Hóa vô cơ Chương 9: Kim loại phức chất

CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP NỘI DUNG TÀI LIỆU I ĐẶC ĐIỂM CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP [1] – Tập 3, Chương 1: trang – 46 Đặc điểm cấu tạo [2] – Chương 10: trang 211 – 232 [4] – Chapter 20: page 665 – 715 Đặc tính chung II PHỨC CHẤT Khái niệm chung Lý thuyết tạo phức Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP I ĐẶC ĐIỂM CÁC NGUYÊN TỐT CHUYỂN TIẾP Đặc điểm cấu tạo Các nguyên tố chuyển tiếp nguyên tố d (có ecuối xếp vào AO (n-1)d) Cấu hình electron hóa trị ngun tố d: Nhóm III Cấu hình e (n1)d1ns2 Nhóm VII Cấuhình e Chương IX IV (n1)d2ns2 VIII (n1)d5ns2 (n1)d6,7,8ns2 nvhoa102@gmail.com V VI (n1)d3ns2 (n1)d5ns1 I II (n1)d10ns1 (n1)d10ns2 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP - Số e hóa trị = số e phân lớp s lớp + số e phân lớp d lớp kề lớp = STT nhóm - Có số ngoại lệ cấu trúc e PN VIB, IB, IIB PN VIIIB Đặc tính chung - Chỉ có khả cho e  Chúng kim loại - Có nhiều trạng thái oxihóa dương khác cách đơn vị: từ +1 đến STT nhóm Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP - Số oxihóa dương cực đại = STT nhóm (Ngoại lệ: Au, Cu) - Hợp chất có trạng thái oxi hóa dương thấp ( 3): kim loại - Hợp chất có trạng thái oxihóa dương cao ( 4): phi kim - Nguyên tố d dễ tạo thành phức chất Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP II PHỨC CHẤT Khái niệm chung Các phân tử, ion kết hợp với 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 dung dịch): Phức chất hợp chất nút mạng tinh thể có chứa ion phức tích điện dương hay âm (ion phức) có khả tồn độc lập dung dịch Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP → Mn2+ →N → Cl- Cấu trúc tinh thể NaCl Chương IX Cấu trúc tinh thể lập phương phức [Mn(NH3)6]Cl2 nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Thành phần phức chất: Phức chất Cầu ngoại Phối tử Cầu nội [M (L)n]đt Số PT Chất tạo phức Điện tích PC = Đt (M) + n Đt (L) Ví dụ: [Co(NH3)6]Cl3; [Fe(H2O)6]Cl2 Chương IX nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Liên kết phức chất: Do tương tác tĩnh điện cho – nhận gồm tương tác nguyên tử trung tâm (M) phối 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 Chương IX cation phức + anion nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Tên ion phức: (I), (II) Số phối tử + tên phối tử + tên chất tạo phức + (số oxh) Phức cation: gọi tên thường 1: mono 2: di 3: tri Phức anion: gọi tên Latinh + at Phối tử anion: tên anion + o 4: tetra F-: floro Cl-: Cloro OH-: hidroxo 5: penta PT trung hòa: H2O: aquơ ; CO: cacbonyl 6: hexa NO: nitrozyl Chương IX NH3: ammin nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG IX: CÁC NGUN TỐ CHUYỂN TIẾP Phối trí hình vuông: Chương IX nvhoa102@gmail.com 29 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Các yếu tố ảnh hưởng đến : - Điện tích hạt nhân M (trong phân nhóm) - Số oxi hóa M - Điện trường L: COCN->NO2- > NH3>NCS- > H2O>C2O42->OH->F->SCN->Cl->Br->IMạnh Trung bình Yếu - Số phối trí - Sự phối trí Chương IX nvhoa102@gmail.com 30 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP 1cm-1 = 11,96 J/mol 1eV = 96485 J/mol Chương IX nvhoa102@gmail.com 31 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Cấu trúc electron hoá trị ion chất tạo phức theo thuyết trường tinh thể: Xét chất tạo phức: AO tạo liên kết, số e tạo liên kết Xét số phối trí: - bát diện (n =6) - tứ diện (n=4) eg t2g t2g eg - Xét phức có  mạnh hay yếu:  xếp e vào AO - L yếu (H2O, OH-, F-, Cl-…) : theo qui tắc Hund - L mạnh (CO, CN-, NO2-…) xếp e xong AO thấp lên AO cao Chương IX nvhoa102@gmail.com 32 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Ví dụ: Xét cấu hình electron hóa trị phức [CoF6]3- theo thuyết trường tinh thể Co: 3d74s2  Co3+: 3d6 Số e- hóa trị eg Số phối tử  trường bát diện t2g Phối tử F-  trường bát diện yếu: xếp e- theo qui tắc Hund   Chương IX   eg  nvhoa102@gmail.com t2g 33 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Xét cấu hình electron hóa trị phức sau theo thuyết trường tinh thể: [Fe(H2O)6]3+ [Co(H2O)6]2+ Zn(NH3)4]2+ Chương IX [Fe(CN)6]3[NiCl4]2[Cu(CN)3]2nvhoa102@gmail.com [Cr(CN)6]3[Ni(CN)4]2[Ag(NH3)2]+ 34 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Màu sắc phức chất:  d  Ion Ti3+ tự Chương IX d  = 2,48 eV Ion [Ti(H2O)6]3+ màu tím nvhoa102@gmail.com 35 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP 2.3 Thuyết orbital phân tử MO Cơ sở: Phức chất : thể thống gồm M L  Khảo sát sở cấu trúc electron M L  Liên kết M L tạo thành che phủ hóa trị hóa trị chúng Chương IX nvhoa102@gmail.com 36 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Phức bát diện khơng có liên kết  : nS [ML6]n+ np (n-1)d Chương IX nvhoa102@gmail.com 37 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP MO [CoF6 MO [Co(NH3)6]3+ ]3- Co3+ Co3+ 6F- 6NH3 Phức bát diện liên kết  Chương IX nvhoa102@gmail.com 38 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Phức bát diện có liên kết  bổ sung: Điều kiện: Các AO t2g Mn+ có tính đối xứng với obital L Các obital L có khả che phủ với AO t2g: MO  * AO p d Chương IX nvhoa102@gmail.com 39 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP   obital L có lượng cao AO t2g Mn+  tương tác*  cho M L * *  xy=  xz=  yz *x2-y2=*z2 xy= xz = yz x2-y2=z2 Chương IX nvhoa102@gmail.com 40 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP   obital L có lượng thấp AO d Mn+  tương tác  cho – nhận M L *x2-y2= *z2 *xy= *xz= *yz xy= xz = yz x2-y2= z2 Chương IX nvhoa102@gmail.com 41 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP 1.Gọi tên 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 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) Natri tetra cloro cobanat (II) Hexa ammin niken (II) clorua Chương IX nvhoa102@gmail.com 42 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP Cho biết độ tan AgI dung dịch NH3 1M Biết Kb [Ag(NH3)2]+ = 108, TAgI = 8,3.10-17 Xác định điện cực Ag+/Ag cho NaCN vào dung dịch Ag(NO3)2 1M Biết 0Ag+/Ag = 0,8V [Ag(CN)2]- = 7,8.1019 (ĐS: - 0,37 V) 5.Xét tạo thành phức theo thuyết trường tinh thể, MO [Cr(H2O)6]2+ [Co(CN)6]3- [Fe(H2O)6]3+ [Mn(CN)6]4- [Cr(NH3)6]2+ [Fe(CN)6]4- [MnF6]4- [FeCl4]2- Cho biết từ tính phức? Chương IX nvhoa102@gmail.com 43 ... NH3>NCS- > H2O>C2O4 2-> OH->F->SCN->Cl->Br->IMạnh Trung bình Yếu - Số phối trí - Sự phối trí Chương IX nvhoa102@gmail.com 30 CHƯƠNG IX: CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP 1cm-1 = 11 ,96 J/mol 1eV = 96 485... Ba[ReH9] Giải thích tạo thành phức chất: [Co(NH3)6]3+ : phức bát diện, nghịch từ [Zn(NH3)4]2+ : phức tứ diện, nghịch từ [NiCl4] 2- : phức tứ diện, thuận từ [Ni(CN)4] 2- : phức hình vng, nghịch từ Chương. .. từ Co3+ : 3d64s 4p4d F- F- F- F- F- Co: 3d74s2      F 4p 4s 4d 3d Phức bát diện  lai hóa sp3d2  Phức spin cao (phức obital ngoại) Chương IX nvhoa102@gmail.com 15 CHƯƠNG IX: CÁC NGUN