Xây dựng hệ thống bài tập phức chất

Tuy nhiên, hiện nay có thể nói rằng chưa có một sách bài tập phức chất cụ thể nào và các sách bài tập hóa vô cơ kể cả sách nước ngoài dành cho bậc đại học rất ít, thậm chí chưa có một tà

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa học Vô cơ

Người hướng dẫn khoa học

ThS HOÀNG QUANG BẮC

HÀ NỘI - 2015

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Hoàng Quang Bắc, người

thầy đã tận tình chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Em xin trân thành cảm ơn các thầy , cô giáo trong Khoa Hó a Ho ̣c đã truyền đa ̣t cho em r ất nhiều kiến thức quý báu trong suốt thời gian ho ̣c tâ ̣p ta ̣i đây

Do điều kiê ̣n thời gian và trình đô ̣ còn ha ̣n chế , nên khóa luâ ̣n này không tránh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhâ ̣n được sự góp ý của thầy,

cô giáo để khóa luâ ̣n của em được hoàn thiê ̣n hơn

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Người thực hiện

Trần Thị Thu Hằng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 5

1.1 Tổng quan về bài tập 5

1.1.1 Khái niệm về bài tập hoá học 5

1.1.2 Tác dụng của bài tập hoá học 5

1.1.3 Các loại bài tập hóa học phức chất 7

1.2 Tổng quan về phức chất 9

1.2.1 Những khái niệm cơ bản của hóa học phức chất 9

1.2.2 Ion trung tâm và phối tử 11

1.2.3 Số phối trí 12

1.2.4 Dung lượng phối trí của phối tử 14

1.2.5 Cách gọi tên phức chất 16

1.2.6 Phân loại phức chất 17

Chương 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHỨC CHẤT 21

2.1 Xây dựng bài tập về cấu tạo của phức chất 21

2.2 Xây dựng bài tập về liên kết trong phức chất 27

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG PHỨC CHẤT 31

KẾT LUẬN 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 60

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Hiện nay việc phát triển của hóa học lý thuyết rất mạnh và nó được đưa vào áp dụng trong thời gian ngắn nhất để giúp cho hoá học thực nghiệm đi đến kết quả nhanh nhất

Việc tổng hợp những chất mới có những tính chất mong muốn dựa trên những nghiên cứu của hóa học lý thuyết về mối tương quan cấu trúc - tính chất, Do vậy, trong việc tổng hợp các chất vô cơ hóa học lý thuyết giúp rút ngắn thời gian và công tác thực nghiệm Các định hướng nghiên cứu khoa học của lĩnh vực “Hóa học phức chất” đều hướng tới ứng dụng mang nhiều thành tựu kết quả đóng góp cho khoa học Hóa vô cơ trong nước và các tổ chức quốc

tế, đó là:

- Tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo của các phức chất kim loại chuyển tiếp bằng các phương pháp vật lí và hoá lí

- Nghiên cứu cơ chế của các phản ứng của các phức chất

- Nghiên cứu các quá trình xúc tác phức - xúc tác đồng thể

bộ môn Hóa vô cơ cũng vậy, cần phải xây dựng một hệ thống bài tập nhằm giải quyết các vấn đề lý thuyết trong các giáo trình đồng thời phải gắn với những vấn đề của nền công nghệ mới

Tuy nhiên, hiện nay có thể nói rằng chưa có một sách bài tập phức chất

cụ thể nào và các sách bài tập hóa vô cơ kể cả sách nước ngoài dành cho bậc đại học rất ít, thậm chí chưa có một tài liệu nào đưa ra hệ thống bài tập nhằm tăng cường hoạt động của sinh viên và thúc đẩy ở họ những suy nghĩ sáng tạo, hình thành những tư duy logic và năng lực giải quyết những vấn đề thực

tế Nội dung lý thuyết về phức chất trong hoá học phổ thông được đề cập rất ít

kể cả những tài liệu dành cho học sinh giỏi cũng như bồi dưỡng giáo viên, nhưng chủ yếu được trình bày trên cơ sở nêu ra những phức chất đơn giản hay

mô tả những hiện tượng bên ngoài hay định tính, một cách đơn giản mà chưa

đi sâu vào bản chất của cân bằng của phản ứng tạo thành phức chất Điều này khó đảm bảo để các em có thể giải quyết trọn vẹn được các bài toán định tính, bán định lượng và định lượng hoá học về cân bằng tạo phức được ra dưới các dạng khác nhau trong các đề thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế Trong khi

đó phức chất là một lĩnh vực không còn xa lạ với các nước trên thế giới và ngày càng xuất hiện nhiều trong các kì thi quốc gia cũng như quốc tế Trong các đề thi vòng loại của nhiều quốc gia hay trong các bài tập chuẩn bị (Preparatory propblems) hoặc trong nhiều đề thi olimpic Hoá học quốc tế (International Chemistry Olimpiad (IchO) đã đề cập khá sâu đến cân bằng tạo phức và chuẩn độ tạo phức

Việc đề xuất một hệ thống bài tập với nội dung liên quan đến hóa học phức chất phù hợp với chương trình hóa vô cơ bậc đại học với các dạng và các mức độ khác nhau (kèm theo hướng dẫn) là một công việc cần thiết nhằm giúp cho sinh viên nắm vững những kiến thức được trang bị trong giáo trình hóa học vô cơ, đồng thời đó còn là một tài liệu giúp cho sinh viên trong việc

tự học và rèn luyện để nâng cao tầm nhìn về mối quan hệ giữa lý thuyết và thực nghiệm

Vì những lý do trên đã thôi thúc tôi lựa chọn đề tài:

“XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHỨC CHẤT”

2 Mục đích của đề tài

Việc thực hiện đề tài nhằm xây dựng hệ thống bài tập phức chất có tính chọn lọc cho sinh viên và học sinh giỏi quốc gia, quốc tế bao gồm những vấn đề lý thuyết, vận dụng lý thuyết về cấu trúc, danh pháp, liên kết trong phức chất, cân bằng tạo phức, xây dựng tiêu chí các bài tập về danh pháp, cấu trúc, liên kết trong phức chất và phân loại chúng một cách đơn giản nhất phục vụ cho sinh viên học tập, góp phần nâng cao chất lượng học tập môn hóa học vô cơ ở trường đại học cũng như phục vụ cho thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập và cơ sở lí thuyết hoá học

