HÓA HỌC PHỨC CHẤT (NÂNG CAO)
LINK BOX: https://app.box.com/s/ovlt4ajmwkv0cwh3u8hjsykf6j5v8ull LINK DOCS.GOOGLE: https://drive.google.com/file/d/1oHcZZNFg1kZmNrbEc2h9ZMaIep9uFONP/view?usp=sharing
LINK BOX:
https://app.box.com/s/ovlt4ajmwkv0cwh3u8hjsykf6j5v8ull
LINK DOCS.GOOGLE:
https://drive.google.com/file/d/1oHcZZNFg1kZmNrbEc2h9ZMaIep9uFONP/view?usp=sharing
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>HÓA</strong> <strong>HỌC</strong><br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
(nâng cao)
ho¸ häc phøc chÊt<br />
(n©ng cao)<br />
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
II. LIÊN KẾT HOÁ <strong>HỌC</strong> TRONG <strong>PHỨC</strong><br />
<strong>CHẤT</strong><br />
III. CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
IV. MỘT SỐ VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI
Kim loại chuyển tiếp
Các nguyên tố chuyển tiếp<br />
nhóm d<br />
VIIIB<br />
IIIB IVB VB VIB VIIB IB IIB<br />
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn<br />
Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd<br />
La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg<br />
Phần lớn sử dụng một phần các obitan d ở<br />
lớp vỏ phía trong ở các trạng thái oxi hóa<br />
thông thường
Cấu hình electron<br />
Nguyên tố<br />
Cấu hình electron<br />
Sc [Ar]3d 1 4s 2<br />
Ti [Ar]3d 2 4s 2<br />
V<br />
[Ar]3d 3 4s<br />
2<br />
Cr [Ar]3d 5 4s 1<br />
Mn [Ar]3d 5 4s 2<br />
[Ar] = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
Cấu hình electron<br />
Nguyên tố<br />
Cấu hình electron<br />
Fe [Ar] 3d 6 4s 2<br />
Co [Ar] 3d 7 4s 2<br />
Ni [Ar] 3d 8 4s 2<br />
Cu [Ar]3d 10 4s 1<br />
Zn [Ar]3d 10 4s 2<br />
[Ar] = 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
Sự phân bố các e vào các AO của các nguyên tố chuyển tiếp chu kì 4<br />
Nguyên tố Phân bố e vào AO Số e không ghép ñôi<br />
Table 23.1
Fig. 22.2<br />
Trạng thái oxi hóa
Số lượng các AO d mang ñiện<br />
Bảng 2: Số oxi hóa và các AO d của các nguyên tố chuyển tiếp chu kì 4<br />
Số oxi hóa
Phức chất của kim loại<br />
Các phân tử hoặc ion xung quanh cation<br />
kim loại gọi là các phối tử (ligand),chúng<br />
tạo liên kết phối trí với kim loại<br />
Màu của các Kim loại chuyển tiếp
Phức chất của các kim loại<br />
chuyển tiếp ở trạng thái rắn
Liên kết phối trí<br />
KL chuyển tiếp ñóng vai trò như axit Lewis<br />
• Hình thành phức/ ion phức<br />
Fe 3+ (aq) + 6CN - (aq) → Fe(CN) 6<br />
3-<br />
(aq)<br />
Axit Lewis Bazo Lewis Ion phức<br />
Ni 2+ (aq) + 6NH 3 (aq) → Ni(NH 3 ) 6<br />
2+<br />
(aq)<br />
Axit Lewis Bazo Lewis Ion phức<br />
Phức chất bao gồm một ion kim loại liên kết với một hay nhiều<br />
phân tử hay anion<br />
Axit Lewis = Kim loại = Trung tâm liên kết phối trí<br />
Bazơ Lewis = phối tử = phân tử/ion liên kết cộng hóa trị với<br />
kim loại trong phức
Phức chất tồn tại ở trạng thái dung<br />
dịch và trạng thái rắn
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ<br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Khái niệm về sự tạo phức chất<br />
• Danh pháp phức chất<br />
• Đồng phân của phức chất<br />
• Số phối trí và dạng hình học của phức<br />
chất<br />
• Sự phân loại phức chất
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ<br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Ion trung tâm: Các nhóm nguyên tử, phân<br />
tử hay ion sắp xếp một cách xác ñịnh<br />
xung quanh ion hay nguyên tử tạo phức,<br />
ion hay nguyên tử ñó ñược gọi là ion trung<br />
tâm(hay chất tạo phức)<br />
• Phối tử hay nhóm thế (ligan) : là các<br />
nhóm ion hay phân tử sắp xếp một cách<br />
xác ñịnh xung quanh ion trung tâm
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ<br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Cầu nội : Tập hợp ion trung tâm và phối tử<br />
tạo nên cầu nội củ phức chất. Cầu nội<br />
thường ñược ñặt trong dấu ngoặc vuông [ ].<br />
Tổng ñiện tích các thành phần trong cầu nội<br />
tạo nên ñiện tích của cầu nội phức chất.<br />
• Cầu ngoại: các ion mang ñiện tích ñể trung<br />
hoà ñiện tich cầu nội ñược gọi là cầu ngoại.<br />
Hoá trị chính có thể bão hoà trong cầu nội và<br />
cầu ngoại, còn hoá trị phụ chỉ bão hoà trong<br />
cầu nội.
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ<br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Dung lượng phối trí : Dung lượng phối<br />
trí của một phối tử là số chỗ mà nó có thể<br />
chiếm ñựơc bên cạnh ion trung tâm. Một<br />
phối tử , tuỳ thuộc vào bản chất của nó ,<br />
có thể liên kết với ion trung tâm qua 1, 2,<br />
3 hay nhiều nguyên tử trong thành phần<br />
của nó; Trong trường hợp ñó , phối tử<br />
ñược gọi tương ứng là phối tử có dung<br />
lượng phối trí là 1, 2, 3 …<br />
• Số phối trí : là số liên kết mà ion trung<br />
tâm tạo thành với các phối tử .
Danh pháp của phức chất<br />
• Theo qui ước của hiệp hội Quốc tế về hoá<br />
học lý thuyết và ứng dụng IUPAC ; tên các<br />
phức chất ñược gọi như sau:<br />
1) Với hợp chất ion: tên cation + tên<br />
anion (Gọi cation trước , anion sau)<br />
• Số oxi hoá của nguyên tử trung tâm ghi<br />
bằng số la mã và ñặt trong dấu ngoặc ñơn<br />
2) Phức chất trung hoà gọi tên như cầu nội
Danh pháp của phức chất<br />
3) Các quy tắc goi tên phối tử.<br />
a.Tên phối tử gọi trước rồi ñến tên<br />
nguyên tử trung tâm<br />
b. Tên phối tử ñược sắp xếp theo vần<br />
α,β<br />
c. Tên của phối tử trung hòa ñọc như<br />
tên phân tử, ngoại trừ: H 2 O (gọi là<br />
aqua), NH 3 (gọi là ammin) , CO:<br />
cacbonyl, NO: nitrozyl.<br />
d. Tên phối tử anion: tên anion + “o”<br />
.VD Cl - cloro ; SO<br />
2-.<br />
4 : sunfato, OH - :<br />
hidroxo , NO 2- : nitro
Danh pháp IUPAC<br />
• Tên của phối tử âm kết thúc bằng<br />
hậu tố -o<br />
– -ide -o<br />
– -ite -ito<br />
– -ate -ato
Danh pháp IUPAC<br />
Phối tử<br />
bromide, Br -<br />
chloride, Cl -<br />
cyanide, CN -<br />
hydroxide, OH -<br />
oxide, O 2-<br />
fluoride, F -<br />
Tên<br />
bromo<br />
chloro<br />
cyano<br />
hydroxo<br />
oxo<br />
fluoro
Danh pháp IUPAC<br />
Phối tử<br />
carbonate, CO<br />
2-<br />
3<br />
oxalate, C 2 O<br />
2-<br />
4<br />
sulfate, SO<br />
2-<br />
4<br />
thiocyanate, SCN -<br />
thiosulfate, S 2 O<br />
2-<br />
3<br />
Sulfite, SO<br />
2-<br />
3<br />
Tên<br />
carbonato<br />
oxalato<br />
sulfato<br />
thiocyanato<br />
thiosulfato<br />
sulfito
Công thức và tên một số phối tử thông thường<br />
Formula<br />
H 2 O<br />
NH 3<br />
CO<br />
NO<br />
H 2 NC 2 H 4 NH 2<br />
OH -<br />
O 2-<br />
F -<br />
Cl -<br />
Br -<br />
I -<br />
CN -<br />
-NCS -<br />
-SCN -<br />
SO<br />
2-<br />
4<br />
SO<br />
2-<br />
3<br />
NO<br />
-<br />
3<br />
-NO<br />
-<br />
2<br />
-ONO -<br />
CO 3<br />
2-<br />
Name<br />
aqua<br />
ammine<br />
carbonyl<br />
nitrosyl<br />
ethylenediamine<br />
hydroxo<br />
oxo<br />
fluoro<br />
chloro<br />
bromo<br />
iodo<br />
cyano<br />
isothiocyanato*<br />
thiocyanato*<br />
sulfato<br />
sulfito<br />
nitrato*<br />
nitro*<br />
nitrito*<br />
carbonate
Danh pháp của phức chất<br />
e) Phối tử cation : gọi tên cation và thêm đuôi<br />
ium<br />
• NH 2 NH 3+ : hidrazinium<br />
f) Thứ tự gọi tên các phối tử : Lần lượt<br />
gọi anion , phân tử trung hoà rồi ñến<br />
cation. Trong phạm vi một loại phối<br />
tử thì gọi phôí tử ñơn giản trước,<br />
phối tử phức tạp sau.
Danh pháp của phức chất<br />
*) Nếu có nhiều phối tử giống nhau liên<br />
kết với nguyên tử trung tâm thì tên phối<br />
tử được thêm tiền tố Latinh (di-, tritetra-,<br />
penta, hexa-...) ñể chỉ số lượng<br />
phối tử mỗi . PtCl 2- 4 :tetrachoro,<br />
[Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] + : diclorotetraammin.
Danh pháp của phức chất<br />
h) Với phối tử nhiều càng như<br />
etylendiamin, số phối tử liên kết với ion<br />
trung tâm được thêm tiền tố Hi Lạp như<br />
bi-, tri-, tetrakis-, pentakis-, hexakis-..).<br />
VD: Co(en) 3+ 3 : trietylendiamin. Tiền tố<br />
Hi Lạp thường sử dụng khi tiền tố La<br />
tinh có trong tên của phối tử như<br />
triethylamine, N(CH 3 ) 3 . Trong trường<br />
hợp này tên phối tử được viết trong<br />
ngoặc đơn. VD. [Co(N(CH 3 ) 3 ) 4 ] 2+ :<br />
tetrakis(triethylamine).
Danh pháp của phức chất<br />
4.Với phức cation hoặc phức trung hòa tên<br />
nguyên tử trung tâm = tên kim loại + (số<br />
oxi hóa). VD:[Cr(H 2 O) 5 Cl] 2+ : ion<br />
choro pentaaquacrom(III),[Cr(NH ) Cl ]:<br />
3 3 3<br />
tricloro triammin crom (III).
