b. Các dung dịch phức trên có màu gì? Tại sao? Cho biết NH3, là phối tử trường mạnh; F- là phối từ trường yếu. phối tử trường mạnh; F- là phối từ trường yếu.
Hướng dẫn
1. Co3+: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6
Dưới tác dụng của trường bát diện 5AOd bị tách mức năng lượng thành hai mức �
2� và �
� và giảm bậc suy biến bậc 5 xuống suy biến bậc ba và bậc hai.
Cấu hình của các phức cụ thể như sau:
[Co(NH3)6]3+ [CoF6]3-
Phức [Co(NH3)6]3+ không có e độc thân nên là phức nghịch từ. [CoF6]3- có e độc thân nên hệ phức thuận từ.
Phức [Co(NH3)6]3+ bền hơn phức [CoF6]3- (theo năng lượng ổn định của trường tinh thể).
a. Nguyên nhân sinh ra 2 vân hấp thụ trên 2 phổ trên là do chuyển mức d-d từ �2� → ��
b. Đối với phức [Co(NH3)6]3+ có ν = 22.000 cm-1
⇒ν = 1 = 22.000⇒λ =
λ 1
22.000
= 4,55.10−5 cm = 455nm
⇒ Phức trên có màu vàng da cam.
- Đối với phức [CoF6 ]3- có γ = 13.000cm-1
⇒ ν= 1
λ == 13.000⇒λ 1
13.000
= 7,69.10−5 =
Câu 20:
Phức [Fe(CN)6]4- có năng lượng tách Δ = 394,2 kJ/mol, phức [Fe(H2O)6]2+ có Δ = 124,2 kJ/mol và biết rằng đối với các phức trên, năng lượng ghép điện tử P = 210,3 kJ/mol.
a) Hãy vẽ giản đồ năng lượng của hai phức, viết và ghi trên giản đồ cấu hình điện tử của hai phức đó và giải thích. hình điện tử của hai phức đó và giải thích.
b) Hãy cho biết phức nào là phức spin cao, phức nào là phức spin thấp, phức nào thuận từ, phức nào nghịch từ, tại sao? phức nào thuận từ, phức nào nghịch từ, tại sao?
Hướng dẫn
a, [Fe(H2O)6] có ∆ = 124,1 < P = 210,2 ⇒6 electron d phân bố đều trên cả 2 mức năng lượng t2g và eg theo quy tắc Hund.
4 2
Cấu hình e trong phức �2���
Phức spin cao, thuận từ Cấu hình electron của ion Fe2+ trong phức Phức [Fe(CN)6]3+ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Fe3+: [Ar]3d5, CN- là phối tử trường mạnh có sự dồn e
5 0
Cấu hình e trong phức � 2��
�
Phức spin thấp, nghịch từ Cấu hình electron của ion Fe2+ trong phức
Câu 21:
Xác định từ tính, phức spin cao hay thấp, năng lượng bền hoá của 2
3
- 3+
phức: [CoF6]và [Co(NH3)6] .
Cho PCo = 64,3 kcal/mol, ∆F = 37,1 kcal/mol, ∆NH3 = 65,8kcal/mol Hướng dẫn
Co3+: [Ar]3d6 , phức bát diện. [CoF6] : có P > ∆
F nên không có sự ghép đôi electron ở mức t2g.
4 2
Cấu hình electron: �2��� . Phức thuận từ, spin cao.
Ebh= 4(- 4Dq) + 2(6Dq) = -4Dq = 0,4∆o F −
= 0,4.37,1 =14,84 kcal/mol
3[Co(NH3)6]3+ có ∆ NH3 > P nên có sự ghép đôi electron ở mức � [Co(NH3)6]3+ có ∆ NH3 > P nên có sự ghép đôi electron ở mức �
2�
Cấu hình electron: �2� Phức nghịch từ, spin thấp.
Ebh= 6(- 4Dq) + 0(6Dq) + 2.P = - 24Dq + 2P
3-
= 2,4∆o + 2P = 2,4 . 65,8 + 2 . 64,3 = 286,52 kcal/mol
Câu 22:
Dựa vào thuyết trường tinh thể vẽ sơ đồ sắp xếp các electron d của ion Co3+, Fe3+ trong các phức bát diện sau: [Co(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3- Biết H2O là phối tử trường yếu và CN- là phối tử trường mạnh.
Hướng dẫn
Phức [Co(H2O)6]3+
Co3+: [Ar]3d6 , H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn e
4 2
Cấu hình e trong phức �2��� (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phức có tính thuận từ Phức [Fe(CN)6]3+
Fe3+: [Ar]3d5 , CN- là phối tử trường mạnh có sự dồn e
Cấu hình e trong phức �6 Phức có tính thuận từ.