- Nghiên cứu nội dung và phân loại kiến thức về hóa học vô cơ bậc đại học

- Đề xuất bài tập phần vô cơ nhằm giúp sinh viên thực hiện quá trình tự bồi dưỡng

- Vận dụng lí thuyết để giải quyết các bài tập

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu đề tài, chúng tôi sử dụng kết hợp nhiều phương pháp:

- Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo

+ Đọc các sách giáo trình để tham khảo

+ Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài: Sách, báo, tạp chí, nội dung chương trình, các đề thi olimpic sinh viên hoá học trong nước và quốc tế

- Phương pháp chuyên gia

Tìm hiểu, thu thập tài liệu, xử lý các bài tập bằng cách tham khảo ý kiến của các giảng viên giỏi thuộc lĩnh vực nghiên cứu đề tài và có kinh nghiệm giảng dạy

5 Những đóng góp mới của đề tài

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về bài tập

1.1.1 Khái niệm về bài tập hoá học

Trong cuốn Từ điển Tiếng Việt – 1992 (trang 40, 41) đã định nghĩa bài tập như sau: “Bài tập là những bài ra cho học sinh để tập vận dụng những điều

đã học” Sau khi nghe giảng bài xong, nếu sinh viên nào giải được các bài tập

mà giảng viên đưa ra thì có thể xem như sinh viên đó đã lĩnh hội một cách tương đối những kiến thức do giảng viên truyền đạt

Nội dung của bài tập hoá học thông thường bao gồm những kiến thức chính yếu trong bài giảng Bài tập hoá học có thể là những bài tập lý thuyết đơn giản chỉ yêu cầu sinh viên nhớ và nhắc lại những kiến thức vừa học hoặc

đã học xong nhưng cũng có thể là những bài tập tính toán liên quan đến cả kiến thức hoá học lẫn toán học, đôi khi bài toán tổng hợp yêu cầu sinh viên phải vận dụng những kiến thức đã học từ trước kết hợp với những kiến thức vừa học để giải Tuỳ vào mục đích của bài học mà bài tập có thể giải dưới nhiều hình thức và nhiều cách giải khác nhau

1.1.2 Tác dụng của bài tập hoá học

Giải bài tập hoá học chính là một trong những phương pháp tích cực nhất để kiểm tra khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên Thông qua bài tập, giảng viên có thể phát hiện những sai sót yếu kém của sinh viên mà qua đó có những kế hoạch rèn luyện kịp thời giúp sinh viên vượt qua những khó khăn trong khi giải bài tập hoá học Chính vì vậy bài tập hoá học có những tác dụng lớn sau:

1.1.2.1 Làm cho sinh viên hiểu sâu và khắc sâu kiến thức đã học

Bài tập hoá học giúp cho sinh viên nhớ lại tính chất của các chất, phương trình phản ứng; hiểu sâu hơn về các nguyên lý và định luật hoá học

Những kiến thức (định nghĩa, khái niệm …) chưa được vững hoặc chưa được nắm kỹ thì thông qua việc giải bài tập sẽ giúp sinh viên hiểu sâu hơn và nhớ lâu hơn Ngoài ra, giải bài tập hóa học cũng giúp sinh viên ôn tập các kiến thức về các môn khác như: toán, lý, sinh …

1.1.2.2 Cung cấp thêm những kiến thức mới và mở rộng sự hiểu biết mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên

Ngoài tác dụng củng cố các kiến thức đã học, bài tập hoá học còn cung cấp thêm những kiến thức mới, mở rộng sự hiểu biết của sinh viên một cách sinh động, phong phú mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên

1.1.2.3 Hệ thống hoá các kiến thức đã học

Đối với các bài tập có tác dụng hệ thống hoá kiến thức cần đòi hỏi sinh viên phải vận dụng tổng hợp các kiến thức và sự hiểu biết của mình có thể là những kiến thức vừa mới học hoặc những kiến thức đã học từ trước Tự mình làm các bài tập sẽ giúp sinh viên củng cố kiến thức cũ của mình một cách thường xuyên Dạng bài tập tổng hợp buộc sinh viên phải huy động vốn hiểu biết của nhiều chương, nhiều bộ môn

1.1.2.4 Thường xuyên rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo về hoá học như

Trong quá trình giải các bài tập, sinh viên đã tự rèn luyện việc lập công thức, cân bằng phương trình, các thủ thuật tính toán Nhờ việc thường xuyên giải các bài tập, lâu dần các kỹ năng đó sẽ phát triển thành các kỹ xảo giúp sinh viên có thể ứng xử nhanh trước những tình huống xảy ra

1.1.2.5 Phát triển kỹ năng: (so sánh, quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp, loại suy, khái quát hoá …)

Mọi bài tập hoá học giảng viên ra cho sinh viên đều có những điểm nút,

để mở những điểm đó sinh viên bắt buộc phải tư duy để sử dụng hoặc phương pháp quy nạp, diễn dịch, hoặc phương pháp loại suy… Nhờ vậy tư duy sinh viên được phát triển và năng lực làm việc độc lập của sinh viên được nâng cao

Trong quá trình giải các bài toán hoá học, sinh viên buộc phải tái hiện lại các kiến thức cũ, xác định mối liên hệ giữa các điều kiện đã có và yêu cầu của

đề bài thông qua các hoạt động như phân tích, tổng hợp, phán đoán, loại suy…

để tìm ra lời giải Theo kinh nghiệm cho thấy sinh viên tự mình tìm hiểu kiến thức thì các kiến thức đó mới khắc sâu và sinh viên mới nhớ lâu được

1.1.2.6 Giáo dục tư tưởng đạo đức

Giải bài tập hoá học chính là rèn luyện cho sinh viên tính kiên nhẫn, trung thực trong khoa học, tính cẩn thận, tính độc lập sáng tạo khi giải quyết các vấn đề xảy ra, tính chính xác trong khoa học Việc tự mình giải các bài tập hoá học thường xuyên góp phần rèn luyện cho sinh viên tinh thần kỷ luật, tính tự kiềm chế, cách suy nghĩ và trình bày chính xác khoa học, qua đó nâng cao lòng yêu thích bộ môn

1.1.2.7 Giáo dục kỹ năng tổng hợp

Bộ môn hoá học có nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp Bài tập hoá học tạo điều kiện tốt cho nhiệm vụ giáo dục này phát triển vì những vấn đề kỹ thuật của nền sản xuất được biến thành nội dung của bài tập hoá học

Bài tập hoá học còn cung cấp cho sinh viên những số liệu mới về các phát minh, về năng suất lao động, về sản lượng mà ngành sản xuất hoá học đạt được giúp sinh viên hoà nhập vào sự phát triển khoa học kỹ thuật của thời đại mình đang sống

1.1.3 Các loại bài tập hóa học phức chất

1.1.3.1 Bài tập về cấu tạo của phức chất

Danh pháp của phức chất

* Kiến thức cơ bản cần nắm được:

- Từ công thức cấu tạo, nắm được cách gọi tên phức chất tuân theo những quy tắc nào: giống với hợp chất đơn giản, tên gọi của phức chất bao gồm tên của cation và tên của anion Tên gọi của ion phức gồm có: số phối tử

và tên phối tử là anion, số phối tử và tên của phối tử là phân tử trung hòa, tên của nguyên tử trung tâm và số oxi hóa

H2O aquơ; NH3 ammin; CO cacboxyl; NO nitrozyl…

+ Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa:

Nếu nguyên tử trung tâm ở trong cation phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa khi cần

Nếu nguyên tử trung tâm ở trong anion phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó thêm đuôi at và kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa , nếu phức chất là axit thì thay đuôi at bằng đuôi ic

* Kiến thức cần nâng cao:

- Từ tên gọi của phức chất có thể suy ra công thức cấu tạo của phức chất

Đồng phân của phức chất

- Viết được các đồng phân của phức chất và dựa vào dấu hiệu nhận biết phức chất đó thuộc kiểu đồng phân nào?

- Phức chất có những kiểu đồng phân chính là đồng phân hình học

(đồng phân cis – trans) và đồng phân quang học Ngoài ra còn có các kiểu

đồng phân khác như đồng phân phối trí, đồng phân ion hóa và đồng phân liên kết Vì vậy phải biết cách nhận biết các phức chất thuộc kiểu đồng phân nào

+ Đồng phân cis – trans: chỉ có ở phức chất vuông, phức tứ diện không

có đồng phân này vì hai đỉnh của bất kì tứ diện nào đều ở về một phía đối với nguyên tử trung tâm

+ Đồng phân quang học: xuất hiện khi phối tử không có mặt phẳng đối xứng

+ Đồng phân phối trí: có sự trao đổi về lớp vỏ của phối trí

+ Đồng phân ion hóa: có sự sắp xếp khác nhau của anion trong cầu nội

và cầu ngoại

+ Đồng phân liên kết: xuất hiện khi trong một phối tử có thể phối trí ở nhiều vị trí khác nhau

1.1.3.2 Bài tập về liên kết trong phức chất

- Biết năng lượng ghép đôi p, năng lượng tách ∆, số electron độc thân… có thể tính được momen từ, xét tính chất từ của phức chất, xét xem phức chất nào bền, vẽ giản đồ năng lượng của chúng…

- Dùng các thuyết liên kết hóa trị, thuyết VB, thuyết trường tinh thể để biểu diễn cấu hình của phức chất

- Bài tập liên quan đến phổ hấp phụ electron và màu của phức chất từ

đó có thể nhận biết ion kim loại, xác định nồng độ ion kim loại (hóa phân tích), nhận biết phối tử

- Ngoài ra còn có các bài tập liên quan đến các bài tập của phép phân tích định lượng thường hay gặp trong bộ môn Hóa học phân tích

1.2 Tổng quan về phức chất

1.2.1 Những khái niệm cơ bản của hóa học phức chất

Từ các kiến thức đã học, chúng ta gặp hai loại hợp chất đó là: một là, hợp chất đơn giản hay các hợp chất bậc nhất được tạo thành từ các ion, nguyên tử hoặc các gốc kết hợp với nhau, ví dụ các oxit (Na2O, CuO, ), các halogenua (NaCl, CuCl2, ) Hai là, hợp chất phức tạp hay các hợp chất bậc

cao (hợp chất phân tử), chúng được tạo thành từ những hợp chất đơn giản, ví dụ:

K2HgI4(HgI2.2KI); Ag(NH3)2Cl(AgCl.2NH3); K4Fe(CN)6;[Fe(CN)2 4KCN] Từ đó các nhà bác học đã đưa ra rất nhiều định nghĩa của phức chất

Theo A Werner, phức chất là những hợp chất phân tử (bậc cao), bền

trong dung dịch nước, không phân hủy hoặc phân hủy rất ít tạo ra các hợp phần tạo thành chúng Ví dụ:

CoCl3.6NH3 = Co(NH3)6

3+

+ 3 Cl-, hoàn toàn Co(NH3)63+ = Co3+ + 6 NH3, không hoàn toàn

Trong lịch sử phát triển của hoá học phức chất đã có nhiều định nghĩa về phức chất của các tác giả khác nhau Tác giả của các định nghĩa này thường thiên về việc nhấn mạnh tính chất này hay tính chất khác của phức chất, đôi khi dựa trên dấu hiệu về thành phần hoặc về bản chất của lực tạo phức

Sở dĩ chưa có được định nghĩa thật thoả đáng về khái niệm phức chất

vì trong nhiều trường hợp không có ranh giới rõ rệt giữa hợp chất đơn giản

và phức chất Một hợp chất, tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt động, khi thì được coi là hợp chất đơn giản, khi thì lại được coi là phức chất Chẳng hạn,

ở trạng thái hơi natri clorua gồm các đơn phân tử NaCl (hợp chất nhị tố đơn giản), nhưng ở trạng thái tinh thể, thì như phép phân tích cấu trúc bằng tia X