Danh pháp của phức chất<br />
5. Với phức anion: tên nguyên tử trung tâm =<br />
tên kim loại (ion) + “at” +(số oxi hóa La<br />
Mã).<br />
(Tên phức anion kết thúc bằng đuôi at), phức<br />
cation và trung hoà gọi bình thường<br />
VD [Cr(CN)6]3- : ion hexacyanocromat (III).
Danh pháp của phức chất<br />
VD:<br />
NH 4 [Cr(NH 3 ) 2 (SCN) 4 ] Amoni<br />
tetra thioxyanato Diammin<br />
crômat(III)<br />
[Pt(NH 3 ) 4 (NO 2 )Cl] SO 4 Cloro nitro<br />
tetra ammin platin(IV) sunfat<br />
[Co(en) 2 Cl 2 ] SO 4 Di cloro bisetilendiamin<br />
coban(III) sunfat
Danh pháp của phức chất<br />
6) Đồng phân không gian<br />
• Rh(NH 3 ) 4 Br 2 Cis- dibromo<br />
tetra ammin rodi (III)<br />
• Rh(NH 3 ) 4 Br 2<br />
Trans- dibromo<br />
tetra ammin rodi (III)
Danh pháp của phức chất<br />
7) Đồng phân quang học<br />
• +) d hay (+) : quay phải<br />
• +) l hay (-) : quay trái<br />
8) Nhóm cầu : ñể chữ trước nhóm<br />
cầu<br />
[(H 2 O) 4 Fe(OH) 2 Fe(H 2 O) 4 ](SO 4 ) 2 Octa<br />
aquơ - di hidroxo di fero(III) sunfat<br />
[(NH 3 ) 4 Co(NO 2 )(NH 2 )Co(NH 3 ) 4 ](SO 4 ) 2<br />
Octa ammin - amino- nitro<br />
dicoban(III) sunfat
Danh pháp của phức chất<br />
9) Vị trí liên kết: ñể kí hiệu<br />
nguyên tử liên kết trước tên<br />
nguyên tử trung tâm<br />
(NH 4 ) 2 [Pt(SCN) 6 ] Amoni hexa<br />
thioxyanato - S- platinat(IV)<br />
(NH 4 ) 3 [Co(NCS) 6 ] Amoni hexa<br />
thioxyanato - N- cobanat(III)
Liên kết phối trí<br />
• Phối tử<br />
-Phân loại theo số nguyên tử cho<br />
– Ví dụ<br />
• Một càng = 1<br />
• Hai càng = 2<br />
• Bốn càng= 4<br />
• Sáu càng = 6<br />
Tác nhân chelat<br />
• Nhiều càng = 2 hoặc nhiều hơn 2 nguyên tử<br />
cho
Phối tử<br />
• Một càng (Monodentate)<br />
– Ví dụ:<br />
• H 2 O, CN - , NH 3 , NO 2- , SCN - , OH - , X - (halides),<br />
CO, O<br />
2-<br />
– Ví dụ Phức<br />
• [Co(NH 3 ) 6 ] 3+<br />
• [Fe(SCN) 6 ] 3-
Phối tử nitơ
Phối tử<br />
• Hai càng (Bidentate)<br />
– Ví dụ<br />
• oxalate ion = C 2 O 4<br />
2-<br />
• ethylenediamine (en) = NH 2 CH 2 CH 2 NH 2<br />
• ortho-phenanthroline (o-phen)<br />
– Ví dụ phức<br />
• [Co(en) 3 ] 3+<br />
• [Cr(C 2 O 4 ) 3 ] 3-<br />
• [Fe(NH 3 ) 4 (o-phen)] 3+
oxalate ion<br />
O O 2-<br />
C C<br />
O<br />
O<br />
* *<br />
*: Nguyên tử cho<br />
Phối tử<br />
H 2 N<br />
N<br />
ethylenediamine<br />
CH 2<br />
ortho-phenanthroline<br />
HC<br />
*<br />
N<br />
*<br />
CH 2<br />
NH 2<br />
* *<br />
CH<br />
C<br />
C C<br />
CH<br />
CH<br />
HC<br />
CH<br />
C<br />
CH<br />
CH
Phối tử<br />
oxalate ion<br />
ethylenediamine<br />
H<br />
C<br />
C<br />
M<br />
O<br />
M<br />
N
Fig. 22.7<br />
Cấu trúc của phức kim loại với<br />
Ethylenediamine
Phối tử
Phối tử<br />
• Sáu càng (Hexadentate)<br />
– ethylenediaminetetraacetate (EDTA) =<br />
(O 2 CCH 2 ) 2 N(CH 2 ) 2 N(CH 2 CO 2 ) 2<br />
4-<br />
– Ví dụ phức:<br />
• [Fe(EDTA)] -1<br />
• [Co(EDTA)] -1
Phối tử<br />
O<br />
EDTA<br />
O<br />
O<br />
C<br />
CH 2<br />
N<br />
CH 2<br />
CH 2 N<br />
CH 2 C<br />
* *<br />
*<br />
*<br />
O<br />
C<br />
CH 2<br />
CH 2 C<br />
* *<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
*:Nguyên tử cho
H<br />
Phối tử<br />
EDTA<br />
O<br />
C<br />
M<br />
N
Liên kết<br />
phối trí<br />
của<br />
EDTA
Ligands<br />
EDTA
Danh pháp IUPAC<br />
KL<br />
chuyển<br />
tiếp<br />
Tên nếu trong phức<br />
dương<br />
Tên nếu trong phức<br />
âm<br />
Sc Scandium Scandate<br />
Ti titanium titanate<br />
V vanadium vanadate<br />
Cr chromium chromate<br />
Mn manganese manganate<br />
