*) Đồng kim loại:
Kí hiệu hoá học : Cu
Số hiệu nguyên tử : 29
Khối lợng nguyên tử : 63,546 đvc Cấu hình electron : [Ar] 3d104s1
Năng lợng ion hoá(eV) : I1= 7.72; I2=20.29 ; I3=36.90 Bán kính nguyên tử: 1.2 A0.
Cấu trúc đơn chất : Tinh thể lập phơng tâm mặt. Khối lợng riêng : 8.96 g/cm3.
Nhiệt độ sôi : 26000C.
Đồng là kim loại nặng có ánh kim, dễ rèn, có màu đỏ , dẫn điện và dẫn nhiệt tốt.
Đồng là kim loại kém hoạt động có khả năng thể hiện trạng thái oxihoa +1, +2, +3. Trong đố trạng thái +2 là đặc trng nhất.
∗) Khả năng tạo phức của Cu(II):
Cu+2 có cấu hình electron ngoài cùng là 3d9 là chất tạo phức mạnh. Trong nớc Cu2+ tồn tại ở dạng ion phức aquơ {Cu(H2O)6]2+ có cấu hình bát diện lệch với ion Cu ở trung tâm , trong đó 2 phân tử nớc ở cách xa hơn so với 4 phân tử còn lại. Cu2+ là chất tạo phức mạnh, số phối trí cực đại của Cu bằng 6 ứng với các phức bát diệt có cấu trúc sau.
[σlk
z2]12[πd]6[σplk
z2]2[σplk x2-y2]
Vì trên obitan [σplk
x2-y2] chỉ có 1 nên liên kết của Cu2+ với phối tử tạo thành với các obitan [σplk
x2-y2] bền hơn tạo thành với các obitan [σlk
z2]. Nói cách khác là 4 phối tử trong mặt phẳng xy liên kết với Cu bền hơn 2 phối tử nằm trên trục z .
Do đó khoảng cách giữa Cu2+ và các phối tử nằm trên mặt phẳng xy ngắn hơn khoảng cách giữa Cu2+ và các phối tử nằm trên trục z. Đôi khi sự khác nhau đó lơn hơn đến nỗi các phức Cu(II) có thể xem là phức chất vuông. Nh vậy, ng- ời ta thờng gặp các hợp chất trong đó số phối trí của đồng bằng 4 (hình vuông) và 6 (bát diện). Trên thực tế, phức của Cu2+ không tồn tại bát diện đều mà ở dạng bát diện biến dạng (kéo dài trục Z) và đặc biệt là có cấu tạo phẳng với số phối trí 4. Có nhiều phức vuông phẳng tạo bởi Cu2+, dải hấp thụ chuyển d-d th- ờng nằm trong vùng 16000-18000 cm-1 (625-555nm).
Đối với Cu(II) cả phức cation và anion đều rất đặc trng . Chẳng hạn nh khi hoà tan muối Cu(II) vào khay nớc hay cho CuO (màu đen) và Cu(OH)2 (màu xanh da trời) tác dụng với axit thì tạo thành các phức aquơ màu xanh da trời kiểu [Cu(H2O)6]2+.
Các phức chất của anion, các cuprat (II) cũng đặc trng đối với Cu(II). Chẳng hạn khi đun nóng trong các dung dịch kiềm đặc Cu(OH)2 bị hoà tan mot phần tạo thành hydroxocuprat (II) màu xanh thẫm kiểu M2I[Cu(OH)4]. Ngời ta cũng biết nhiều phức chất anion của Cu(II) với các anion cacbonat, sunfat và các anion phức tạp khác, chẳng hạn tách đợc kalicacbonatocuprat (II): K2Cu(CO3)2 màu xanh sẫm. Khác với Cu(CN)2 các xyanocuprat (II) M2I[Cu(CN)4] rất bền và dễ tan trong nớc.
Bảng 1.4 : Trạng thái oxihoa và lập thể của Cu:
Trạng thái oxihoa Số phối trí Cấu trúc hình học Ví dụ
Cu(I): d10 2 3 4(*) Thẳng Mặt phẳng Tứ diện [Cu(NH3)2]2+ K[Cu(CN)2] [Cu(CN)4]3- Cu(II):d9 4 5 5 4(*) 6(*) Tứ diện(biến dạng) Lỡng chóp tam giác Chóp vuông Vuông phẳng Bát diện (biến dạng) Cr[CuCl4] [Cu(dipy)2I] [Cu(DMG)2I] [Cu(py)4]2+ K2[Cu(EDTA)] Cu(III): d8 4 6 Vuông phẳng Bát diện KCuO4 K3CuF6 Trong đó: (*) Là trạng thái phổ biến nhất
*) Hoạt tính sinh học của đồng và phức đồng.
Đồng có một lợng bé trong động vật và thực vật. Trong cơ thể con ngời, đồng có trong thành phần của một số protêin, enzim và tập trung chủ yếu ỏ gan. Hợp chất của đồng là cần thiết đối với quá trình tổng hợp hemoglobin và photpholipit. Sự thiếu đồng gây nên bệnh thiếu máu. Trong máu của động vật bậc thấp (ốc, sò và động vật thân mềm) có chất màu là hemoxiamin, chứa đồng và có chức năng nh hemoglobin ở trong máu của động vạt có xơng sống. Hợp chất của đồng không độc bằng hợp chất của kim loại nặng nh chì và thuỷ ngân. Muối đồng rất độc đối với nấm mốc và rêu tảo. Ngời ta dùng CuSO4 để chống mốc cho gỗ, dùng nớc boocđô là hỗn hợp của dung dịch CuSO4 và sữa vôi để trừ bọ cho một số cây. Dùng nớc felinh là dung dịch của CuSO4 và kalinatritactrat ( KNaC4H4O6) trong dung dịch NaOH 10% trong y học để xác định hàm lợng đ- ờng trong nớc tiểu của ngời mắc bệnh đái tháo đờng [4].
Một số kết quả về khả năng kháng khuẩn của thiosemicacbazit và thiocacbazon salixyandehit (H2thsa), thiosemicacbazon isatin (H2this) và phức tạo thành của phối tử đó với đồng.
Bảng1.5: Hoạt tính kháng khuẩn Hthsc, H2thsa, H2this và phức chất của chúng
Khuẩn
Chất BP BS SL Sta EC Shi Ty Pro Psen
Hthsc - - - - H2thsa ++ ++ + - + ++ + ++ + H2this - - - + - - - H2thac ++ - - - - + - - - Cu(Hthsa)Cl.H2O +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ Cu(Hthsc)Cl2 + - - - + + - Cu(Hthac)Cl.H2O +++ + - - + + + +++ -
Gạch ngang (-) chỉ rằng hợp chất không có hoạt tính ở nồng độ 1000àg/ml hoặc thấp hơn.