Câu 23:
Dựa vào thuyết trường tinh thể, vẽ sơ đồ sắp xếp các electron d của ion Cr3+, Cr2+ trong các phức bát diện sau:
Tính spin toàn phần, so sánh độ bền các phức trên. Hướng dẫn
Cr(24) : [Ar]3d6
Cr3+ : [Ar]3d3
Cr2+ : [Ar]3d4
[Cr(H2O)6]3+ ∆0 < P không có sự ghép đôi e
S=3/ 2 Cr(H2O)6]2+ có ∆0 < P không có sự ghép đôi e
S= 2
[Cr(CN)6 ]3- có ∆0 > P có sự ghép đôi e
S= 1/2
∆0(cm-1) p (cm-1)
Câu 24:
Phổ hấp thụ electron của dung dịch TiCl3 cho dưới đây: 20300
5000 10000 20000 30000 ν (cm-1)
1. Hãy nêu nguyên nhân sinh ra các vân hấp thụ trên các phổ đó .2. Dung dịch TiCl3 có màu gì? Tại sao? 2. Dung dịch TiCl3 có màu gì? Tại sao?
Hướng dẫn:
1. TiCl3 Ti3+ + 3Cl- Ti3+ +6H2O [Ti(H2O)]+
Trong phức chất [Ti(H2O)6]+ dưới tác dụng của trường tạo ra bởi 6H2O Ti3+: [Ar]3d1
Cấu hình e trong phức �1
Electron duy nhất trong ion Ti3+ của phức chất được điền vào 1 trong 3 obitan ở mức năng lượng t2g.
Khi chiếu ánh sáng nhìn thấy vào dung dịch TiCl3 nghĩa là chiếu vào
dung dịch chứa các ion phức [Ti(H2O)6]3+. Electron nhận được năng lượng kích thích của tia sáng có E photon của ánh sáng =∆0 nó chuyển từ mắc năng lượng t2g lên eg. Do đó sinh ra 1 vân hấp thụ.
2. Phức [Ti(H2O)6]3+ có ν = 20300cm-1
ν = 1 = = 493nm dung dịch chứa phức [Ti(H
2O)6]3+ có màu đỏ da cam.
ƛ 20300 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu 25:
2�
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?
Hướng dẫn
Phổ hấp thụ của [Cu(H2O)6]2+ cũng chỉ có một cực đại hấp thụ ở 12500cm-1.
Các ion Cu2+ chỉ có điện tích 2+ nên hút các phối tử yếu hơn Ti3+. Ảnh hưởng của phối tử đến các mây điện tích các electron d sẽ giảm đi nên năng lượng tách nhỏ hơn trường hợp Ti3+. Do đó bức xạ chuyển sang vùng có bước sóng dài.
Câu 26:
Giải thích tại sao Pt2+ và Pd2+ luôn tạo phức vuông phẳng nhưng chỉ có 1 số phức của Ni2+ là vuông phẳng.
Hướng dẫn
Pt2+ và Pd2+ chỉ tạo phức với phối tử trường mạnh nên dạng lai hoá của chúng là dsp2 nên dạng hình học là vuông phẳng.
Ni(28): [Ar]3d84s2
Ni2+: [Ar]3d8
Ni2+ có khả năng tạo phức với phối tử trường yếu và 1 số phối tử trường mạnh như NH3, En, CN- nên dạng lai hoá chủ yếu của chúng là sp3 dạng hình học là dạng tứ diện.
Câu 27:
Hãy tính năng lượng ổn định của trường tinh thể của ion có cấu hình e ngoài cùng d8 trong trường vuông phẳng trong 2 trường hợp
TH1: trường phối tử mạnh TH2: trường phố tử yếu. Hướng dẫn
8 0TH1: trường mạnh . Cấu hình e của phức chất là � TH1: trường mạnh . Cấu hình e của phức chất là �
2��� . � . Vậy năng lượng ổn định trường tinh thể
E1 = 8. 5 . ∆� + 0. 3 5 ∆ � = 16 ∆� 5 5 3
TH2: trường yếu. Cấu hình e của phức chất là �3��� . Vậy năng lượng ổn định trường tinh thể
2E2 = 5. E2 = 5. 5 . ∆� + 3. 3 5 ∆ � = 19 ∆� 5 Câu 28:
Xác định bậc oxi hoá của Co và giá trị x, y trong các phức sau [Co(NH3)6]Clx và [Co(NH3)6Cly ( x≠y). Biết rằng chất đầu là thuận từ còn chất thứ 2 là nghịch từ. Biết Co( Z=27).
Hướng dẫn
Trong phức với NH3, Co thường thể hiện số oxi hoá +3 và +2
3d 4s 4p
Co3+:[Ar]3d6 ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d 4s 4p
Co2+:[Ar]3d7 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
Qua cấu hình trên ta thấy trong phức bát diện Co3+ có thể thuận từ hay nghịch từ, còn Co2+ luôn luôn là thuận từ. Vì chất thứ 2 là [Co(NH3)6Cly là chất nghịch từ nên nó phải là phức của Co3+ → y = 3
Ta có x≠y nên hợp chất thứ 2 [Co(NH3)6Clx → x= 2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Câu 29: