Palađi được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803. Nguyên tố này được Wollaston đặt tên năm 1804 theo tên gọi của tiểu hành tinh Pallas, được phát hiện hai năm trước đó
Palađi (tên tiếng La - tinh là Palladium), có số thứ tự là 46 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có cấu hình electron là 1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d85s2, thuộc chu kì 5, nhóm VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học của Menđeleep. Palađi là một trong số những kim loại quí, màu xám nhạt, tương đối mềm, nhẹ nhất, dễ nóng chảy nhất và có khả năng phản ứng nhất trong các kim loại họ platin. Trong các hợp chất, palađi thể hiện số oxi hoá +2, +4. Trong đó trạng thái oxi hoá +4 (PdO2, K2[PdCl6]) có tính oxi hoá mạnh, không bền. Trong tự nhiên, nguyên tố palađi tồn tại một số đồng vị, tỷ lệ các đồng vị của palađi tương đối đồng đều, trong đó 2 đồng vị 106Pd và 108Pd chiếm nhiều nhất.
102Pd : 0,96% 104Pd : 10,97% 105Pd : 22,21%
106Pd : 27,30% 108Pd : 26,93% 110Pd : 11,83%
Niken (tiếng La - tinh là Niccolum), có số thứ tự là 28 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, có cấu hình electron là 1s22s22p63s23p6 3d84s2, thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học.
Niken là kim loại có màu trắng, tương đối cứng, ở dạng bột có màu đen, có thể tự cháy trong không khí. Trong các hợp chất, niken có số oxi hoá là +2, +3 trong đó trạng thái oxi hoá +3 rất kém bền. Trong tự nhiên, niken tồn tại các đồng vị khác nhau với tỷ lệ số nguyên tử tương ứng như sau [3], trong đó 58Ni chiếm tỷ lệ cao nhất.
58Ni : 67,76% 60Ni: 26,16% 61Ni : 1,25% 62Ni : 3,67% 64Ni : 1,16%
Kẽm (tiếng La - tinh là Zincum), có số thứ tự là 30 trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, thuộc chu kỳ 4, nhóm IIB trong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học với cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d104s2. Kẽm là kim loại có màu trắng xanh, có tính chất hóa học gần giống với magiê, vì ion của chúng có kích thước giống nhau và có trạng thái oxi hóa thông thường duy nhất là +2. Kẽm là nguyên tố phổ biến thứ 24 trong lớp vỏ Trái Đất và có 5 đồng vị bền, trong đó có nguyên tử khối 64u chiếm nhiều nhất:
64Zn: 48,60% 66Zn: 27,90% 67Zn: 4,10% 68Zn:18,80% 70Zn: 0,60%
Kẽm thuộc số nguyên tố quan trọng về mặt sinh vật học. Cây cối thường chứa một lượng kẽm đến 10-4 %, nhưng trong những loại cây đặc biệt, lượng kẽm lớn hơn nhiều. Như cây plantago chứa 0,02% kẽm, còn các hoa quả tím chứa 0,05%
kẽm. Người ta đã biết rằng một lượng ít kẽm cần thiết cho sự sinh trưởng và sinh hoa quả của rất nhiều cây cối. Về phía động vật, những thí nghiệm với chuột cũng cho thấy như thế. Một số hợp chất của kẽm được dùng trong y học như ZnO dùng làm thuốc giảm đau dây thần kinh, chữa eczema, chữa ngứa... ZnSO4 được dùng làm thuốc gây nôn, thuốc sát trùng, dung dịch 0,1- 0,5% làm thuốc nhỏ mắt chữa đau kết mạc.
1.3.2. Khả năng tạo phức của palađi, niken và kẽm 1.3.2.1 Khả năng tạo phức của palađi
Ion Pd2+ có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d104s24p64d8, bền trong môi trường nước, dung dịch loãng có màu vàng, dung dịch đặc hơn có màu vàng sẫm đến nâu. Cũng như các ion kim loại nhóm d khác, nó có khả năng tạo phức với hầu hết các phối tử như Cl–, I–, CN–, SCN–... Các phức chất này có số phối trí phổ biến bằng 4 với cấu hình vuông phẳng như [PdCl4]2–, [PdI4]2–... .
Cấu hình vuông phẳng còn phổ biến trong các hợp chất của Pd dưới dạng rắn như PdCl2. Song trong một số phức chất ion Pd2+ cũng thể hiện số phối trí 5, 6 có nghĩa là có sự tương tác yếu giữa ion trung tâm với các phối tử phía trên và phía dưới mặt phẳng hình vuông. Ví dụ như ion phức [Pd(ĐMG)2OH]– (ĐMG: đimetyl glioxim) có số phối trí 5 với cấu trúc tháp đáy vuông hình thành khi palađi đimetyl glioximat tan trong môi trường kiềm.
