Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
CHUYÊN ĐỀ: PHỨC CHẤT
MỤC LỤC
PHẦN 1: LÝ THUYẾT...................................................................................................................2
I. KHÁI NIỆM.............................................................................................................................2
II. CẤU TẠO PHỨC CHẤT.......................................................................................................2
III. DANH PHÁP.........................................................................................................................3
IV. ĐỒNG PHÂN.........................................................................................................................4
V. GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT..............................................................6
VI. TÍNH CHẤT........................................................................................................................13
VII. ỨNG DỤNG........................................................................................................................15
PHẦN 2: BÀI TẬP........................................................................................................................16
TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................................37
1
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
PHẦN 1: LÝ THUYẾT
I. KHÁI NIỆM
1. Khái niệm
Khái niệm phức ở đây chủ yếu được giới hạn trong những phân tử loại ML k, trong đó k ion
hay phân tử L được gọi là phối tử phân bố một cách xác định chung quanh nguyên tử hay ion
kim loại chuyển tiếp M được gọi là ion tạo phức, nguyên tử tạo phức hay nói chung là hạt tạo phức.
2. Ví dụ
- Một số phức chất là chất điện ly, khi phân ly thành ion phức: H2[SiF6]; H[AuCl4] (axit);
[Cu(NH3)4](OH)2 (bazơ) ; K2[HgI4] (muối).
- Ngoài ra còn những phức chất không là chất điện ly, không tồn tại những ion phức: [Pt(NH3)2Cl2];
[Ni(CO)4].
- Phần viết trong ngoặc vuông bao gồm hạt tạo phức và các phối tử gọi là cầu nội hay còn gọi là cầu
phối trí.
II. CẤU TẠO PHỨC CHẤT
1. Nguyên tử trung tâm
Chất tạo phức có thể là ion hay nguyên tử và thường được gọi chung là nguyên tử trung tâm.
Phối tử hay ligand là ion ngược dấu hay phân tử trung hòa điện được phối trí xung quanh nguyên tử
trung tâm. Điện tích cầu nội là tổng điện tích của các ion ở trong cầu nội. Những ion nằm ngoài
ngược dấu với cầu nội tạo nên cầu ngoại.
Ví dụ : Trong phức [Cu(NH3)4](OH)2 cầu nội là [Cu(NH3)4]2+ (gồm ion Cu2+ và 4 phân tử
NH3) và cầu ngoại là 2 ion OH- .
Cầu nội của phức chất có thể là cation (ví dụ: [Cu(NH3)4] 2+, có thể là anion (ví dụ:[AuCl4],
[SiF6] 2- ), có thể là phân tử trung hòa điện, không phân ly trong dung dịch (ví dụ: [Ni(CO)4] ).
Như vậy hạt tạo phức có thể là ion (Cu2+, Au3+...) hay nguyên tử (Ni, Co...) có thể là kim
loại hay không kim loại (Si).
2. Phối tử
Các phối tử phức thường là các ion F-, Cl-, CN-, ... và các phân tử trung hòa điện như H2O,
NH3, pyridin (C5H5N).
Dựa vào số nguyên tử mà phối tử có thể phối trí quanh hạt tạo phức, người ta chia phối tử ra
làm phối tử một càng (ví dụ F-, OH-, NH3... ) hay phối tử nhiều càng.
Ví dụ: phối tử 2 càng như phân tử etylendiamin (viết tắt en), ngoài ra còn có phối tử 4 càng
như EDTA (etylendiamintetra axetic), 6 càng như trilon B.
2
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
3. Số phối trí
Số phối tử được phân bố trực tiếp chung quanh hạt tạo phức được gọi là số phối trí.
Ví dụ: số phối trí của ion Co3+ trong phức [Co(NH3)6]Cl3 bằng 6, của Cu2+ trong phức
[Cu(en)2]2+, [Cu(NH3)4](OH)2 đều bằng 4 vì phối tử một càng tạo nên số phối trí bằng 1 và phối tử
hai càng tạo nên số phối trí bằng 2.
Đối với một số hạt tạo phức, số phối trí thường có giá trị xác định, ví dụ đối với Cr3+ và Pt4+
số phối trí luôn là 6. Trong trường hợp chung, đối với đa số các hạt tạo phức số phối trí có những
giá trị khác nhau tùy thuộc vào bản chất các phối tử và điều kiện hình thành phức chất. Ví dụ ion
Ni2+ trong phức chất có thể có các số phối trí 4 và 6.
III. DANH PHÁP
Tên gọi phức chất bao gồm tên của cation và tên của anion.
Tên gọi của ion phức gồm có: số phối tử và tên của phối tử là anion + số phối tử và tên của
phối tử là phân tử trung hòa + tên của nguyên tử trung tâm và số oxi hóa.
1. Số phối tử
- Phối tử 1 càng dùng tiếp đầu ngữ: đi, tri, tetra; penta, hexa…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6…
- Phối tử nhiều càng dùng tiếp đầu ngữ: bis; tris; tetrakis; pentakis; hexakis…tương ứng với 2,
3, 4, 5, 6…
2. Tên phối tử
- Nếu phối tử là anion: tên anion + “o”
C2O42OxalatoF-
Floro
S2O32-
Tiosunfato
Br-cloro
bromo
CO32-
Cacbonato
I-
iođo
HO-
hiđroxo
NO2-
nitro
CN-
Xiano
ONO-
nitrito
SCN-
tioxianato
SO32-
sunfito
NCS-
isotioxianato
Cl-
3
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
- Nếu phối tử là phân tử trung hoà: tên của phân tử đó:
C2H4: etylen;
C5H5N: pyriđin;
CH3NH2: metylamin…
- Một số phân tử trung hoà có tên riêng:
H2O: aqua;
NH3: ammin;
CO: cacbonyl;
NO: nitrozyl
3. Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa
Nếu nguyên tử trung tâm ở trong cation phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó kèm theo
số La Mã, viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa khi cần. Ví dụ coban (III), coban (II)...
Nếu nguyên tử trung tâm ở trong anion phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó thêm đuôi
at và kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa, nếu phức chất là axit thì thay
đuôi at bằng ic.
4. Ví dụ
Tên gọi một số phức chất:
Cation [Co(NH3)6]Cl3 Hexaammin Coban (III) clorua
Cation [Cr(H2O)6]Br3
Hexaqua Crom(III) bromua
Cation [Co(NH3)5Cl]Cl2
Cloropentaammin Coban (III) clorua
Cation [Cu(en)2]SO4
Bisetylendiamin đồng (II) sunfat
Anion Na2[Zn(OH)4]
Natri tetrahydroxozincat
Anion K4[Fe(CN)6]
Kali hexa cianoferat (II)
Anion H[AuCl4]
Axit tetracloro auric (III)
IV. ĐỒNG PHÂN
Phức chất cũng có những dạng đồng phân giống như hợp chất hữu cơ. Những kiểu đồng
phân chính của phức chất là đồng phân hình học và đồng phân quang học. Ngoài ra còn có các
kiểu đồng phân khác như đồng phân phối trí, đồng phân ion hóa và đồng phân liên kết.
1. Đồng phân hình học hay đồng phân cis-trans
Trong phức chất, các phối tử có thể chiếm những vị trí khác nhau đối với nguyên tử trung
tâm. Khi phức chất có các loại phối tử khác nhau, nếu hai phối tử giống nhau ở về cùng một phía đối
với nguyên tử trung tâm thì phức chất là đồng phân dạng cis và nếu hai phối tử giống nhau ở về hai
phía đối với nguyên tử trung tâm thì phức chất đồng phân dạng trans.
4
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
Ví dụ: Phức chất hình vuông [Pt(NH3)2Cl2] có hai đồng phân cis và trans
Cis-điclorođiammin Platin(II)
Trans-điclorođiammin Platin (II)
Ion phức bát diện cũng có đồng phân cis và trans. Ví dụ : [Co(NH3)4Cl2]+
Cis-điclorotetraammin coban(III)
Trans-điclorotetraammincoban(III)
Chú ý: Phức tứ diện không có đồng phân hình học.
2. Đồng phân quang học hay đồng phân gương
Hiện tượng đồng phân quang học sinh ra khi phân tử hay ion không thể chồng khít lên ảnh
của nó ở trong gương. Hai dạng đồng phân quang học không thể chồng khít lên nhau tương tự vật
với ảnh của nó trong gương. Các đồng phân quang học của một chất có tính chất lí hóa giống nhau
trừ phương làm quay trái hay phải mặt phẳng của ánh sáng phân cực.
Ví dụ:
5
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
Cl
Cl
N
Cl
Cl
Co
Co
N
N
H3N
NH3
N
NH3
NH3
3. Đồng phân phối trí
Hiện tượng đồng phân phối trí sinh ra do sự phối trí khác nhau của loại phối tử quanh hai
nguyên tử trung tâm của phức chất gồm có cả cation phức và anion phức.
Ví dụ : [Co(NH3)6][Cr(CN)6] và [Cr(NH3)6][Co(CN)6]
[Cu(NH3)4][PtCl4] và [Pt(NH3)4][CuCl4]
4. Đồng phân ion hóa
Hiện tượng đồng phân ion hóa sinh ra do sự sắp xếp khác nhau của anion trong cầu nội và
cầu ngoại của phức chất.
Ví dụ : [Co(NH3)5Br]SO4 và [Co(NH3)5SO4]Br
5. Đồng phân liên kết
Hiện tượng đồng phân liên kết sinh ra khi phối tử một càng có khả năng phối trí qua hai
nguyên tử. Ví dụ tùy thuộc vào điều kiện, anion NO2- có thể phối trí qua nguyên tử N ( liên kết MNO2) hay qua nguyên tử O (liên kết M-ONO), anion SCN- có thể phối trí qua nguyên tử S (liên kết
M-SCN) hay qua nguyên tử N (liên kết M-NCS).
Ví dụ : [Co(NH3)5NO2]Cl2
và
[Co(NH3)5ONO]Cl2
Nitropentaammin coban (III) clorua
[Mn(CO)5SCN]
Nitritopentaammin coban (III) clorua
và
[Mn(CO)5NCS]
Tioxianatopentacacbonyl mangan
Isotioxianatopentacacbonyl mangan
V. GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT
1. Thuyết liên kết hoá trị
a) Luận điểm
Liên kết hoá học hình thành trong phức chất được thực hiện bởi sự xen phủ giữa AO chứa
cặp e riêng của phối tử với AO lai hoá trống có định hướng không gian thích hợp của hạt trung tâm.
6
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
b) Một số trường hợp lai hoá
Dạng lai hoá
Dạng hình học
Một số ion trung tâm
sp
đường thẳng
Ag+; Cu+…
sp3
tứ diện
Fe3+; Al3+; Zn2+; Co2+; Ti3+…
dsp2
vuông phẳng
Pt2+; Pd2+; Cu2+; Ni2+; Au3+…
d2sp3 hoặc sp3d2
bát diện
Cr3+; Co3+; Fe3+;
Pt4+; Rh3+…
c) Cường độ của phối tử
- Các phối tử có tương tác khác nhau đến ion trung tâm, nó ảnh hưởng đến trạng thái lai hoá của ion
trung tâm và từ tính của phức. Khả năng tương tác của các phối tử được xếp theo trình tự sau:
I-
- Dãy phối tử được gọi là dãy quang phổ hoá học, những phối tử đứng trước có trường yếu hơn phối tử
đứng sau. Thường những phối tử đứng trước NH3 gây trường yếu, đứng sau NH3 gây trường mạnh.
d) Các bước xác định cấu trúc ion phức
Bước 1: Xác định cấu hình của ion trung tâm
Bước 2: Dựa vào đặc điểm của phối tử (mạnh hay yếu) để xác định lai hoá của ion trung tâm.
Bước 3: Viết giản đồ lai hoá AO của ion trung tâm và sự phân bố e của ion phức
Bước 4: Trên cơ sở cấu hình e của phức, xác định các tính chất của phức theo VB.
Ví dụ 1: [Co(CN)6]3Ion Co3+:
CN- là phối tử trường mạnh nên
trạng thái lai hoá d2sp3
có sự dồn electron. Ion Co3+ ở
7
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
d2sp3
Dạng hình học của ion phức:
CNCN-
CN-
Co3+
CN-
CNCN-
Ion phức không còn electron độc thân nên có tính nghịch từ
Ví dụ 2: [CoF6]3Ion Co3+:
F- là phối tử trường yếu không có
Co3+ ở trạng thái lai hóa sp3d2
hiện tượng dồn e. Ion
sp3d2
Dạng hình học của ion phức:
FF-
F-
Co3+
F-
FF-
Ion phức còn electron độc thân nên có tính thuận từ
e) Ưu điểm và hạn chế
8
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
- Ưu điểm:
+ Giải thích đơn giản liên kết hình thành và dạng hình học của phức chất.
+ Giải thích được từ tính của phức chất.
- Nhược điểm:
+ Phương pháp chỉ hạn chế ở cách giải thích định tính.
+ Không giải thích và tiên đoán các tính chất từ chi tiết của phức chất (ví dụ sự bất đẳng
hướng của độ cảm từ, cộng hưởng thuận từ v.v…).
+ Không giải thích được năng lượng tương đối của liên kết đối với các cấu trúc khác nhau và
không tính đến việc tách năng lượng của các phân mức d. Do đó, không cho phép giải thích và tiên
đoán về quang phổ hấp thụ của các phức chất.
2. Thuyết trường tinh thể
a) Luận điểm
- Liên kết hoá học trong phức chất là lực tương tác tĩnh điện giữa ion trung tâm và phối tử.
- Ion trung tâm (thường là cation kim loại) được nghiên cứu cấu trúc e một cách chi tiết. Phối tử
được coi như những điện tích điểm (nếu là anion) hay lưỡng cực điểm (nếu là phân tử trung hoà) tạo
nên trường có đối xứng xác định tác dụng lên ion trung tâm.
- Các AO d của ion trung tâm ở trạng thái tự do gồm d xy; dxz; dyz; dx2-y2; dz2 có cùng mức năng lượng.
Tương tác của ion trung tâm với trường tĩnh điện của phối tử làm các AO d giảm bậc suy biến, tách
thành các mức có năng lượng khác nhau.
- Quy tắc điền e vào các AO d của ion trung tâm cũng giống như quy tắc điền e vào nguyên tử,
xong có chú ý đến năng lượng ghép đôi e và thông số tách mức năng lượng của AO d.
*Phức bát diện
- Các AO dz2; dx2-y2 phân bố trên trục z; x; y nên gần phối tử hơn, do đó chịu lực đẩy mạnh hơn nên
nó có năng lượng cao hơn (eg). Ba AO dxy; dxz; dyz nằm trên đường phân giác của các trục x; y; z
tương ứng ở xa phối tử nên có năng lượng thấp hơn (t2g).
9
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
dz2 dx2-y2
dxy dxz dyz
eg
t2g
Ví dụ: Trường phối tử giải thích [CoF6]3- thuận từ, spin cao
[Co(CN6)]3- nghịch từ, spin thấp
* Phức tứ diện
- Ngược với trường bát diện các AO d xy; dxz; dyz gần phối tử hơn nên bị đẩy lên mức năng lượng cao,
còn AO dz2; dx2-y2 có năng lượng thấp hơn.
dxy dxz dyz
dz2 dx2-y2
t2g
eg
Ví dụ: [Cu(NH3)4]SO4
*Phức vuông phẳng
- Hiện tượng phân chia năng lượng của các AO d phức tạp hơn: AO d x2-y2 gần phối tử hơn nên có
năng lượng cao hơn dz2. AO dxy chịu tác dụng trực tiếp nên có năng lượng hơi cao hơn dxz; dyz
- Như vậy phức vuông phẳng là biến dạng của phức bát diện khi hai nhóm thế ở vị trí trans trên trục
z bị mất đi. Do đó obitan dz2 làm bền hơn nhiều và obitan dxz; dyz được làm bền thêm một ít còn các
obitan dx2-y2; dxy kém bền hơn so với phức bát diện.
b) Giải thích một số tính chất của phức:
10
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
* Thông số tách năng lượng( ): Là hiệu năng lượng của obitan d “cao” với obitan d “thấp”.
- Với phức bát diện: mỗi electron chiếm obitan e g có năng lượng cao hơn 3 / 5o , mỗi electron
chiếm obitan t2g có năng lượng thấp hơn 2 / 5o
- Với phức tứ diện: mỗi electron chiếm obitan t2g có năng lượng cao hơn 2 / 5T , mỗi electron
chiếm obitan eg có năng lượng thấp hơn 3 / 5T
- Các yếu tố ảnh hưởng tới :
+ o T , nếu cùng ion trung tâm và phối tử thì o 9 / 4T
+ Điện tích ion trung tâm lớn thì lớn
+ Bán kính ion trung tâm lớn thì lớn
+ Phối tử càng mạnh thì càng lớn
Thông số tách năng lượng trong trường bát diện (cm-1)
[CrCl6]4-: 13000
[Co(H2O)6]3+: 18200
[Cr(H2O)6]2+: 14000
[Co(NH3)6]3+: 22900
[CrCl6]3-: 13200
[Co(CN)6]3-: 33.500
[Cr(NH3)6]3+: 21500[Fe(CN)6]4-: 32800
[Fe(CN)6]3-: 35000
[Cr(H2O)6]3+: 17400
* Từ tính
- Nếu P > thì e được phân bố trên 5AO d rồi sau đó mới ghép đôi và phức có spin cao
- Nếu P < thì e được điền đủ cặp vào những AO có năng lượng thấp và phức có spin thấp.
Vd ion [CoF6]3- và [Co(CN)6]3- được đề cập ở trên.
*Năng lượng bền của phức
ELb là hiệu năng lượng của các electron phân bố ở các obitan d thấp với các electron ở các
obitan d cao:
6
1
Ví dụ: Ion Co2+ trong phức bát diện có cấu hình t2 g eg có ELb = 6.2 / 5o 3 / 5o 9 / 5o
Năng lượng làm bền cao giải thích tính trơ động học của phức chất spin thấp.
11
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
*Hiệu ứng Jan-Telơ
Trạng thái suy biến của một phân tử không thẳng hàng là không bền, phân tử sẽ biến dạng
hình học để giảm tính đối xứng và độ suy biến.
*Phổ hấp thụ và màu của phức chất
- Một trong những thành tựu nổi bật nhất của thuyết trường tinh thể là giải thích nguyên nhân sinh ra
phô hấp thụ của phức chất các kim loại chuyển tiếp.
- Phổ hấp thụ electron của đa số phức chất của nguyên tố d gây nên bởi sự chuyển dời electron từ
obitan d có năng lượng thấp đến obitan d có năng lượng cao (sự chuyển dời d-d)
Ví dụ: ion phức [Ti(H2O)6]3+ có o 242,8kj / mol có:
E o
h.c
N
hcN
4926.10 10 m 4926 A0
o
Màu bị hấp thụ là màu lục-chàm, nên phức có màu đỏ.
Bước sóng của ánh sáng trông thấấy và màu:
Bước sóng của bức xạ
Màu của bức xạ
Màu trông thấy
bị hấp thụ (A0)
bị hấp thụ
(màu phụ)
4000-4350
Tím
Vàng - lục
4350-4800
Xanh chàm
Vàng
4800-4900
Lam
Da cam
4900-5000
Lam
Đỏ
5000-5600
Lục
Đỏ tía
5600-5750
Lục – vàng
Tím
5750-5900
Vàng
Xanh chàm
5900-6050
Da cam
Lam
6050-7300
Đỏ
Lam
7300-7600
Đỏ tía
Lục
12
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
c) Ưu điểm và hạn chế:
- Ưu điểm:
+ Giải thích và tiên đoán nhiều đặc điểm và tính chất của phức chất: số phối trí, tính chất từ,
tính chất nhiệt động và phổ hấp thụ electron.
