- Làm cho HS tự nhận thức được lợi ích, giá trị của việc được chọn vào đội tuyển HSG
THỰC NGHIỆM GIẢI THÍCH
h) Chính sách hỗ trợ, động viên, xã hội hóa công tác bồi dưỡng học sinh giỏ
THỰC NGHIỆM GIẢI THÍCH
GIẢI THÍCH LÝ THUYẾT
Sơ đồ này ý nói là từ lý thuyết của phức chất (thuyết liên kết hóa trị, thuyết trường tinh thể, thuyết MO, ...) có thể giúp HSG giải thích được cấu trúc và tính chất của phức. Sau đó dựa vào kết quả thực nghiệm để khẳng định độ chính xác của những kết luận đó (tức là so sánh giữa suy luận lý thuyết với thực nghiệm) từ đó đưa ra kết luận chính thức về cấu truc và tính chất của phức.
Ví dụ 1: Cho các phức và giá trị momen từ đo được tương ứng, hãy tìm số
electron độc thân và cấu trúc các phức.
KẾT
1) [Mn(CN)6]4-µ =tn 1,8µB 2) [FeF
6]3- µ =tn 6,0µB
3) [Co(NH3)6]3+µ =tn 0,0 µB 4) [Ni(CO)
4]o µ =tn 0,0 µB
Hướng dẫn:
1) [Mn(CN)6]4- có Mn2+ (3d54so4po), µ =tn 1,8µB→ trong ion có 1 electron độc thân, liên kết trong ion phức là cộng hoá trị, có 6 obitan lai hoá d2sp3 (lai hoá trong). Cấu trúc phức là dạng bát diện.
Nhận xét :
Từ lý thuyết của thuyết liên kết hóa trị, HS xác định ion Mn2+ có 1 electron độc thân, có lai hóa d2sp3 (lai hóa trong ), so với kết quả trong thực nghiệm có µ =tn 1,8
B
µ là phù hợp. vậy kết luận cấu trúc của phức là dạng bát diện.
Tương tự cách làm như thế cho ý 2, 3 và ý 4.
2) [FeF6]3- có Fe3+ (3d54so4po),µ =tn 6,0µB→ ion phức có 5 electron độc thân, liên kết trong phức là liên kết ion, có 6 obitan lai hoá sp3d2 (lai hoá ngoài). Cấu trúc dạng bát diện.
3) [Co(NH3)6]3+ có Co3+ (3d64so4po4do) , µ =tn 0,0µB→ trong ion phức không có electron độc thân; liên kết trong phức là liên kết cộng hoá trị, có 6 obitan lai hoá d2sp3 (lai hoá trong). Cấu trúc dạng bát diện.
4) [Ni(CO)4]o có Ni (3d84so 4po),µ =tn 0,0µB→ trong ion phức không có electron độc thân, liên kết trong phức là liên kết cộng hoá trị, có 4 obitan lai hoá dsp2. Cấu trúc dạng vuông phẳng.
Ví dụ 2: Xét ion phức [Ni(CN)4]2-. Thực nghiệm cho biết ion phức này có cấu trúc vuông phẳng, nghịch từ. Hãy giải thích cấu trúc và tính chất của ion phức trên.
Hướng dẫn :
Ion trung tâm Ni2+ có cấu hình electron là [Ar]3d8 với sự phân bố 8 electron trong 5 obitan d như sau:
3d8
Do đó, nếu trong ion [Ni(CN)4]2-, ion Ni2+ vẫn bảo lưu cấu hình electron đó thì ion phức này phải thuân từ vì có 2 electron độc thân, trái với kết quả thực nghiệm.
Sự giải thích hợp lí ở đây là có sự dồn electron của 3d8 để chúng đều ghép đôi, tức là:
3d8 4s 4p
Khi đó, Ni2+ còn 1 AO_3d trống sẽ tổ hợp tuyến tính 1 AO_4s và 2 AO_4p tạo ra 4 AO lai hóa dsp2 tương đương nhau về mặt năng lượng. Trục của 4 AO_dsp2
nằm trong cùng một mặt phẳng với 4 đỉnh của 4 AO này tạo ra 4 đỉnh của một hình vuông có tâm là Ni2+. Mỗi phối tử CN- có một liên kết phối trí 1 AO_dsp2 trống → Ion phức này có cấu trúc vuông phẳng và nghịch từ.
dsp2 4p 4s 3d8 CN .. CN .. CN .. CN .. Hình 2.1. Dạng hình học ion phức [Ni(CN)4]2-
Ví dụ 3: Xét ion phức [Cr(NH3)6]3+. Thực nghiệm cho biết ion phức này có cấu trúc bát diện đều và thuận từ. Hãy giải thích cấu trúc và tính chất của ion phức trên
Hướng dẫn : (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ion trung tâm Cr3+ có cấu hình electron [Ar]3d3 với sự phân bố 3 electron trong 5 obitan d như sau:
3d3 4s 4p
Khi tạo phức 2 AO_3d trống sẽ lai hóa với AO_4s và 3 AO_4p theo kiểu lai hóa trong d2sp3 tạo thành 6 AO lai hóa tương đương, hướng đến 6 đỉnh của một hình bát diện đều. Cả 6 AO lai hóa này đều trống do đó tạo 6 liên kết phối trí với 6 phân tử
NH3→ Ion phức [Cr(NH3)6]3+ có cấu tạo bát diện đều và có tính thuận từ vì có 3 electron độc thân. d2sp3 4p 4s 3d3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 Hình 2.2. Dạng hình học ion phức [Cr(NH3)6]2+
* Lai hóa ngoài sp3d2: Trong trường hợp này các AO_ns, np và nd tổ hợp tuyến tính với nhau tạo ra các AO đẳng giá, là các AO lai hóa ngoài. Từ “ngoài” được hiểu là do các AO_nd tham gia lai hóa ở phía ngoài so với các AO_ns và np. Vì AO_nd có năng lượng cao hơn năng lượng AO_ns và np nên sự lai hóa ngoài thường khó thực hiện hơn so với lai hóa trong đã xét ở trên. Tuy nhiên, sự lai hóa ngoài cũng được áp dụng để giải thích kết quả thực nghiệm về dạng hình học phân tử và từ tính của phức chất.
Ví dụ 4: Xét ion phức [Ni(NH3)6]2+. Thực nghiệm cho biết ion phức này có cấu trúc bát diện đều và thuận từ. Hãy giải thích cấu trúc và tính chất của ion phức trên
Hướng dẫn :
Ion trung tâm Ni2+ có cấu hình electron [Ar]3d8 với sự phân bố 8 electron trong 5 obitan d như sau:
4p4s 4s
3d8
AO lai hóa ngoài d2sp3 tạo từ 1 AO_4s, 3 AO_4p và 2 AO_4d của Ni2+. Cả 6 AO lai hóa này đều trống sẽ tạo 6 liên kết phối trí với 6 MO_sp3 của 6 phối tử NH3.
4p 4s 3d8 4d NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 NH.. 3 sp3d2