Kim loại chuyển tiếp
Phức chất của nickel
Mỗi phức chất được kí hiệu bởi một chữ cái như sau:
A: [Ni(NH3)6]2+ B: [Ni(NO2)6]4- C: [Ni(OH2)6]2+
D: [Ni(NH3)2(OH2)4]2+ E: [Ni(en)(OH2)4]2+
F: [Ni(en)3]2+ G: [Ni(CO)4]
(i) Dưới đây là tên gọi của một số phức chất. Nếu bạn tìm thấy tên của một số phức chất ở trên thì hãy điền vào ơ trống các chữ cái tương ứng.
hexaamminenickel(III) _____ hexaaquanickel(II) _____
hexaethylendiaminonickel(II) _____ hexanitratonickel(II) _____
diamminetetraaquanickel(II) _____ tetraaquaethylendiaminonickel(II) _____
tetracarbonylnickel(II) _______ tetracarbonylnickel(0) _____
Chúng ta hãy cùng tìm hiểu kĩ hơn về ba phức bát diện A, B, C.
(ii) Viết cấu hình electron hồn chỉnh của nguyên tử trung tâm trong các phức chất trên.
(iii) Vẽ giản đồ biểu diễn sự tách mức năng lượng của các orbital d của Ni trong phức bát diện. Dự đốn tính chất từ.
Các nhà khoa học đã đo được giá trị năng lượng tách ΔO của các phức chất A, B, C. Bạn có thể xác định chúng trong bảng sau đây theo các đơn vị năng lượng khác nhau.
(iv) Bổ sung các giá trị ΔO còn thiếu và điền các chữ cái (A, B, C) tương ứng với các phức chất vào hàng đầu tiên.
Phức chất
ΔO/cm-1 8500 10800
ΔO/eV 1.34 1.61
ΔO/kJ mol-1 101.68 155.51
(v) Tính năng lượng bền hố trường phối tử của phức chất có ΔO = 10800 cm-1 theo eV.
(vi) Trong tính tốn này bạn khơng cần quan tâm tới năng lượng ghép cặp P, bởi (i) … đây chỉ là một giá trị gần đúng, có thể bỏ qua P.
(ii) … bạn chỉ cần quan tâm đến P trong các orbital nằm ở mức năng lượng cao hơn các orbital khác.
(iii) … nguyên tử Ni trung tâm ở trong trường phối tử hình cầu có cùng số spin ghép cặp.
(iv) Tất cả đều sai. Phải tính đến P.
Hai cân bằng hố học sau tồn tại trong dung dịch lỗng ở 298 K (en = ethane-1,2-diamine) (1) [Ni(OH2)6]2+ + 2 NH3 ⇌ [Ni(NH3)2(OH2)4]2+ + 2 H2O
(2) [Ni(OH2)6]2+ + en ⇌ [Ni(en)(OH2)4]2+ + 2 H2O Cân bằng (1) có lnKc = 11.60 và ΔRH° = -33.5 kJ
(vii) Phức chất D [Ni(NH3)2(OH2)4]2+ hay E [Ni(en)(OH2)4]2+ bền về mặt nhiệt
động hơn? Tên gọi của hiệu
ứng làm bền hố là gì?
1. Hiệu ứng cặp trơ (inert-pair).
2. Hiệu ứng càng. 3. Cộng hưởng. 4. Hiệu ứng trans.
(viii) Tính entropy phản ứng ΔRS° của (1) và (2).
Cho cân bằng (3) như sau: [Ni(NH3)2(OH2)4]2+ + en ⇌ [Ni(en)(OH2)4]2+ + 2 NH3 (ix) Tính ΔRH, ΔRS° và ΔRG° của (3).
(x) Phức chất D Ni(NH3)2(OH2)4]2+ có hai đồng phân lập thể. Hãy vẽ hai đồng phân đó dựa vào khung bát diện sau và xác định cấu hình của chung.
(xi) Vẽ đồng phân Λ của phức chất F [Ni(en)3]2+ dựa vào khung bát diện sau.
en = Λ [Ni(en)3]2+
Cuối cùng, hãy nghiên cứu về phức nghịch từ G [Ni(CO)4] theo quan điểm của thuyết liên kết hoá trị VB Pauling.
(xii) Trong sơ đồ VB của phức chất G dưới đây
a) Hãy biểu diễn các electron (cặp electron) của nguyên tử Ni trung tâm bằng kí hiệu ↑ và ↑↓
b) Đánh dấu các orbital bị chiếm bởi các cặp electron từ phối tử bằng dấu X.
(xiii) Xác định trạng thái lai hoá của nguyên tử trung tâm Ni trong phức chất G. Dự đốn dạng hình học của lai hố này.
N N
c. vuông phẳng d. lăng trụ tam giác
(xiv) Một trong các giản đồ MO dưới đây biểu diễn đúng thứ tự mức năng lượng của các orbital phân tử của CO. Hãy xác định giản đồ đúng bằng cách điền thêm các electron (bằng kí hiệu mũi tên) vào orbital. Xác định LUMO.
Phức chất của cobalt 1