Fe iron ferrate<br />
Co cobalt cobaltate<br />
Ni nickel nickelate<br />
Cu Copper cuprate<br />
Zn Zinc zincate
Số phối trí và dạng hình<br />
học của phức chất<br />
a) Số phối trí 2 : Cu + , Ag + , Au + , Hg 2+ ,<br />
• Cấu trúc thẳng, Ion trung tâm lai hoá<br />
sp<br />
VD: [AuCl 2 ] - ; [ I 3 ] -<br />
b) Số phối trí 3:<br />
• Cấu trúc tam giác ñều (tam giác phẳng)<br />
Ion trung tâm lai hoá sp 2<br />
VD: [HgI 3 ] -<br />
• Cấu trúc tháp tam giác<br />
Nguyên tử trung tâm lai hoá sp 3 hoặc d 2 p<br />
VD: [H 3 O] +
Số phối trí và dạng hình<br />
học của phức chất<br />
c) Số phối trí 4:<br />
• Cấu trúc tứ diện ñều<br />
Nguyên tử trung tâm lai hoá sp 3<br />
VD: [FeCl 4 ] -<br />
• Cấu trúc vuông phẳng<br />
Nguyên tử trung tâm lai hoá dsp 2<br />
hoặc d 2 p 2<br />
VD: [PtCl 4 ] 2-
Số phối trí và dạng hình<br />
học của phức chất<br />
d) Số phối trí 5:<br />
• Cấu trúc lưỡng chóp tam giác<br />
Nguyên tử trung tâm lai hoá sp 3 d, dsp 3<br />
hoặc d 3 sp<br />
VD: [Fe(CO) 5 ]<br />
• Cấu trúc hình tháp vuông<br />
- Nguyên tử trung tâm lai hoá sp 3 d 2 (tạo 6<br />
obitan nhưng 1 obitan không tham gia liên<br />
kết)<br />
VD: [SbF 5 ] 2- ,
Số phối trí và dạng hình<br />
học của phức chất<br />
e) Số phối trí 6:<br />
- Nguyên tử trung tâm có 2 kiểu lai<br />
hoá d 2 sp 3 , sp 3 d 2<br />
• Cấu trúc bát diện ñều<br />
VD: [PtCl 6 ] 2- , [SiF 6 ] 2-<br />
• Ngoài ra có Cấu trúc lăng trụ<br />
f) Số phối trí 7,8,9:<br />
• VD: [Cr 2 O 7 ] 2- , [Mo(CN) 8 ] 4-
Hai phối tử <br />
Bốn phối tử <br />
thẳng<br />
tứ diện(thường thấy)<br />
khi KL có AO d 8 )<br />
Six ligands Octahedral<br />
Vuông phẳng (xảy ra
Dạng hình học của các on phức
Trạng thái oxi hóa của kim loại là gì<br />
Số phối trí và hình dạng của một số các ion phức<br />
Số phối trí Hình dạng Ví dụ
Một số hình dạng phức
Hình dạng của phức<br />
Số phối trí<br />
hình dạng<br />
2<br />
Thẳng<br />
Ví dụ: [Ag(NH 3 ) 2 ] +
Hình dạng của phức<br />
Số phối trí<br />
4<br />
Tứ diện<br />
(phần lớn)<br />
hình dạng<br />
Ví dụ: [Zn(NH 3 ) 4 ] 2+ , [FeCl 4 ] -<br />
Vuông phẳng<br />
(đặc trưng cho kim loại có 8 AO d)<br />
Ví dụ: [Ni(CN) 4 ] 2-
Square planar geometry<br />
e.g. [PtCl 4 ] 2-<br />
[AuBr 4 ] -<br />
[Co(CN) 4 ] 2-<br />
Hình vuông phẳng tạo bởi kim loại có 8 AO d<br />
ví dụ nhóm 10 Ni 2+ , Pd 2+ , Pt 2+<br />
Au 3+
Hình dạng của phức<br />
Số phối trí<br />
6<br />
hình dạng<br />
Ví dụ: [Co(CN) 6 ] 3- , [Fe(en) 3 ] 3+<br />
Bát diện
Porphine – một tác nhân<br />
chelat được tìm thấy<br />
trong tự nhiên<br />
N<br />
NH<br />
NH<br />
N
Metalloporphyrin<br />
N<br />
N<br />
2+<br />
Fe<br />
N<br />
N
Myoglobin, một protein chứa<br />
O 2 trong các tế bào
Phức của Fe 2+ trong Oxymyoglobin và<br />
Oxyhemoglobin
Máu ñộng mạch<br />
Trường mạnh<br />
O 2<br />
N<br />
Fe<br />
N<br />
∆ Lớn<br />
N<br />
N<br />
N<br />
NH<br />
globin<br />
(protein)<br />
Màu đỏ tươi phụ thuộc<br />
vào sự hấp thụ ánh sáng<br />
xanh
Venous Blood<br />
Weak field<br />
OH 2<br />
N<br />
N<br />
Fe<br />
N<br />
N<br />
N<br />
∆ Nhỏ<br />
NH<br />
globin<br />
(protein)<br />
Bluish color due to<br />
absorption of orangish<br />
light
Phức Fe<br />
FG24_014.JPG
Đồng phân của phức chất<br />
1) Đồng phân ion hoá và Đồng phân<br />
hidrat: là những chất có cùng thành phần<br />
chỉ khác nhau ở trong dung dịch phân li<br />
thành các ion khác nhau.<br />
• Đồng phân hidrat là trường hợp ñặc biệt<br />
của ñồng phân ion hoá.<br />
• Nguyên nhân là do sự phối trí khác nhau<br />
ở ion cầu nội và cầu ngoại.