đã chỉ rõ, nó là phức chất cao phân tử (NaCl)n, trong đó mỗi ion Na+

được phối trí một cách đối xứng kiểu bát diện bởi 6 ion Cl-, và mỗi ion Cl- được phối trí tương tự bởi 6 ion Na+

Theo A Ginbe, phức chất là những hợp chất phân tử xác định, khi

kết hợp các hợp phần của chúng lại thì tạo thành các ion phức tạp tích điện dương hay âm, có khả năng tồn tại ở dạng tinh thể cũng như ở trong dung dịch Trong trường hợp riêng điện tích của ion phức tạp đó có thể bằng

không Ví dụ: Cu(NO

3)

2.4Py Định nghĩa này tất nhiên cũng chưa thật hoàn hảo vì bao gồm cả các oxi axit kiểu H2SO4 và các muối sunfat Điều này không phải là nhược điểm, vì về một số mặt có thể coi các hợp chất này là phức chất

Cho đến gần đây K B Iaximirxki cho rằng: Phức chất là những hợp

chất tạo được các nhóm riêng biệt từ các ion, nguyên tử hoặc phân tử với những đặc trưng:

- Có mặt sự phối trí

- Không phân ly hoàn toàn trong dung dịch

- Có thành phần phức tạp (số phối trí và hóa trị không trùng nhau) Trong ba dấu hiệu này tác giả nhấn mạnh sự phối trí, nghĩa là sự phân

bố hình học các nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử quanh nguyên tử của

một nguyên tố khác

Do có mặt sự phối trí trong phân tử nên hiện nay người ta còn gọi phức chất là hợp chất phối trí Tuy nhiên, khái niệm “phức chất” rộng hơn khái niệm “hợp chất phối trí” Phức chất còn bao gồm cả những hợp chất phân tử trong đó không thể chỉ rõ được tâm phối trí và cả những hợp chất xâm nhập

Khi tạo thành phức chất các hợp chất đơn giản không thể kết hợp với nhau một cách tuỳ tiện mà phải tuân theo những quy luật nhất định Các quy luật dùng làm cơ sở cho việc điều chế phức chất, cũng như các quy luật điều khiển quá trình hình thành chúng sẽ được nghiên cứu trong môn hoá học phức chất

1.2.2 Ion trung tâm và phối tử

Thông thường ion trung tâm (“nhân” phối trí) là cation kim loại hoặc oxocation kiểu UO22+, TiO2+ còn phối tử (ligand) có thể là các ion hoặc phân tử vô cơ, hữu cơ hay cơ nguyên tố Các phối tử hoặc không tương tác

với nhau và đẩy nhau, hoặc kết hợp với nhau nhờ lực hút kiểu liên kết hiđro Tổ hợp các phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm được gọi là cầu nội phối trí

Các phối tử liên kết với ion trung tâm bằng các liên kết hai tâm ϭ, π, δ

và bằng các liên kết nhiều tâm Các liên kết hai tâm ion trung tâm - phối tử được thực hiện qua các nguyên tử cho của phối tử; liên kết ϭ kim loại - phối

tử thường là liên kết cho - nhận: nguyên tử cho của phối tử công cộng hoá cặp electron không liên kết của mình với cation kim loại, cation này đóng vai trò chất nhận:

Các phối tử qua nguyên tử cacbon thường là các gốc (ví dụ *CH3) và tương tác của chúng với nguyên tử kim loại là sự hình thành liên kết cộng hóa trị nhờ sự ghép đôi các electron Cách thức này thường gặp trong hóa học của các hợp chất cơ kim

Về hình thức có thể coi liên kết M - CH3 là kết quả tương tác của nguyên tử cho C trong anion CH3- với cation kim loại Là chất cho electron

, phối tử có thể đồng thời đóng vai trò chất cho hoặc chất nhận các electron π Điều này xảy ra với những phối tử mà phân tử của chúng là chưa bão hoà, ví dụ CO, NO, CN-

Có nhiều phức chất ion trung tâm là phi kim, ví dụ trong ion amoni

NH4+, oxoni H3O+, đóng vai trò ion trung tâm là nitơ và oxi

1.2.3 Số phối trí

Werner gọi hiện tượng nguyên tử (ion) trung tâm hút các nguyên tử (ion) hoặc các nhóm nguyên tử bao quanh nó là sự phối trí Còn số các nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử (ion)

Ni2+ + : NH3 → [ Ni : NH3 ]

trung tâm được gọi là số phối trí của nguyên tử (ion) trung tâm đó (viết tắt là

s.p.t.)

Nguyên tử trung hoà và các ion của nó về mặt lý thuyết phải có khả năng phối trí khác nhau Bởi vậy không nên nói chung chung về s.p.t của platin hoặc của coban, mà phải nói s.p.t của Pt(II), Pt(IV), của Co(II), Co(III)

Nếu liên kết ion trung tâm - phối tử là liên kết hai tâm thì số phối trí bằng số liên kết tạo bởi ion trung tâm đó, nghĩa là bằng số nguyên tử cho liên kết trực tiếp với nó Số phối trí có thể là cao hoặc thấp Ví dụ ion Ag+ trong [Ag(NH3)2]OH có s.p.t = 2, ion Al3+ trong [Al(H2O)6]Cl3 có s.p.t = 6, ion La3+trong [La(H2O)9](NO3)3 có s.p.t = 9 Trong một số trường hợp s.p.t có thể còn cao hơn nữa, ví dụ đối với phức chất của đất hiếm, ion đất hiếm còn có thể có s.p.t = 12 Các số phối trí thường gặp là 4, 6 và 2 Chúng tương ứng với các cấu hình hình học có đối xứng cao nhất của phức chất: bát diện (6),

tứ diện hoặc vuông (4) và thẳng (2)

Thực nghiệm cho biết rằng có những ion được đặc trưng bằng s.p.t không đổi, ví dụ các ion Co(III), Cr(III), Fe(II), Fe(III), Ir(III), Ir(IV), Pt(IV), đều có s.p.t = 6, không phụ thuộc vào bản chất của phối tử cũng như vào các yếu tố vật lý Một số ion có s.p.t không đổi là 4: C(IV), B(III), Be(II), N(III), Pd(II), Pt(II), Au(III)

