Hóa vô cơ Chương 9: Kim loại phức chất

- Số oxihóa dương cực đại = STT của nhóm Ngoại... Liên kết trong phức chất:Do tương tác tĩnh điện hoặc cho – nhận hoặc gồm cả 2 tương tác trên giữa nguyên tử trung tâm M vàphối tử L... T

211 – 232[4] – Chapter 20: page

665 – 715

I ĐẶC ĐIỂM CÁC NGUYÊN TỐT CHUYỂN TIẾP

1 Đặc điểm cấu tạo

Các nguyên tố chuyển tiếp là các nguyên tố d (có cuối cùng sắp xếp vào AO (n-1)d)

e-Cấu hình electron hóa trị của nguyên tố d:

Cấu hình e (n1)d 1 ns 2 (n1)d 2 ns 2 (n1)d 3 ns 2 (n1)d 5 ns 1

Cấuhình e (n1)d 5 ns 2 (n1)d 6,7,8 ns 2 (n1)d 10 ns 1 (n1)d 10 ns 2

- Số e hóa trị = số e phân lớp s lớp ngoài cùng + số

e phân lớp d lớp kề lớp ngoài cùng = STT của

nhóm

- Có 1 số ngoại lệ trong cấu trúc e ở PN VIB, IB,

IIB và PN VIIIB

2 Đặc tính chung

- Chỉ có khả năng cho e  Chúng là kim loại

- Có nhiều trạng thái oxihóa dương khác nhau và

cách nhau 1 đơn vị: từ +1 đến STT nhóm

- Số oxihóa dương cực đại = STT của nhóm (Ngoại

II PHỨC CHẤT

1 Khái niệm chung

Các phân tử, ion có thể kết hợp với nhau tạo PC:

CoCl3 + 6NH3 = [Co(NH3)6]Cl3

Fe2+ + 6CN ̅ = [Fe(CN)6]4

BF3 + F- = [BF4]Định nghĩa phức chất (ở trạng thái rắn và dung dịch):

-Phức chất là hợp chất ở nút mạng tinh thể có chứa các ion phức tích điện dương hay âm (ion phức) có khả năng tồn tại độc lập trong dung dịch.

Cấu trúc tinh thể lập phương củaphức [Mn(NH3)6]Cl2

Liên kết trong phức chất:

Do tương tác tĩnh điện hoặc cho – nhận hoặc gồm cả

2 tương tác trên giữa nguyên tử trung tâm (M) vàphối tử (L)

Phân loại PC: Cation: [Co(H2O)6]3+

Anion: [Al(OH)4]Trung hòa: [Fe(CO)5]; [Co(NH3)3Cl3]

-Gọi tên PC : cation + anion phức

hay cation phức + anion

Tên của ion phức:

Số phối tử + tên phối tử + tên chất tạo phức + (số oxh)

Phức cation: gọi tên thường Phức anion: gọi tên Latinh + at

Phối tử là anion: tên anion + o

F - : floro Cl - : Cloro OH - : hidroxo

PT trung hòa : H 2 O: aquơ ; CO: cacbonyl NO: nitrozyl NH 3 : ammin

Tên latinh của một số kim loại trong anion muối phức:

Sự phân li của phức chất trong dung dịch:

K4[Fe(CN)6]  4K+ + [Fe(CN)6]4[Fe(CN)6]4 ⇌ Fe2+ + 6CN ̅

Kkb càng lớn phức càng kém bền; Kb càng lớn phứccàng bền  sự cạnh tranh tạo phức

'

4 6

Ni NH

Ni NH K

Ni NH NH

Ni NH K

Ni NH NH

Ni NH K

Ni NH NH

Ni NH K

Ni NH NH





Ảnh hưởng của phản ứng tạo phức đến thế điện cực

Fe 2+ - e ⇌ Fe 3+ (1) Khi có mặt F - : Fe 3+ +6F - ⇌ [FeF 6 ] 3- (2)

3-3

16 6

[ ]

10 [ ].[ ]



  3 2 3 2

3 0

2 / /

     





Cơ sở : tương tác cho – nhận Cặp e hóa trị tự do của L

2-4 Vuông phẳng s, px, py, dx2-y2 dsp 2 [Ni(CN)4]

2-5 Tháp tam giác kép s, px, py, pz, dz2 sp 3 d [CuCl5]

3-5 Tháp hình vuông s, px, py, pz, dx2-y2 dsp 3 [Ni(CN)5]