Đồng phân của phức chất<br />
VD:+) [Co(En) 2 (SCN) 2 ]Cl và<br />
[Co(En) 2 (SCN)Cl](SCN)<br />
[Co(NH 3 ) 5 (SO 4 )]Br và<br />
[Co(En) 2 Br]SO 4<br />
+) CoCl 3 . 6H 2 O có 3 ñồng phân:<br />
[Co(H 2 O) 6 ]Cl 3 ; [Co(H 2 O) 5 Cl]Cl 2 .H 2 O ;<br />
[Co(H 2 O) 4 Cl 2 ] Cl . 2 H 2 O
Đồng phân của phức chất<br />
2) Đồng phân muối (ñồng phân liên kết):<br />
Do kiểu liên kết gây ra<br />
Thường xảy ra với phân tử lưỡng cực :<br />
CN - , SCN - , NO - 2- , urê , thiourê ...<br />
VD: [(NH 3 ) 5 Co-NO 2 ]Cl 2<br />
[(NH 3 ) 5 Co-O-N= O]Cl 2<br />
liênkết qua N<br />
liênkết qua O
• Ví dụ<br />
Đồng phân liên kết<br />
– [Co(NH 3 ) 5 (ONO)] 2+ và<br />
[Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+
Đồng phân liên kết
Đồng phân liên kết<br />
hν<br />
[Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+ [Co(NH 3 ) 5 (NO 2 )] 2+<br />
vàng<br />
Phức nitro<br />
(H 3 N) 5 Co N<br />
O<br />
O<br />
∆<br />
Đỏ<br />
Phức nitrito<br />
(H 3 N) 5 Co O O<br />
N<br />
[Pd(NCS) 2 (PPh 3 ) 2 ] [Pd(SCN) 2 (PPh 3 ) 2 ]<br />
isocyanate<br />
thiocyanate
Đồng phân cầu phối trí<br />
• Ví dụ<br />
[Co(NH 3 ) 5 Cl]Br và [Co(NH 3 ) 5 Br]Cl<br />
• Xét trong môi trường nước<br />
[Co(NH 3 ) 5 Cl]Br → [Co(NH 3 ) 5 Cl] + + Br -<br />
[Co(NH 3 ) 5 Br]Cl → [Co(NH 3 ) 5 Br] + + Cl -
Đồng phân ion hóa<br />
e.g. [Co(NH 3 ) 5 Br]SO 4<br />
[Co(NH 3 ) 5 (SO 4 )]Br<br />
no ppt<br />
AgBr<br />
Ag +<br />
[Co(NH 3 ) 5 Br]SO 4<br />
[Co(NH 3 ) 5 (SO 4 )]Br<br />
Ba 2+<br />
BaSO 4<br />
Ba 2+ no ppt
• Ví dụ<br />
Đồng phân cầu phối trí<br />
[Co(NH 3 ) 5 Cl]Br vs. [Co(NH 3 ) 5 Br]Cl<br />
• Xét sự kết tủa<br />
[Co(NH 3 ) 5 Cl]Br(aq) + AgNO 3 (aq) →<br />
[Co(NH 3 ) 5 Cl]NO 3 (aq) + AgBr(s)<br />
[Co(NH 3 ) 5 Br]Cl(aq) + AgNO 3 (aq) →<br />
[Co(NH 3 ) 5 Br]NO 3 (aq) + AgCl(aq)
Đồng phân của phức chất<br />
3) Đồng phân phối trí<br />
• Là những chất có cùng khối lượng phân<br />
tử nhưng có sự phân bố khác nhau của<br />
các nhóm thế ở trong thành phần của các<br />
ion phức chất tạo nên phân tử hợp chất.<br />
Thường xảy ra với phức chất mà cả cầu<br />
nội và cầu ngoại ñều là phức chất.<br />
[Cu(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] [Pt(NH 3 ) 4 ][CuCl 4 ] square planar<br />
[Co(NH 3 ) 6 ][Cr(CN) 6 ]<br />
[Cr(NH 3 ) 6 ][Co(CN) 6 ] octahedral
Đồng phân của phức chất<br />
VD: [Pt(NH 3 ) 4 ] 2+ [PtCl 4 ] 2- và<br />
[Pt(NH 3 ) 3 Cl] + [Pt(NH 3 )Cl 3 ] -<br />
[Co(NH 3 ) 6 ] 3+ [Cr(CN) 6 ] 3- và<br />
[Cr(NH 3 ) 6 ] 3+ [Co(CN) 6 ] 3-<br />
[(NH 3 ) 4 Co(OH) 2 Co(NH 3 ) 2 Cl 2 ]SO 4<br />
và<br />
[Cu(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] [Pt(NH 3 ) 4 ][CuCl 4 ] square planar<br />
[Co(NH 3 ) 6 ][Cr(CN) 6 ]<br />
[Cl(NH 3 ) 3 Co(OH) 2 Co(NH 3 ) 3 Cl]SO 4<br />
[Cr(NH 3 ) 6 ][Co(CN) 6 ] octahedral
Đồng phân trùng hợp phối trí<br />
Các phối tử sắp xếp khác nhau ở 2 ion trung tâm<br />
[Cu(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] và [Pt(NH 3 ) 4 ][CuCl 4 ] vuông phẳng<br />
[Co(NH 3 ) 6 ][Cr(CN) 6 ] và [Cr(NH 3 ) 6 ][Co(CN) 6 ] bát diện<br />
Đồng phân polime<br />
n có giá trị khác nhau trong công thức kinh nghiệm<br />
[ML m ] n<br />
VD: [Pt(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] và [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ]<br />
Cả 2 polymer đều có chung công thức kinh<br />
nghiệm là [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] n
Đồng phân của phức chất<br />
4) Đồng phân trùng hợp phối trí<br />
• Các chất trùng hợp phối trí không chỉ<br />
khác nhau về cách sắp xếp các phối tử<br />
xung quanh ion trung tâm mà còn khác<br />
nhau về khối lượng phân tử.<br />
VD: : [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] 0 tồn tại 5 dạng:<br />
• Dạng mônome : [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] 0<br />
• Dạng dime : [Pt(NH 3 ) 4 ][PtCl 4 ] ;<br />
[Pt(NH 3 ) 3 Cl] [Pt(NH 3 )Cl 3 ]<br />
• Dạng trime : [Pt(NH 3 ) 4 ] [Pt(NH 3 )Cl 3 ] 2 ;<br />
[Pt(NH 3 )Cl 3 ] 2 [PtCl 4 ]
Đồng phân của phức chất<br />
5) Đồng phân hình học<br />
• Pt(NH 3 ) 2 Cl 2<br />
platin (II)<br />
• Pt(NH 3 ) 2 Cl 2<br />
platin (II)<br />
Cis- dicloro diammin<br />
Trans- dicloro diammin
Cis<br />
và<br />
Trans
Đồng phân hình học<br />
Đồng phân cis<br />
