Bài 16. Dựa vào thuyết trường tinh thể, hóy mụ tả sơ đồ tỏch cỏc orbital d của kim
loại trong phức, cấu hỡnh electron của ion trung tõm trong cỏc phức: [Ni(NH3)4]2+ tứ diện, [Ni(CN)6]4− bỏt diện, [Ni(CN)4]2− vuụng phẳng, [FeCl4]− tứ diện, [Pd(CN)4]2−
vuụng phẳng, [Ir(NH3)6]3+ bỏt diện spin thấp, [Pt(CN)4]2−vuụng phẳng, [CoCl4]2−tứ diện.
Hướng dẫn giải:
Phức chất Hỡnh dạng Cấu hỡnh e của ion tự do
cấu hỡnh e của ion TT trong phức chất Số e độc thõn [Ni(NH3)4]2+ tứ diện 3d8 eg4t2g4 2 [Ni(CN)6]4− bỏt diện 3d8 t2g6eg2 2 [Ni(CN)4]2− vuụng phẳng 3d8 t2g6eg2 0 [FeCl4]− tứ diện 3d5 eg3t2g2 5 [Pd(CN)4]2− vuụng phẳng 4d8 t2g6eg2 0 [Ir(NH3)6]3+ bỏt diện 5d6 t2g6 0 [Pt(CN)4]2− vuụng phẳng 5d6 t2g6 0 [CoCl4]2− tứ diện 3d7 eg5t2g2 3
Bài 17. Năng lượng tỏch ΔO (kJ/mol) của 3 6
[CoF ]− phức bỏt diện, thuận từ là 156
33 6 3 6
[Co(NH ) ] +phức bỏt diện, nghịch từ là 265 . Hóy xột cấu trỳc và tớnh chất của 2 phức trờn theo phương phỏp VB và phương phỏp trường tinh thể. Biết ZCo = 27, năng lượng ghộp đụi electron P = 210kJ/mol.
Hướng dẫn giải: Xem lại sự khảo sỏt hai phức chất này trong phần cơ sở lý thuyết và so sỏnh giữa hai thuyết.
Bài 18. Hóy vẽ giản đồ phõn tỏch mức năng lượng của cỏc obitan d trong trường
tinh thể của mỗi phức sau: [Cr(CN)6]3-, [Cr(NH3)6]2+ và [Cr(CN)6]4-.
Hướng dẫn giải:
- Cấu hỡnh electron của Cr2+ là 3d4 và Cr3+ là 3d3, CN- là phối tử trường mạnh, NH3
là phối tử trường yếu nờn giản đồ tỏch mức năng lượng của cỏc obitan d trong 3 trường hợp trờn là:
[Cr(CN)6]3- [Cr(CN)6]4- [Cr(NH3)6]2+
)
Cõu 19. Phức kali xiano K1 của nguyờn tố A cú momen từ à = 3,87 B.M. Hợp chất cú cực đại hấp thụ tương ứng với bước chuyển d-d tại 26700 cm-1. Phản ứng khử ion A2O72- (cú mầu da cam) bằng etanol trong mụi trường axit tạo ra ion trung tõm của phức xiano. Phức K1 bị khử bởi kali trong amoniac lỏng cho phức xiano K2 (cú số phối trớ khụng thay đổi). Bằng cỏch thay đổi tất cả phối tử trong K2 bằng amoniac, momen từ của phức K3 thu được tăng lờn thành à = 4,9 B.M..
a. Hóy cho biết A là nguyờn tố nào?
b. Hóy cho biết cụng thức và gọi tờn phức K1.
c. Hóy biểu diễn sự phõn bố của electron trờn cỏc obitan d của nguyờn tử trung tõm trong phức K1.
d. Cho cỏc phối tử H2O, Cl- và F- cỏc cỏc giỏ trị năng lượng tỏch: 158 kJ/mol, 182 kJ/mol và 208 kJ/mol. Hóy cho biết năng lượng tỏch tương ứng với mỗi phối tử. Giải thớch
e. Hóy cho biết cụng thức và gọi tờn của phức K2.
g. Hóy biểu diễn sự phõn bố của electron trờn cỏc obitan d của nguyờn tử trung tõm trong phức K2 và K3, và cho biết phức là spin cao hay spin thấp?
h. Phức K2 cú cấu trỳc bỏt diện lệch. Hóy cho biết tờn gọi của hiệu ứng gõy ra điều này.
Hướng dẫn giải: a. Cr
b. K3[Cr(CN)6], kali hexaxiano cromat (III); c.
; à = 3(3+2) =3,87àB
d. H2O: 20 kJ/mol; Cl-: 158 kJ/mol; F-: 182 kJ/mol. e. K4[Cr(CN)6], kali hexaxiano cromat (II).
spin thấp spin cao h. Hiệu ứng Jahn- Teller.
Bài 20. Cho ion phức [Cr(H2O)6]2+ cú năng lượng ghộp đụi là 23500 cm-1. Năng lượng tỏch là 13900 cm-1. Tớnh năng lượng ổn định trường tinh thể đối với phức spin cao và spin thấp. Phức nào bền hơn? Giải thớch.
Hướng dẫn giải:
Theo đề bài ta cú: ∆ < P
Cr2+ cú cấu hỡnh electron lớp ngoài cựng là :3d4
+ Đối với phức spin cao thỡ theo thuyết trường tinh thể thỡ phức cú dạng: t2g3eg1(1) + Đối với phức spin thấp thỡ theo thuyết trường tinh thể thỡ phức cú dạng: t2g4eg0(2) Tớnh năng lượng ổn định trường tinh thể:
E1= 3. 2 5∆0 + 3 5∆0 = 9 5∆0 E2= 4.2 5∆0 = 8 5∆0
Vậy phức cú spin cao cú năng lượng ổn định trường tinh thể lớn hơn nờn bền hơn phức cú spin thấp.
Bài 21. Giải thớch tại sao Pt(II) và Pd(II) luụn tạo phức vuụng phẳng nhưng chỉ cú
một số phức của Ni(II) là vuụng phẳng?
Bài làm:
- Pt(II) và Pd(II) chỉ tạo phức với phối tử trường mạnh nờn dạng lai húa của chỳng là dsp2 nờn dạng hỡnh học của chỳng là dạng vuụng phẳng.
- Ni(II) tạo phức với phối tử trường yếu và 1 số phối tử trường mạnh như NH3 ; En; CN- nờn dạng lai húa chủ yếu của chỳng là sp3 nờn dạng hỡnh học chủ yếu của phức là dạng tứ diện.