Đối với đa số các ion khác s.p.t thay đổi phụ thuộc vào bản chất của phối tử và vào bản chất của ion kết hợp với ion phức Ví dụ, Cu(II) có s.p.t

3, 4, 6 (phức chất với s.p.t 6 kém bền); Ni(II) và Zn(II) có s.p.t 6, 4, 3 (phức chất với s.p.t 6 của chúng bền hơn của Cu(II)); Ag(I) có s.p.t 2 hoặc 3; Ag(II) có s.p.t 4 Sau đây là ví dụ về một số phức chất của chúng: [CuEn3]SO4; [CuEn3][PtCl4]; [CuEn3](NO3)2.2H2O; [CuPy6](NO3)2; (NH3)4](SCN)2; [Cu(NH3)4]SO4.H2O; [CuPy4](NO3)2;[Cu(H2O)4]SO4.H2O

Số phối trí còn phụ thuộc vào nhiệt độ Thường khi tăng nhiệt độ thì tạo ra ion có s.p.t thấp hơn Ví dụ, khi đun nóng hexammin coban (II) cao hơn 1500

C thì tạo thành điamin, đồng thời s.p.t của Co (II) từ 6 chuyển sang 4

[Co(NH3)6]Cl2 150 C0  [Co(NH3)2]Cl2 + 4 NH3

Sự bão hoà s.p.t có ảnh hưởng đến độ bền của trạng thái hoá trị của nguyên tố Thường sự phối trí của các phối tử khác nhau đối với ion kim loại làm tăng độ bền của trạng thái hoá trị cao nhất Ví dụ, trong các hợp chất đơn giản trạng thái Co(III) kém bền, trong khi đó nhiều phức chất của Co(III) có độ bền cao

Thông thường s.p.t lớn hơn số hóa trị của ion trung tâm Chẳng hạn, trong nhiều dẫn xuất của Pt (IV) ([Pt(NH3)2Cl4], K2[PtCl6]); của Co(III) ([Co(NH3)6]Cl3, [Co(NH3)4(NO2)2]Cl; của Ir(III), Ir(IV) (K3[IrCl6],

K2[IrCl6]) s.p.t của ion trung tâm bằng 6 Nếu những gốc đa hoá trị kết hợp với ion trung tâm thì s.p.t có thể nhỏ hơn số hoá trị Điều này thể hiện trong nhiều muối của oxiaxit (sunfat, clorat, peclorat ) Chẳng hạn, trong ion

SO42- có 4 ion O2- phối trí, nghĩa là s.p.t của S(VI) bằng 4 Có trường hợp s.p.t bằng số hoá trị, ví dụ ở C(IV)

1.2.4 Dung lượng phối trí của phối tử

Trong cầu nội phối trí mỗi phối tử có dung lượng phối trí của nó Dung lượng phối trí (d.l.p.t.) của một phối tử là số vị trí phối trí mà nó chiếm được

trong cầu nội Các phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm bằng một liên kết thì có d.l.p.t 1 Đó là các gốc axit hóa trị 1, các phân tử trung hoà như

NH3, CH3NH2, C5H5N, H2O, C2H5OH , các ion đa hóa trị như O

2-, N3- Nếu một phối tử liên kết với ion trung tâm qua hai hay một số liên kết, thì phối tử

đó chiếm hai hoặc nhiều hơn vị trí phối trí và được gọi là phối tử phối trí hai, phối trí ba hoặc đa phối trí (hoặc còn gọi là phối tử hai càng, ba càng hoặc đa

càng) Các gốc axit SO42-, C2O42- , các phân tử trung hoà như etilenđiamin

NH2-CH2- CH2-NH2 có d.l.p.t 2, triaminopropan CH2NH2-CHNH2-CH2NH2

có d.l.p.t 3

Phân tử của các phối tử đa phối trí liên kết với ion trung tâm trong cầu nội qua một số nguyên tử, tạo thành các vòng và những phức chất chứa

phối tử tạo vòng được gọi là phức chất vòng (phức chất vòng càng, hợp chất

chelat) Ví dụ, khi cho đồng (II) hiđroxit tương tác với axit aminoaxetic (glyxin) thì tạo thành phức chất trung hòa:

Mỗi phân tử glyxin sử dụng hai nhóm chức: nó kết hợp với ion trung tâm qua nguyên tử nitơ của nhóm amino theo cơ chế cho-nhận, và qua nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl bằng liên kết cộng hóa trị thông thường Sau đây là một số ví dụ khác:

Natri trioxalatoferrat (III) Bis-(etilenđiamin) đồng (II) clorua

Ở hoá học hữu cơ người ta biết rằng những vòng 5 hay vòng 6 cạnh là những vòng bền nhất, có năng lượng tự do nhỏ nhất Những vòng 4 cạnh kém bền hơn, còn vòng 3 cạnh rất không bền Những điều này cũng được áp dụng vào lĩnh vực phức chất Ở đây ion oxalat tạo vòng 5 cạnh nên có xu hướng tạo phức mạnh hơn so với ion sunfat hoặc cacbonat (tạo vòng 4 cạnh)

Vòng này không bền nên bị đứt ra và hidrazin chỉ liên kết với nguyên

tử N, còn liên kết của nhóm NH2 thứ hai được biểu thị dưới dạng tương tác với axit Ví dụ, phức chất [Pt(NH3)2(N2H4)2]Cl2 có khả năng kết hợp với hai phân tử HCl nữa theo phương trình phản ứng:

1.2.5 Cách gọi tên phức chất

Theo danh pháp IUPAC tên gọi chính thức các phức chất như sau:

- Đầu tiên gọi tên cation, sau đó đến tên anion

- Tên gọi của tất cả các phối tử là anion đều tận cùng bằng chữ “o” (cloro, bromo, sunfato, oxalato ), trừ phối tử là các gốc (metyl-, phenyl-, ) Tên gọi các phối tử trung hoà không có đuôi gì đặc trưng Phối tử amoniac