Đồng phân trans<br />
Pt(NH 3 ) 2 Cl 2
Dạng hình học của phức vuông phẳng<br />
Đồng phân hình học<br />
trans-[PtCl 2 (NH 3 ) 2 ]<br />
trans-diamminedichloroplatinum(II)<br />
cis-[PtCl 2 (NH 3 ) 2 ]<br />
cis-diamminedichloroplatinum(II)
Đồng phân<br />
cis-trans
Đồng phân hình học của [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ]
Octahedral geometry<br />
[ML 4 X 2 ]<br />
Đồng phân hình học<br />
phối tử trục<br />
phối tử trục<br />
phối tử biên<br />
phối tử biên<br />
trans-[Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] +<br />
phức có màu xanh<br />
cis-[Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] +<br />
phức có màu tím
Phối tử clo
Đồng phân hình học<br />
đồng phân cis<br />
đồng phân trans<br />
[Co(H 2 O) 4 Cl 2 ] +
Đồng phân hình học của [Co(NH 3 ) 4 Cl 2 ] +
Đồng phân cis và trans<br />
của phối tử nhiều càng
Đồng phân của phức chất<br />
6) Đồng phân quang học : là những chất có cùng<br />
thành phần phức chất chỉ khác nhau về hình ảnh<br />
của vật và ảnh qua gương<br />
+) d hay (+) : Phức chất có khả năng quay mặt<br />
phẳng phân cực từ trái sang phải.<br />
+) l hay (-) : Phức chất có khả năng quay mặt<br />
phẳng phân cực từ phải sang traí.<br />
• Chỉ có ñồng phân Cis mới có ñồng phân quang học<br />
VD: [Co(En) 2 (NH 3 )Cl] X 2<br />
Điều kiện một hợp chất có ñồng phân quang học là<br />
phân tử bất ñối xứng (không có mặt phẳng ñối<br />
xứng, không có trục quay phản xạ) và số ñồng<br />
phân quang học của phức chất tăng lên nhiều nếu<br />
phối tử lại có ñồng phân quang học
Mặt phẳng gương của cis-[Co(en) 2 Cl 2 ] + và trans-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Ví dụ 1<br />
mirror plane<br />
cis-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Ví dụ 1<br />
Quay phân tử 180° qua gương<br />
180 °
Ví dụ 1<br />
không thể trùng khít<br />
cis-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Example 1<br />
Đồng phân<br />
Enang<br />
cis-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Ví dụ 2<br />
mirror plane<br />
trans-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Ví dụ 2<br />
Quay phân tử 180° qua gương<br />
180 °<br />
trans-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Ví dụ 2<br />
có thể trùng khít và không quang hoạt<br />
trans-[Co(en) 2 Cl 2 ] +
Phân loại phức chất<br />
1) Phức chất với các phối tử chứa nitơ<br />
a) Phức amoniacat là phức chứa phối<br />
tử NH 3 và hợp chất có cấu tạo tương<br />
tự NH 3 (N 2 H 4 , NH 2 OH)<br />
b) Phức aminat (phức chứa phối tử<br />
NH 2- ): ankylamin (CH 3 NH 2 ), mạch<br />
vòng (amin thơm, amin dị vòng )
Phân loại phức chất<br />
2) Phức chất với các phối tử chứa oxi<br />
a) Phức hidrat tinh thể: là phức có phối tử là H 2 O tham<br />
gia liên kết với ion trung tâm (có thể ở cầu nội hoặc<br />
liên kết yếu ở cầu ngoại)<br />
VD: [Co(H 2 O) 6 ]Cl 3 6 phân tử H 2 O ở cầu nội<br />
• CuSO 4 . 5H 2 O 4 phân tử H 2 O ở cầu nội:<br />
[Cu(H 2 O) 4 ] SO 4 . H 2 O<br />
- Phức aquơ là trường hợp riêng của hidrat tinh thể<br />
b) Phức hidroxo<br />
c) Phức cacbonyl<br />
d) Phức của anion gốc axit : NO 3- , NO 2- , C 2 O<br />
2-<br />
4 , CO<br />
2-<br />
3 ,<br />
ClO 4- , SO<br />
2-<br />
4 ,
Phân loại phức chất<br />
3) Phức chất với các phối tử chứa lưu huỳnh<br />
• VD: S 2 O<br />
2-<br />
3 , (C 2 H 5 ) 2 S ,<br />
4) Phức chất có phối tử là ion halogenua X -<br />
- Đồng halogen [BeF 4 ] 2- , [TaF 8 ] 3- , [W 2 F 9 ] 3-<br />
- Dị halogen [Pt(NH 3 ) Cl 2 Br] -<br />
5) Phức chất với có phối tử là polihalogenua<br />
• Ở phức này các halogen có số oxi hoá<br />
khác nhau làm ion trung tâm và phân tử<br />
X 2 làm phối tử<br />
• VD: M[Br - (Br 2 )], M[Br - (Cl 2 )], M[I - (I 2 )],<br />
M[Br - F 6 )], M[I - (F 6 )], M[I + (F 4 )]
Phân loại phức chất<br />
6) Phức chất với các phối tử: phối tử P , As , Sb,<br />
H 2 , O 2 , CN - ...<br />
- PR 3 , AsR 3 , SbR 3 (R: halogen , gốc<br />
hidrocacbua)<br />
[Pt(PCl 3 ) 2 Cl 2 ]; [Cu(PH 3 ) 3 Cl] + ; [Rh(C 6 H 5 ) 3 P]<br />
[M (C 6 H 5 ) 3 P 2 CO 2 ] vơí M : Ni 0 , Pd 0 , Pt 0<br />
7) Phức vòng (chelat): phối tử có dung lượng<br />
phối trí ít nhất là 2: En, C 2 O 4<br />
2-<br />
, SO 4<br />
2-<br />
,<br />
NH 2 CH 2 COOH ...