1.3.2.2 Khả năng tạo phức của niken:
Ion Ni2+ có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d8, có khả năng tạo phức lớn, bền trong môi trường nước, cho dung dịch màu lục sáng tạo nên bởi phức aqua [Ni(H2O)6]2+.
Các phức chất của Ni(II) đã được biết từ rất lâu với số phối trí đặc trưng là 4 và 6. Các phối tử trường mạnh thường tạo với Ni2+ những phức chất vuông phẳng nghịch từ như [Ni(CN)4]2–. Các phối tử trường yếu tạo phức chất tứ diện như [NiCl4]2–... còn với phối tử thuộc trường trung bình thường tạo với Ni2+ những phức bát diện, thuận từ như [Ni(H2O)6]2+, [Ni(NH3)6]2+...[2]
dx2-y2
dxy
dz2
dxz, dyz
Tứ diện Td Ion tự do Bát diện Oh Bát diện lệch D4h Vuông phẳng D4h Hình 1.1: Sự tách mức năng lượng và sự sắp xếp electron của ion Ni2+ (d8)
trong các trường đối xứng.
Từ hình 1.1, chúng ta thấy rằng đối với phức chất vuông - phẳng, 8 electron được sắp xếp trên 4 obitan dxz, dyz, dz2 và dxy trạng thái này co mức năng lượng thấp nhất nên ion Ni2+ có xu hướng tạo phức chất vuông - phẳng. Điều này phù hợp với thực tế là Ni2+ tạo nhiều phức chất vuông - phẳng nhất, đặc biệt là các phối tử hữu cơ hai càng [2].
Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng, phức chất của thiosemicacbazon với Ni2+
thường thể hiện sốp phối trí 4, liên kết được thực hiện qua bộ nguyên tử cho là N (1) và S.
Ngoài các phức chất phổ biến với mức oxi hóa +2 của niken, thì phức chất với mức oxi hóa thấp (“0”) của niken cũng tạo thành với các hợp chất cacbonyl và phức chất cơ kim, ví dụ như Ni(CO)4, Ni(C2H5)2 [2]...
1.3.2.3 Khả năng tạo phức của kẽm
Trạng thái oxi hóa phổ biến của kẽm là +2 với cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d10. Zn(II) tạo được nhiều phức chất khác nhau với nhiều thuốc thử: Tạo phức ít bền với các phối tử axetat, clorua, florua, thioxianat, tatrat; tạo phức bền với oxalat, xitrat, sunfosalixylat, axetyl axeton, etylendiamin, amoniac, EDTA. Đặc biệt Zn(II) tạo được hợp chất nội phức có màu với nhiều thuốc thử hữu cơ được ứng dụng trong hoá phân tích như: Zn(II) tạo với thuốc thử PAN phức màu đỏ hồng - bền, với murexit phức màu xanh tím, với ericromden T phức màu đỏ vàng, với dithizon phức màu đỏ mận [2]...
Đã có nhiều công trình nghiên cứu, tổng hợp phức chất của Pd(II), Ni(II) và Zn với thiosemicacbazon [8, 9, 34]. Phức chất tạo thành thường có 2, 3 vòng càng và thường có cấu hình vuông phẳng hay bát diện.
Ví dụ phức chất của Ni(II) với 2 – oximino -3 – thiosemicacbazon - 2, 3 - butanđion là phức vuông - phẳng [9].
Hình 1.2: Phức vuông - phẳng của niken(II) 2 – oximino – 3 – thiosemicacbazon - 2, 3 – butanđion.
Hình 1.3: Phức bát diện của Zn(II) với bis(4 - phenylthiosemicacbazon)
axetylaxeton.
Tóm lại, Pd(II), Ni(II) và Zn(II) đều có khả năng tạo phức chất tứ diện hay vuông phẳng với số phối trí phổ biến là 4. Ngoài ra, Zn(II) và Ni(II) còn có khả năng tạo phức chất với cấu hình bát diện với số phối trí 6. Điều này hoàn toàn phù hợp với đặc điểm cấu hình electron của các ion kim loại này. Do sự đa dạng về khả năng phối trí Pd(II), Ni(II) và Zn(II) đã và đang dành được sự quan tâm của nhiều nhà khoa học nghiên cứu về phức chất trong và ngoài nước.