được gọi là ammin (hai chữ m, để phân biệt với amin hữu cơ chỉ viết một chữ m), phối tử nước được gọi là aquơ

- Số các nhóm phối trí cùng loại được chỉ rõ bằng các tiếp đầu chữ

Hy Lạp: mono, đi, tri, tetra v.v Nếu có các phân tử hữu cơ phức tạp phối

trí thì thêm các tiếp đầu bis, tris, tetrakis, để chỉ số lượng của chúng Chữ

mono thường được bỏ

- Để gọi tên ion phức, đầu tiên gọi tên các phối tử là anion, sau đến các phối tử trung hoà, sau nữa là các phối tử cation, cuối cùng là tên gọi của ion trung tâm Công thức của ion phức được viết theo trình tự ngược lại Ion phức được đặt trong hai dấu móc vuông

- Hóa trị của ion trung tâm được ký hiệu bằng chữ số La Mã để trong dấu ngoặc đơn sau tên ion trung tâm (nếu gọi tên cation phức hay phức chất

không điện ly) hoặc sau đuôi “at” (nếu hợp chất chứa anion phức) Nếu nguyên tử trung tâm hoá trị không thì hóa trị được biểu thị bằng số 0

- Nếu một nhóm liên kết với hai nguyên tử kim loại (nhóm cầu), thì gọi tên nó sau tên tất cả các phối tử, trước tên gọi nó để chữ µ; nhóm cầu

OH- được gọi là nhóm ol hoặc hiđroxo

- Các đồng phân hình học được ký hiệu bằng chữ đầu cis- hoặc trans-

Sau đây là tên gọi của một số phức chất:

[CoEn2Cl2]SO4 đicloro-bis-(etilenđiamin) coban (III) sunfat

[Ag(NH3)2]Cl điammin bạc (I) clorua

K2[CuCl3] kali triclorocuprat (I)

[PtEn(NH3)2NO2Cl]SO4 cloronitrodiamminetilendiaminplatin (IV) sunfat [Co(NH3)6][Fe(CN)6] hexaammincoban (III) hexaxianoferrat (III)

[Cu(NH3)2]OH điammin đồng (I) hydroxit

ion tetraoxalato-đi-µ-ol-đicromat (III)

ion octaammin-µ-amiđo-ol-đicoban (III)

1.2.6 Phân loại phức chất

1.2.6.1 Dựa vào loại hợp chất người ta phân biệt:

Axit phức: H2[SiF6], H[AuCl4], H2[PtCl6]

Bazơ phức: [Ag(NH3)2]OH, [Co En3](OH)3

Các phức chất trung hoà không có cầu ngoại Phức tạp hơn là các trường hợp phức chất gồm cation phức và anion phức, ví dụ [Co(NH3)6][Fe(CN)6] Thuộc loại cation phức còn có các phức chất oni, trong đó đóng vai trò của chất tạo phức là các nguyên tử phân cực âm của các nguyên tố âm điện mạnh (N, O, F, Cl, ), còn các nguyên tử hiđro phân cực dương là các phối tử Ví dụ NH4+ (amoni), OH3+ (oxoni), FH2+ (floroni), ClH2

+

(cloroni)

1.2.6.3 Dựa theo bản chất của phối tử người ta phân biệt

- Phức chất aquơ, phối tử là nước H2O: [Co(H2O)6]SO4, [Cu(H2O)4](NO3)2

- Phức chất amoniacat hay amminat, phối tử là NH3: [Ag(NH3)2]Cl, [Co(NH3)6]Cl3, [Cu(NH3)4]SO4

- Phức chất axit, phối tử là gốc của các axit khác nhau: K4[Fe(CN)6],

K2[HgI4], K2[PtCl6]

- Phức chất hiđroxo, phối tử là các nhóm OH- : K3[Al(OH)6]

- Phức chất hiđrua, phối tử là ion hiđrua: Li[AlH4]

- Phức chất cơ kim, phối tử là các gốc hữu cơ: Na[Zn(C2H5)3],

Li3[Zn(C6H5)3]

- Phức chất π, phối tử là các phân tử chưa bão hoà như etilen, propilen, butilen, stiren, axetilen, allylamin, rượu allylic, xyclohexen, xyclopentadienyl, cacbon oxit, nitơ oxit Ví dụ K[PtCl3(C2H4)].H2O, [Fe(C5H5)2] (ferroxen), [Cr(C6H6)2], [Ni(CO)4], K2[Fe(CN)5NO], Trong các phức chất nêu trên các phối tử liên kết với nguyên tử kim loại nhờ các eletron n của các phân tử chưa bão hoà

Dựa vào cấu trúc vỏ electron, đôi khi người ta chia các phối tử ra làm hai loại như sau khi tham gia tạo phức với kim loại:

- Phối tử có một hoặc nhiều hơn cặp electron tự do Loại này lại được chia ra:

+ Phối tử không có obitan trống để nhận các electron từ kim loại, ví

dụ H2O, NH3, F-, H-,…

+ Phối tử có các obitan trống hoặc các obitan có thể sử dụng để tạo các liên kết p và nhận các electron từ kim loại, ví dụ PR3, I-, CN-, NO2

Phối tử không có cặp electron tự do, nhưng có những electron có khả năng tạo các liên kết p, ví dụ etilen, ion xiclopentađienyl, benzen

1.2.6.4 Dựa theo cấu trúc của cầu nội phức

- Theo số nhân tạo thành phức chất người ta phân biệt phức chất đơn nhân và phức chất nhiều nhân Ví dụ phức chất hai nhân [(NH3)5Cr-OH-Cr(NH3)5]Cl5, trong đó hai ion crom (chất tạo phức) liên kết với nhau qua cầu nối OH Đóng vai trò nhóm cầu nối là những tiểu phân có cặp electron tự do: F-, Cl-, O2-, S2-, S04

, NH2-, NH2

2 v.v Phức chất nhiều nhân chứa nhóm cầu nối

-OH được gọi là phức chất ol Về mặt cấu trúc, nhóm cầu nối -OH khác với

nhóm hiđroxyl trong phức chất một nhân Số phối trí của oxi trong cầu nối ol bằng ba, còn trong nhóm OH của phức chất một nhân bằng hai