- Nhược điểm:
+ Không giải thích được phổ chuyển dịch điện tích
+ Không đề cập đến liên kết hình thành trong phức chất. Do không thể mô tả được các
liên kết bội và liên kết cộng hóa trị nên thuyết này không thể xét đến các phức chất xyanua,
cacbonyl, nitrozyl, đa số các hợp chất nội phức, các phức chất với amin thơm v.v… Nếu áp dụng
thuyết trường tinh thể vào các đối tượng này thì các kết luận thu được sẽ không phù hợp với các dữ
kiện thực nghiệm.
3. Thuyết obitan phân tử MO
a) Luận điểm
- Thuyết MO coi phân tử phức chất là một hạt thống nhất bao gồm ion (nguyên tử) trung tâm và các
phối tử. Các electron chuyển động trên obitan phân tử (MO).
- Sự tổ hợp tuyến tính các obitan nguyên tử của ion trung tâm và phối tử có cùng tính đối xứng tạo
nên các MO có năng lượng thấp hơn được gọi là obitan phân tử liên kết (MO lk), các MO có năng
lượng cao hơn được gọi là obitan phân tử phản liên kết (MO*)
lk 2
lk 2
lk
2
lk 2
lk 2
1
Ví dụ: [Ti(H2O)6]3+: ( s ) ( z ) ( x y ) ( x ) ( y ) ( xy )
2
2
2
- Những MO lk định chỗ chủ yếu là của phân tử nước, vì obitan
ion trung tâm
của nước bền hơn nhiều so với
- Các obitan không định chỗ và phản liên kết chủ yếu là của ion trung tâm
- Thông số tách được tính là hiệu năng lượng của d và d
b) Ưu điểm và hạn chế
- Ưu điểm:
+ Mô tả được bản chất liên kết trong phức chất
+ Giải thích sự hình thành liên kết
trong phức
13
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
+ Giải thích hầu hết các tính chất của phức
- Hạn chế:
+ Phương pháp này chỉ mang tính chất tham khảo, vì với trình độ và nội dung kiến thức
trung học phổ thông các em chưa thể hiểu sâu về thuyết này được.
VI. TÍNH CHẤT
1. Cân bằng ion
Khi tan trong nước đa số các phức ion điện li ra ion phức và ion trái dấu:
[Cu(NH3)4](OH)2
K3[Fe(CN)6]
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Cu(NH3)4]2+ + 2HO-
3K+ + [Fe(CN)6]3 [Co(NH3)5Cl]2+ + 2Cl-
2. Cân bằng sonvat. Hằng số không bền
a) Khái niệm
- Cân bằng sonvat là quá trình ion phức thay thế các phối tử ban đầu bằng phần tử dung môi:
Ví dụ:
[Ag(NH3)2]+
+
2H2O [Ag(H2O)2]+ +
2NH3
- Để đơn giản có thể bỏ qua sự có mặt của nước trong phương trình:
[Ag(NH3)2]+
Ag+ + 2NH3
Ag NH 10
K
Ag ( NH )
2
- Biểu thức hằng số cân bằng của quá trình trên:
3
3 2
7 , 24
- Hằng số K là đại lượng đặc trưng cho độ bền của ion phức trong dung dịch, được gọi là hằng số
1
không bền và kí hiệu là Kkb: K b K kb
- Hằng số Kb càng lớn thì Kkb càng nhỏ, phức chất càng bền
- Quá trình tạo thành và phân li của ion phức xảy ra theo từng nấc, ứng với mỗi nấc có hằng số K b và
Kkb riêng:
Ví dụ:
Ag+ + NH3 [Ag(NH3)]
[Ag(NH3)]+ + NH3 [Ag(NH3)2]+
Kb1 = 103,32
Kb2 = 103,92
b) Các yếu tố ảnh hưởng tới độ bền của phức chất