Sơ ñồ tách các nguyên tố nhóm II
Sơ ñồ tách các nguyên tố nhóm III
LIÊN KẾT HOÁ <strong>HỌC</strong><br />
TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
A) ÁP DỤNG THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG <strong>PHỨC</strong><br />
<strong>CHẤT</strong>.<br />
B) ÁP DỤNG THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
GIẢI THÍCH LIÊN KẾT TRONG<br />
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong>.<br />
C) ÁP DỤNG THUYẾT MO GIẢI THÍCH<br />
LIÊN KẾT TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong>.
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
• Nội dung: Liên kết giữa nguyên tử trung<br />
tâm và các phối tử là liên kết cho nhận<br />
+) Nguyên tử kim loại phải có obitan trống<br />
ñể tạo liên kết với các obitan chứa cặp<br />
electron tự do của phối tử<br />
+) Khi ñó các obitan trống của nguyên tử<br />
+) Khi ñó các obitan trống của nguyên tử<br />
kim loại tạo phức tổ hợp thành các obitan<br />
lai hoá với sự ñịnh hướng không gian xác<br />
ñịnh ứng với sự hình thành các liên kết<br />
giữa hạt tạo phức và phối tử trong phức<br />
chất.
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
• Nội dung:<br />
+) Liên kết phối trí ñược hình thành do sự<br />
xen phủ của các obitan lai hoá còn trống<br />
của kim loại với cặp electron tự do của<br />
phối tử.<br />
+) Sự xen phủ của các obitan càng lớn,<br />
+) Sự xen phủ của các obitan càng lớn,<br />
liên kết càng bền.
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
+) Cấu hình không gian của phức chất phụ<br />
thuộc vào dạng lai hoá:<br />
- Lai hoá sp: cấu hình thẳng (Ag + , Hg 2+ )<br />
- Lai hoá sp 3 cấu hình tứ diện (Al 3+ , Zn 2+ ,<br />
Co 2+ , Fe 2+ , Ti 3+ ...)<br />
- Lai hoá dsp 2 : cấu hình vuông phẳng<br />
(Au 3+ , Pd 2+ , Cu 2+ , Ni 2+ , Pt 2+ ...)<br />
- Lai hoá d 2 sp 3 : cấu hình bát diện (Cr 3+ ,<br />
Pt 4+ , Co 3+ , Fe 3+ , Rh 3+ ... )<br />
•
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
Các obitan muốn lai hoá ñược với nhau<br />
phải năng lượng gần nhau và phải có cấu<br />
hình hình học và sự ñịnh hướng của<br />
obitan trong không gian<br />
+) Các dạng lai hoá và sự phân bố hình<br />
học của phối tử trong phức chất xác ñịnh<br />
chủ yếu bởi cấu tạo electron của ion<br />
trung tâm . Ngoài ra chúng còn phụ<br />
thuộc vào bản chất của các phối tử.
Liên kết phối trí<br />
KL chuyển tiếp ñóng vai trò như axit Lewis<br />
• Hình thành phức/ ion phức<br />
Fe 3+ (aq) + 6CN - (aq) → Fe(CN) 6<br />
3-<br />
(aq)<br />
Axit Lewis Bazo Lewis Ion phức<br />
Ni 2+ (aq) + 6NH 3 (aq) → Ni(NH 3 ) 6<br />
2+<br />
(aq)<br />
Axit Lewis Bazo Lewis Ion phức<br />
Phức chất bao gồm một ion kim loại liên kết với một hay nhiều<br />
phân tử hay anion<br />
Axit Lewis = Kim loại = Trung tâm liên kết phối trí<br />
Bazơ Lewis = phối tử = phân tử/ion liên kết cộng hóa trị với<br />
kim loại trong phức
Phức chất tồn tại ở trạng thái dung<br />
dịch và trạng thái rắn
Liên Kết phối trí và<br />
dạng hình học<br />
Liên kết hóa trị<br />
Valence Bond Theory<br />
versus<br />
Crystal Field Theory<br />
lai hóa<br />
Bát diện d 2 sp 3<br />
Tứ diện sp 3<br />
Vuông phẳng dsp 2<br />
phức spin thấp và spin cao.