- Dựa theo sự không có hay có các vòng trong thành phần của phức chất người ta phân biệt phức chất đơn giản (phối tử chiếm một chỗ phối trí)

và phức chất vòng (đã nói ở phần trên) Hợp chất nội phức là một dạng của

phức chất vòng, trong đó cùng một phối tử liên kết với chất tạo phức bằng liên kết cặp electron và bằng liên kết cho - nhận, ví dụ natri trioxalatoferrat (III), (etilenđiamin) đồng (II) đã nêu ở trên

- Hợp chất quá phức (siêu phức): trong các hợp chất này số các phối

tử vượt quá s.p.t của chất tạo phức Ví dụ hợp chất CuSO4.5H2O (I) Đối với Cu(II) s.p.t bằng 4 nên trong cầu nội chỉ có 4 phân tử nước được phối trí Phân tử nước thứ năm đóng vai trò cầu nối, kết hợp với phức chất nhờ liên kết hiđro (liên kết ở cầu ngoại phức): [Cu(H2O)4]SO4.H2O Đóng vai trò các phối tử dư không chỉ có các phân tử nước, mà còn có các phân tử

amoniac, amin, axit, muối,

Ví dụ: các phức chất [SnPy2I4].3Py; [CrPy3Cl3].2C2H5CN; trans-[CoEn2Cl2]Cl.HCl.2H2O; [Pt(NH3)2(C6H5NH2)2]SO4.C6H5NH2;

- Poliaxit đồng thể và dị thể: Poliaxit là những phức chất oxo nhiều

nhân chứa cầu nối oxi Nếu axit chứa nhân của cùng một nguyên tố thì đó là

poliaxit đồng thể, ví dụ: H2[-O-SiO2…SiO2-O-]H2 (axit polimetasilixic)

- Trong poliaxit dị thể nguyên tử oxi cầu nối kết hợp các nguyên tử của

các nguyên tố khác nhau, ví dụ: H3[O3P-O-MoO3]: axit photphomolipđic

Trong poliaxit dị thể có sự kết hợp các gốc axit của các nguyên tố kim loại

và phi kim

- Về hình thức, có thể coi các poliaxit đồng thể và dị thể là sản phẩm kết

hợp các phân tử axit với anhiđrit của nó hoặc với anhiđrit của một axit khác

Hai ví dụ nêu trên được coi là H4SiO4.SiO2 và H3PO4.MoO3 Các axit đicromic

H2CrO4.CrO3 (H2Cr2O7) và axit tricromic H2CrO4.Cr2O3 (H2Cr3O7) thuộc loại

các poliaxit đồng thể Các poliaxit đồng và dị thể và các muối của chúng

được sử dụng nhiều trong hóa học phân tích

Chương 2 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHỨC CHẤT

2.1 Xây dựng bài tập về cấu tạo của phức chất

Câu 1: Viết công thức của các phức chất sau:

1 Điammin tricloro hidroxo platin

2 Điammin tricloro hidroxo platin(IV)

3 Điaquơ tetraammin Coban(III) Clorua

4 HexaaquơCrom(III) Bromua

5 Hexaaquơsắt(II) Clorua

6 Hexaaquơ sắt(III) Clorua

7 Điclorocuprat (I) ion

8 Kali hexaxianoCuprat(II)

9 Kali đixiano bạc(I)

10 Đicloro-bis-(etylendiamin) coban (II) monohydrat

Hướng dẫn

1 Kali hexaxianocuprat (II)

2 Kali hexaxianomolidat (II)

3 Kali hexaxianoFerat(II)

4 Bis-etilenđiamin crom (III) perchlorat

5 Kali hexaxiano Ferat(III)

6 Tetracacbonoxit Niken

7 Điclorotetraaquơ Coban

8 Kali dicyano argentat(I)

9 Natri tetrachloro cadmat(II)

10 Natri hexafluoro aluminat

1 Chỉ có phức (c) có đồng phân cis – trans

2 Có 3 đồng phân hình học, trong đó đồng phân (III) có đồng phân quang học:

(c)

Không thể tạo thành đồng phân liên kết vì 3 nguyên tử O tương đương

Câu 5

1 Có bao nhiêu đồng phân hình học đối với ion phức [Cr(NH3)(OH)2Cl3]2?

2 Phức [Pt(NH3)2(NO2)2Cl2] có bao nhiêu đồng phân? Hãy gọi tên và viết các đồng phân hình học của phức bát diện

c Đồng phân hình học

Bài tập bổ sung

Câu 7

1 Xác định điện tích của các ion kim loại chuyển tiếp trong các phức sau:

Na2Co(SCN)4; Ni(NH3)6(NO3)2; K2PtCl6

2 Tìm cấu hình điện tử của Fe2+; Fe3+; Co2+; Co3+; Al3+; Cu+; Cu2+

Câu 8

1 Paladi (giống như nguyên tố lân cận nó là Pt) tạo thành phức có số phối trí

4 hoặc 6 Hãy viết công thức của các phức có thành phần như sau:

Hợp chất [Pt(NH3)2(SCN)2] có 2 loại đồng phân, đó là 2 loại đồng phân

gì ? Hãy gọi tên và viết cấu trúc của 6 đồng phân có thể có của 2 loại đồng phân trên

2.2 Xây dựng bài tập về liên kết trong phức chất

Câu 12

Áp dụng thuyết Verner về phức phối trí để giải thích:

- Số ion tạo thành khi hoà tan trong nước

- Số ion clorua kết tủa khi có Ag+ trong dung dịch đối với các hợp chất sau: (a) [Co(NH3)6]Cl3 (c) [Co(NH3)5Cl]Cl2

(b) [Co(NH3)5(H2O)]Cl3 (d) [Co(NH3)4Cl2]Cl

Hướng dẫn

Giải thích: Ion Coban được phối trí với sáu phối tử trong mỗi phức do

đó hoá trị phụ là sáu Mỗi phức cũng có tổng cộng ba ion clorua nên có hoá trị chính là 3 Các ion Cl- tự do bị phân ly khi phức hòa tan trong nước Các ion