3-6 Bát diện s, px, py, pz, dz2, dx2-y2 sp 3 d 2 [Co(NH3)6] 3+

6 Lăng trụ tam giác s, dxy, dxz, dyz, dz2, dx2-y2

Hoặc

d 5 s Hoặc

[ZrMe6]

Đường thẳng (sp)

Hình dạng phức Ví dụ

Hình dạng phức Ví dụ

Tứ diện (sp 3 )

cis-PtCl2(NH3)2

Hình dạng phức Ví dụ

Tháp tam giác (sp 3 d)

[Ni(CN)5]

3-[CuCl5]

3-Lăng trụ tam giác (d 5 s)

Bát diện (sp 3 d 2 )

Cr(CO)6

[W(CH3)6]

Hình dạng phức Ví dụ

Tháp ngũ diện kép (d 3 sp 3 )

[ZrF7]3−

Lăng trụ tam giác tam chóp (sp 3 d 5 ) Ba[ReH9]

2.2 Thuyết trường tinh thể

Cơ sở: Tương tác tĩnh điện

M : xét AO (bị L ảnh hưởng)

L : tác động lên AO của M

Xét obital (n-1)d của chất tạo phức:

E AO

Nguyên tử hoặc ion

tự do

E 0

EAO d

trong đối xứng cầu

1/5E0

Tách mức năng lượng d

y x



Phối trí bát diện:

[Fe(CN)6]

3-Phối trí tứ diện và

Phối trí lập phương

Phối trí hình vuông:

Các yếu tố ảnh hưởng đến :

- Điện tích hạt nhân của M (trong cùng phân nhóm)

- Số oxi hóa của M

- Điện trường của L:

CO  CN->NO2-> NH3>NCS-> H2O>C2O42->OH->F->SCN->Cl->Br->I

- Số phối trí

- Sự phối trí

1cm -1 = 11,96 J/mol

1eV = 96485 J/mol

Cấu trúc electron hoá trị của ion chất tạo phức theo thuyết trường tinh thể:

Xét chất tạo phức: AO tạo liên kết, số e tạo liên kết

- Xét phức có  mạnh hay yếu:  sắp xếp e vào AO mới

- L yếu (H2O, OH-, F-, Cl-…) : theo qui tắc Hund

- L mạnh (CO, CN-, NO -…) xếp e xong ở AO thấp rồi

Ví dụ: Xét cấu hình electron hóa trị của phức

[CoF6]3- theo thuyết trường tinh thể

Co: 3d74s2  Co3+: 3d6

Số e- hóa trị là 6

Số phối tử 6  trường bát diện

Phối tử là F-  trường bát diện yếu: sắp xếp e- theo qui tắc Hund

Xét cấu hình electron hóa trị của các phức sau theo thuyết trường tinh thể:

[Fe(H2O)6]3+ [Fe(CN)6]3- [Cr(CN)6][Co(H2O)6]2+ [NiCl4]2- [Ni(CN)4]2-

2.3 Thuyết orbital phân tử MO

Cơ sở: Phức chất : thể thống nhất gồm M và L

 Khảo sát trên cơ sở cấu trúc electron của M và L

 Liên kết giữa M và L tạo thành do sự che phủ giữa các hóa trị hóa trị của chúng.

Phức bát diện không có liên kết  :

[ML6]n+

nS

np

(n-1)d

6

Phức bát diện có liên kết  bổ sung:

Điều kiện: Các AO t2g của Mn+ có tính đối xứng vớicác obital của L

Các obital của L có khả năng che phủ với AO t2g:

  khi obital của L có năng lượng cao hơn AO t2gcủa Mn+  tương tác  cho M L

d của M n+  tương tác  cho – nhận M L

z2

1.Gọi tên các phức chất sau:

[Zn(OH)4]2- [Al(OH)4]- [CuCl2]- [AuCl4][Co(NH3)6] 2+ [Fe(H2O)6] 2+ [Ni(H2O)6] 2+

-[Fe(H2O)6]SO4 K4[FeF6] K3[Cr(OH)6]

2.Viết công thức các phức chất sau:

Ion hexa xyano ferat (II) Hexa aquo crom (II) sunfat Kali hexa floro ferat (II) Kali hexa xiano ferat (III)

Ion tetra hidroxo cuprat (II) Kali hexa hidroxo ferat (III)

3 Cho biết độ tan của AgI trong dung dịch NH 3 1M Biết

4-Cho biết từ tính của phức?