Kim loại chuyển tiếp
Phức chất 2
các phối tử. Dạng hình học của phức phụ thuộc vào số lượng các phối tử phối trí với nguyên tử kim loại trung tâm. Phức có số phối trí 6 thường ưu tiên dạng hình học bát diện.
1. Vẽ cấu trúc các đồng phân có thể có của các phức cho dưới đây. Đánh dấu (*) vào các đồng phân quang học. Đối với mỗi trường hợp hãy đánh dấu cấu trúc vừa vẽ bằng các từ ngữ mô tả lập thể của phức (như cis, trans, mer, fac). Với trường hợp (iii) hãy gọi tên mối quan hệ tồn tại giữa các đồng phân.
b) MX4Y2 c) MX3Y3
d) M(en)2X2 (en: etylenediamin), kí hiệu ∩
Một trong số các lý thuyết để giải thích liên kết trong phức chất là thuyết liên kết hóa trị (VB) của Linus Pauling. Nó giải thích rằng các hợp chất phức chứa các ion phức tạp được tạo thành do có sự hình thành liên kết phối trí giữa ion với phối tử. Liên kết được hình thành bằng cách các phối tử dùng cặp e chưa liên kết tạo liên kết cho nhận với obitan trống có năng lượng tương ứng của kim loại. Lý thuyết này tập trung vào obitan nguyên tử mà kim loại sử dụng để tạo liên kết. Nó rất có ích trong việc giải thích dạng hình học và tính bền của các phức chất.
2. Đối với các phức sau đây, dùng thuyết VBT để vẽ giản đồ obitan. Chỉ ra sự phân bố electron trong phối tử cũng như của ion trung tâm. Đồng thời cho biết dạng lai hóa và dạng hình học của mỗi phức.
u) Fe(CO)5 v) Ni(CO)4
Thuyết VBT chỉ thành cơng khi giải thích dạng hình học nhưng nó có rất nhiều hạn chế. Ví dụ như đối với các phức có số phối trí 4 thì khơng thể tiên đốn được phức đó ở dạng tứ diện hay vuông phẳng. Thuyết trường tinh thể (CFT) được đề xuất bởi Bethe và van Vleck đã giải quyết được các giới hạn trên và đồng thời cịn giải thích được tính chất phổ và màu của phức chất.. Dựa vào sự tách mức năng lượng obitan d thì các phối tử được sắp xếp theo các thứ tự gọi là dãy phổ hóa học. Thứ tự của dãy phổ hóa học nói chung như sau: phối tử halogen < phối tử oxy < phối tử nito < phối tử cacbon
3. Dựa vào các thông tin cho trên hãy vẽ sự tách mức obitan d. Chỉ ra sự phân bố electron ở kim loại trung tâm ở các phức tương ứng và tính momen từ đối với các phức thuận từ.
a) K4[Co(CN)6] b) K4[Co(ox)3]
4. Xét phức nghịch từ [M(en)3](ClO4)3 với M là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất. Trả lời các câu hỏi sau cho phức này.
c) Xác định M
d) Phức này có phải là tác nhân oxy hóa mạnh khơng?
e) Vẽ tất cả các đồng phân lập thể có thể có trong phức. (Đánh dấu (*) vào các đồng phân quang học, nếu có).
5. Xác định số electron d ở các nguyên tử trung tâm trong các oxit dưới đây. Đồng thời chỉ ra oxit nào có màu cịn oxit nào khơng màu. Giải thích ngắn gọn
3. TiO2 4. Fe2O3.
6. Viết tên IUPAC của các phức sau đây: a) [Co(NH3)6]Cl3
b) K4[Fe(CN)6] c) Fe(C5H5)2
Trong hầu hết các phản ứng của hợp chất cơ kim thì xảy ra các biến đổi sau đây: (a) phản ứng thế phối tử hay sự phân ly phối tử, (b) cộng oxy hóa, (c) tách khử, (d) sự chuyển dịch vị trí, (e) vịng hóa electron. Dựa vào các bước cơ bản này (có thể có nhiều hơn) thì các chu trình xúc tác có thể được đề xuất. Một chu trình xúc tác được nghiên cứu là phản ứng chuyển hóa metanol thành axit axetic dưới đây.
CH3OH + CO Rh cat.I −
→ CH3CO2H (toàn lượng)
Các bước trong chu trình được đánh dấu là (1), (2), (3), và (4); hợp chất trung gian được đánh dấy là I, II, III, và IV.
7. Đánh dấu các bước với các chữ cái từ a-e từdanh sách các phản ứng đã cho ở trên. Với mỗi hợp chất trung gian hãy xác định trạng thái oxy hóa và cấu hình electron d của nguyên tử kim loại trung tâm (Ví dụ Mo(II) d4). Đánh dấu (*) bên cạnh mỗi phức chưa bão hòa chứa 16 electron.
Phức chất 3