- Bán kính, điện tích của ion trung tâm và của phối tử: bán kính càng nhỏ, điện tích càng lớn thì
phức chất càng bền
14
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
Ví dụ: [Co(NH3)6]2+ có Kb = 2,45.104; [Co(NH3)6]3+ có Kb=1,99.1035
- Tỉ lệ kích thước giữa ion trung tâm và phối tử: tỉ lệ càng tương đương phức chất càng bền
- Số phối trí: phức có số phối trí cực đại bền hơn có số phối trí thấp
- Spin của ion trung tâm trong phức: Phức spin thấp bền hơn phức spin cao:
Ví dụ: [Co(SCN)4]2- có Kb= 1,8.102 ; [Co(CN)6]4- có Kb= 1019
3. Tính axit – bazơ của phức
- Sau khi hình thành liên kết trong phức chất, một phần mật độ e của phối tử di chuyển về phía ion
trung tâm làm cho các liên kết của phối tử phân cực hơn, nên một số phối tử RH có khả năng
nhường proton lớn hơn phân tử hoặc ion tự do, điển hình là nước:
[M(H2O)n]m+ + H2O
[M(H2O)(n-1)(OH)](m-1)+ + H2O
Ví dụ: [Al(H2O)6]3+ +
[M(H2O)(n-1)(OH)](m-1)+ + H3O+
H2O
[M(H2O)(n-2)(OH)](m-2)+ + H3O+
[Al(H2O)5(OH)]2+ + H3O+
v.v…
Ka = 1,3.10-5
- Cường độ tính axit-bazơ của phức phụ thuộc vào kích thước, điện tích và tính chất phân cực của
ion trung tâm, điện tích của ion phức, độ phân cực của RH ở dạng tự do, độ bền của phức trong dd
và ảnh hưởng tương hỗ của các phối tử.
4. Tính oxi hoá-khử
- Sự tạo phức có ảnh hưởng lớn đến thế điện cực của kim loại chuyển tiếp:
Ví dụ: xét nửa phản ứng: Fe3+ + e
Fe2+
E0 = 0,77V
Trong dd có chứa ion CN-:
[Fe(CN)6]3- + e
[Fe(CN)6]4-
E0’= ?
Theo phương trình Nerst có:
0'
0
E E 0,059. lg
CFe 3
CFe 2
0,36V với
CFe 3
CFe 2
K kbFe
3
K kbFe
2
1,25.10 44
1,25.10 37
Trong dd có chứa orthophenatrolin (Phen). Tính toán tương tự có:
[Fe(phen)3]3+ + e
[Fe(phen)3]2+
- Thế của cặp oxi hoá khử phụ thuộc nhiều vào bản chất của phối tử.
VII. ỨNG DỤNG
1. Trong hoá học phân tích
15
E0” = 1,12V
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
- Phân tích định tính, định lượng các nguyên tố
Ví dụ: Dùng phương pháp tạo phức xianua để tinh chế vàng
2. Trong mạ điện
- Quá trình điện phân ion phức chất làm lớp mạ mịn, bền chắc hơn so với điện phân ion tương ứng.
3. Chống ăn mòn kim loại
- Sự tạo thành phức chất bền và không tan, đính chặt vào kim loại làm chậm hẳn quá trình ăn mòn
Ví dụ: Benzoat natri trong nước hoặc etanolamin NH 2CH2CH2OH là chất ức chế sự ăn mòn
thép trong môi trường trung tính và trong khí quyển
4. Vai trò quan trọng trong sự sống của động - thực vật
Trong cơ thể động - thực vật phức chất thực hiện các chức năng khác nhau: Tích luỹ và
chuyển dịch các chất, vận chuyển năng lượng, trao đổi và khoá các nhóm chức, tham gia các phản
ứng oxi hoá - khử, hình thành và phá vỡ các liên kết hoá học… (Ví dụ: Hemoglobin là phức của ion
sắt có vai trò hết sức quan trọng trong cơ thể người và động vật).