Cl- khác liên kết với ion Co3+ nên không bị phân ly do đó không phản ứng với

[Co(NH3)5(H2O)]Cl3(r) → [Co(NH3)5(H2O)]33+(aq) + 3Cl-(aq)

(c) Tương tự: 2 ion Cl- tự do sẽ kết tủa với Ag+:

[Co(NH3)5Cl]Cl2(r) → Co(NH3)5Cl2

2+

(aq) + 2Cl-(aq) (d) Tương tự: 1 ion Cl- tự do sẽ kết tủa với Ag+:

[Co(NH3)4Cl2]Cl(r) → Co(NH3)4Cl2+(aq) + Cl-(aq)

Câu 13

1 Etylenđiamin phản ứng với K3[Cr(NCS)6] tạo thành 2 hợp chất Hợp chất I

có màu đỏ và hợp chất II có màu màu da cam Mỗi hợp chất có công thức thực nghiệm là Cr(en)2(NCS)3 và khi thêm muối tan của Fe(III) vào thì dung dịch sẽ có màu đỏ đậm Hợp chất I có đồng phân quang học, nhưng hợp chất

II thì không Hãy đề nghị cấu trúc cho 2 hợp chất đó và giải thích

2 Giải thích tại sao cấu trúc tứ diện của phức Co(II) bền hơn của Ni(II)?

Hướng dẫn

1 Giải thích: Có màu đỏ xuất hiện khi thêm ion Fe(III) chứng tỏ rằng ít nhất 1 ion thioxianat không tạo liên kết với ion trung tâm Cr(III) có số phối trí điển hình là 6 Do đó mỗi ion phức phải liên kết với 2 phân tử en và 2 ion thioxianat Hai hợp chất này là đồng phân hình học của nhau Hợp chất I là

đồng phân cis Nó không có mặt phẳng đối xứng do đó có đồng phân quang

học Hợp chất II có mặt phẳng đối xứng nên không có đồng phân quang học

2 So với Co2+ thì Ni2+ có hơn 1 electron ở mức mất ổn định t2g Ngoài ra ở phức của Ni2+ có sự biến dạng theo hiệu ứng Jan - Teller và làm giảm độ bền của phức tứ diện của Ni2+

Bài tập bổ sung

Câu 14

Werner đã viết công thức của hợp chất phối trí của ông là CoCl3.6NH3 Ngày nay chúng ta viết là [Co(NH3)6]Cl3 để chứng minh sự tạo thành của ion [Co(NH3)6]3+ và Cl-

Hãy viết các công thức tương tự khác của các hợp chất Werner sau: CoCl3.5NH3; CoCl3.4NH3 và CoCl3.5NH3.H2O

Câu 15

Tại sao khi cho NH3 tác dụng với dung dịch K2[PtCl4] và khi cho HCl tác dụng với dung dịch [Pt(NH3)4]Cl2 tạo thành các kết tủa có thành phần giống nhau song có màu khác nhau Còn khi cho các dung dịch này tác dụng với KI thì thu được các chất có thành phần khác nhau

Câu 16

1 Cho hợp chất [Co(en)2Cl2]Cl Hãy cho biết:

a Số phối trí của ion kim loại trung tâm

b Bậc oxy hoá của ion kim loại trung tâm

c Số ion tạo thành khi hoà tan hợp chất này vào nước

d Số mol của AgCl kết tủa đối với mỗi mol của hợp chất hoà tan trong nước khi thêm AgNO3 vào

2 Trước đây người ta hay viết công thức của đồng (I) clorua là Cu2Cl2 thay vì CuCl hoặc viết Hg2Cl2 đối với Hg (I) clorua Dùng cấu hình electron hãy giải thích tại sao Hg2Cl2 có thể xảy ra nhưng phải viết CuCl mới là đúng

là phối tử có thể tạo phối trí

ở S hoặc O, nhưng NO3- là phối tử chỉ tạo phối trí thông qua O

Khoảng cách l trong anion NO2- tự do là 1,24 A0 , và góc liên kết là 115,40 Phối tử A, chứa nitơ và hiđro; không chứa oxi Số phối trí của ion kim loại trong phức là 6

1 Hãy cho biết cấu tạo hình học của NO2- và viết trạng thái lai hoá đối với nguyên tử nitơ

2 Hãy cho biết 4 cách khác nhau mà ion NO2

liên kết với ion trung tâm

-3 Hãy xác định phối tử A

4 Chỉ ra cấu trúc của phức chất

Chương 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG PHỨC CHẤT

(3) có thể dự đoán độ dài liên kết kim loại-phối tử

(4) có thể giải thích dãy phổ hoá học

(5) có thể giải thích tính chất nhiệt động học

Hướng dẫn

1) Với [V(H2O)6]3+: V3+: 3d2, lai hoá d2sp3

Với [Cr(CN)6]3- : Cr3+: [Ar] 4s0 3d3, lai hoá d2sp3

Vì chỉ có 2 hoặc 3e độc thân ở phân mức d của ion trung tâm nên đã có sẵn 2 ocbital d trống, do đó không cần thiết chỉ rõ phức lai hóa trong hay ngoài

4 Ion phức dn nào có tính chất từ sẽ thay đổi đối với phối tử trường mạnh và

trường yếu trong trường bát diện Giải thích

Hướng dẫn

1 ∆ = 0 khi không có trường hoặc trường đối xứng - trường hợp của ion khí tự

do Năng lượng ổn định trường tinh thể = 0 khi electron chiếm có mức năng thấp và cao bằng nhau - trường hợp ion phức d5 trường yếu và ion phức d10

2 Kim loại thuộc phân nhóm chính không có lớp vỏ d đang điền electron Chỉ

có lớp d trống hoặc d đã lấp đầy Năng lượng trường tinh thể = 0

3 Chỉ có d10 (NLÔĐTTT = 0), nếu ∆ < P sẽ có d5 và d10

4 d4, d5, d6 và d7 Đối với d1

, d2, d3 các electron sẽ điền vào ocbitan mức thấp nên không phụ thuộc vào ∆ Đối với d8, d9, d10 các ocbitan mức thấp đã được điền đủ nên cũng không phụ thuộc vào ∆