1.2.1. Khả năng tạo phức của Ni(II)
Ni là kim loại thuộc nhóm VIIIB, chu kỳ 4 có cấu hình electron dạng thu gọn [Ar]3d84s2. Ni(II) với cấu hình electron [Ar]3d8 tạo thành một số lượng lớn phức chất với số phối trí đa dạng 3, 4, 5, 6, trong đó số phối trí phổ biến trong các phức của Ni(II) là 4 và 6. Do vậy, dạng hình học của phức Ni(II) thay đổi tương ứng từ tam giác, tứ diện và vng - phẳng, chóp đáy vng và lưỡng chóp đáy tam giác đến bát diện.
+ Phức chất với số phối trí 3 (dạng tam giác): Phức chất của Ni(II) với số phối trí 3 rất ít gặp, chỉ một vài chất: [Ni(NR2)3]-, [Ni(mes)]- với mes là xanh mesityl…
+ Phức chất với số phối trí 4:
- Phức tứ diện: Phức chất tứ diện của Ni(II) thường được tạo bởi các phối tử trường yếu như: NiCl42-
, NiBr42-, …
- Phức chất dạng vuông phẳng: Các phức chất vuông phẳng của Ni(II) rất đa dạng và phong phú, điển hình như [Ni(CN)4]2-, [NiL2X2] với L là PR3, X = Cl, Br, I. Đặc biệt là các phối tử hữu cơ 2 càng như dimetylglyoxim (dmg) tạo thành các phức chất kiểu Ni(dmg)2 hay Ni(dmg)2X2.
Hình 1.20. Phức chất của Ni(II) với dimetylglyoxim
+ Phức chất với số phối trí 5: Số lượng phức chất của Ni(II) với số phối trí 5 cũng rất ít, chẳng hạn như phức chất của Ni(II) với phối tử một càng kiểu [NiL5]3-,
[NiL3X2],…Dạng hình học của các phức này có thể là lưỡng chóp tam giác hay chóp
đáy vng. Hai dạng cấu tạo này có thể chuyển đổi với nhau tùy điều kiện. Ví dụ: ion phức [Ni(CN)5]3- có thể có cả 2 dạng hình học trên nhưng dạng chóp đáy vng nhiều hơn.
+ Phức chất với số phối trí 6: Ni (II) tạo thành một số lượng lớn phức chất bát diện với các phân tử trung hòa, đặc biệt là các amin (kể cả NH3) như: [Ni(H2O)6]2+, [Ni(H2O)2(NH3)4]2+, [Ni(NH3)6]2+, [Ni(en)3]2+ với en là etylenđiamin,…
Một trong các điểm nổi bật trong phức chất của Ni(II) là giữa các kiểu cấu trúc của phức chất tồn tại những cân bằng phức tạp, cân bằng giữa các dạng hình học khác nhau của một số loại phức phụ thuộc vào nhiệt độ và nồng độ của các cấu tử. Các cân bằng đó có thể là: tứ diện – vuông phẳng, bát diện – vuông phẳng, monomer – polymer.
Hình 1.21. Sự tách mức năng lượng của các obitan d và sự sắp xếp electron của ion Ni2+(d8) trong trường đối xứng bát diện, bát diện lệch và vng phẳng
Từ hình vẽ cho thấy: đối với phức chất vuông phẳng của Ni (II), 8 electron được xếp trên 4 obitan dxz, dyz, dxy, dz2. Trạng thái này có mức năng lượng thấp hơn (bền hơn) nhiều so với trạng thái trong phức chất bát diện lệch. Do vậy Ni(II) với cấu hình d8 có xu hướng tạo thành các phức chất vuông - phẳng. Thực tế Ni là nguyên tố tạo thành phức chất vuông phẳng nhiều nhất trong dãy chuyển tiếp thứ nhất.