PHẦN 2: BÀI TẬP
Câu 1: Đọc tên các phức sau đây: (py pyriđin, en etylenđiamin)
1) K4[Fe(CN)6] 2) [Fe(H2O)6]SO4
3) Ni(CO)4 4) [Cu(NH3)4](NO3)2 5) [Cr(NH3)4Cl2]Cl
6) K3[Fe(CN)5CO] 7) [Pt(NH3)3Br]NO2 8) [Pt(py)4][PtCl4]
10) [Co(en)3]Br3
Trả lời
1) Kali hexaxianoferrat(II)
2) Hexaqua sắt(II) sunfat
3) Tetracacbonylniken(0)
4) Tetraammin đồng(II) nitrat
5) Điclorotetraammincrom(III) clorua
6) Kali pentaxianocacbonylferrat(II)
7) Bromotriamminplatin(II) nitrit
8) Tetrapyridinplatin(II)tetracloroplatinat(II)
9) Điclorobis-(etylenđiamin)crom(III) clorua
16
9) [Cr(en)2Cl2]Cl
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
10) Tris-(etylendiamin)coban(III) bromua
Câu 2: Đọc tên các phức sau
1) [FeCl2(H2O)4]+
2) [Pt(NH3)2Cl2]
3) [CrCl4(H2O)2]-
5) [Co(en)Cl3(H2O)] 6) [Co(NH3)5CO3]2[CuCl4]
Trả lời
1) Ion điclorotetraqua sắt(III)
2) Điclorođiammin platin(II)
3) Ion tetraclorođiaqua cromat(III)
4) Hexaamminniken(II) hexanitrocobanat(III)
5) Tricloroaquađiaminetylen coban(III)
6) Cacbonatopentaammincoban(III) tetraclorocuprat(II)
Câu 3: Viết công thức các phức có tên sau :
1) Đibromotetraquacrom(III )clorua
2) Sunfatopentaammincoban(III) bromua
3) Ion tetrahyđroxođiaqua nhôm(III)
4) Đibromotetraammincoban(III) tetraclorozincat(II)
5) Bromoclorotetraammincoban(III) sunfat
6) Điammin bạc(I) hexacyanoferrat(II)
7) Điclorobis(etylendiamin)crom(III) tetracloropaladinat(II)
Trả lời
1) [Cr(H2O)4Br2]Cl
2) [Co(NH3)5SO4]Br
3) [Al(H2O)2(OH)4] 4) [Co(NH3)4Br2]2[ZnCl4]
5) [Co(NH3)4ClBr]2SO4
6) [Ag(NH3)2]4[Fe(CN)6]
17
4) [Ni(NH3)6]3[Co(NO2)6]2
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
7) [Cr(en)2Cl2]2[PdCl4]
Câu 4:
a)Có bao nhiêu đồng phân cho ion phức [Cr(NH3)(OH)2Cl3]2b) Công thức Co(NH3)4CO3Br có thể có 3 đồng phân. Viết/vẽ 3 đồng phân đó ra.
c) Phức vuông phẳng [Pt(NH3)(NH2OH)py(NO2)]+ có bao nhiêu đồng phân ?
Trả lời
a)
b)
c)
18
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
Câu 5: Vẽ tất cả các đồng phân hình học và quang học của PtCl2I2(NH3)2 , [Cr(en)(NH3)2BrCl]+
Trả lời
19
Trường THPT chuyên Hạ Long
GV: Nguyễn Thị Minh Trang
Câu 6: (Olympic hóa học các trường đại học việt nam II -2004)
Với thành phần [Cr(H2O)2(NH3)2Br2]+ , ion này có 5 đồng phân hình học, trong đó 1 đồng phân hình
học lại có 2 đồng phân quang học, tất cả các dạng đồng phân trên đều có cấu tạo bát diện đều. a)
Hãy viết/vẽ công thức cấu tạo mỗi đồng phân trên.
b) Áp dụng thuyết lai hóa giải thích hình dạng đó
Trả lời
a)
20