/ Tính thông số tách đó theo đơn vị kcal/mol, biết rằng quang phổ hấp thụ của dung dịch phức trên có một pic với cực đại hấp thụ ở bước sóng 4900 Å
Cho hằng số Planck h = 6,62 10-27 ec.s , tốc độ ánh sáng trong chân không bằng 300.000 km/s , số avogadro NA = 6,023 1023 phân tử / mol
Bài 30: Căn cứ vào sơ đồ tổng hợp các hợp chất phối trí và các dữ kiện thực nghiệm khác
người ta có thể đưa ra được công thức cấu tạo của chúng Chẳng hạn, hợp chất
[Pt(NH3)5Cl]Cl3 Mặt khác, khi đo độ dẫn điện phân tử của dung dịch hợp chất nghiên cứu nhận thấy đây là hợp chất phân ly thành ba ion Dung dịch nước của hợp chất trên có môi trường bazơ
Hãy đưa ra công thức cấu tạo của hợp chất Pt H14N5Cl3 và giải thích các dữ kiện thực nghiệm trên
Bài 31: Giải thích hiện tượng hoá học sau đây; khi cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch CoCl3.5NH3 ở lạnh thì chỉ phát hiện được sự có mặt 2 ion Cl- , còn khi đun nóng thì có thể làm kết tủa được cả ba ion Cl- dưới dạng AgCl Từ lập luận trên, hãy cho biết nếu cho dung dịch AgNO3 tác dụng với dung dịch CoCl3 3NH3 thì có thể làm kết tủa được bao nhiêu ion Cl-? Viết các phương trình phản ứng cho các quá trình trên