6 phối tử trong trường bát diện
Sự hình thành obitan d 2 sp 3
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
• Xét phức [CoF 6 ] 3- :<br />
• 27 Co: [Ar]3d 7 4s 2 ⇒ Co 3+ : [Ar]3d 6<br />
-<br />
F<br />
- - - -<br />
F F F F<br />
.. .. F<br />
.. .. .. ..<br />
-<br />
↑↓ ↑ ↑ ↑<br />
↑<br />
↑↓<br />
↑↓ ↑↓ ↑↓<br />
↑↓ ↑↓<br />
3d 6 sp 3 d 2
THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ<br />
• Xét phức [Co(NH 3 ) 6 ] 3+ :<br />
• 27 Co: [Ar]3d 7 4s 2 ⇒ Co 3+ : [Ar]3d 6<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
NH 3<br />
.. ..<br />
..<br />
.. .. ..<br />
↑↓<br />
↑↓<br />
↑↓<br />
↑↓<br />
↑↓<br />
↑↓<br />
↑↓ ↑↓ ↑↓<br />
3d 6 d 2 sp 3
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
1) Sự tách các obitan d<br />
Thuyết khảo sát ảnh hưởng của trường<br />
phối tử ñến các obitan d của nguyên tử<br />
trung tâm, sự tương tác giữa các obitan<br />
d với các phối tử âm ñiện là tương tác<br />
tĩnh ñiện, dựa trên thế năng cổ ñiển E<br />
= q 1 q 2 /r<br />
• q 1 , q 2 là ñiện tích của electron tương tác<br />
• r là khoảng cách các trọng tâm của các<br />
ion tương tác
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• Kết quả làm tăng năng lượng của các<br />
electron d, tác ñộng của các phối tử tới<br />
các e- d không giống nhau, những e-d<br />
nào nằm gần phối tử thì nó bị ñẩy mạnh<br />
hơn do ñó năng lượng của nó tăng lên<br />
nhiều, còn những e- d nằm xa phối tử thì<br />
bị ñẩy ít hơn và do ñó sự tăng năng<br />
lượng của nó cũng ít hơn⇒ làm tách mức<br />
năng lượng của các e- d .
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
2) Sự tách các mức năng lượng d trong<br />
trường bát diện ñều<br />
• Xét phức chất bát diện: [Ti(H 2 O) 6 ] 3+ ,<br />
Ti 3+ : 3d 1<br />
- Tương tác của các phối tử lên các obitan<br />
d xy , d xz , d yz là như nhau làm cho năng<br />
lượng electron tăng lên như nhau<br />
- Các obitan d z2 và d (x2 - y2) tương ñương<br />
nhau nên tương tác của các phối tử lên<br />
các electron ở các obitan ñó là như nhau<br />
do ñó năng lượng electron tăng lên như<br />
nhau
Sự định hướng<br />
của 5 AO-d<br />
orbitals<br />
đối với các phối<br />
tử của phức bát<br />
diện
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
z<br />
y<br />
Ti 3+<br />
x<br />
Sự sắp xếp 6 phối tử âm ñiện trong<br />
phức bát diện của Ti 3+
Thuyết trường tinh thể<br />
Trường bát diện<br />
(-) Phối tử điện tích âm bị hút<br />
bởi ion kim loại, làm bền hệ<br />
attracted to (+) metal ion;<br />
provides stability<br />
-<br />
- -<br />
+<br />
-<br />
-<br />
Các e-d bị đẩy bởi các phối tử<br />
điện tích âm; làm tăng năng<br />
lượng của AO-d<br />
-<br />
Các phối tử phân bố dọc các trục x, y, z
(a) Sự định hướng kiểu bát diện của các điện tích âm xung quanh ion kim loại. (b-f)<br />
Các sự địn hướng của các AO-d so với phối tử điện tích âm. Chú ý rằng các thùy của<br />
AO d z2 and d x2-y2 (H.b và c) hướng về các điện tích âm và các thùy của AO- d xy , d yz , and<br />
d xz (H.d-f) nằm giữa các điện tích âm.
Ảnh hưởng của trường bát diện<br />
với các phối tử
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
- Trong 5 obitan d thì các obitan dz 2 và<br />
d(x 2 - y 2 ) hướng thẳng vào phối tử , nên<br />
chịu tương tác trực tiếp của trường phối tử<br />
, vì vậy năng lượng của các obitan dz 2 và<br />
d(x 2 - y 2 ) tăng lên cao hơn so với năng<br />
lượng của các obitan dxy , dxz , dyz<br />
( vì các obitan dxy , dxz , dyz nằm trên<br />
ñường phân giác nên chịu sự tương tác<br />
của trường phối tử yếu hơn,năng lượng<br />
tăng ít hơn).
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
- Kết quả các mức năng lượng d suy<br />
biến 5 lần ở ion tự do thì ở trường<br />
bát diện bị tách làm ñôi.<br />
- e g : dz 2 , d(x 2 - y 2 ) ;<br />
- t 2g : d xy , d xz , d yz<br />
Năng lượng tách<br />
∆ 0 = Ee g - E t 2g = 10Dq
Thuyết trường tinh thể<br />
Y<br />
Z<br />
X<br />
X<br />
d x 2 -y 2 d z 2<br />
Y Z Z<br />
Các thùy AO hướng trực tiếp vào các phối tử<br />
lực đẩy tĩnh điện lớn hơn = thế năng cao hơn
Thuyết trường tinh thể<br />
Y<br />
Z<br />
Z<br />
X<br />
X<br />
Y<br />
d xy d xz d yz<br />
Lobes directed between ligands<br />
less electrostatic repulsion = lower potential energy
Thuyết trường tinh thể<br />
trường bát diện<br />
Các mức năng lượng AO-d<br />
d z 2 d x 2 - y 2<br />
_ _<br />
E<br />
Ion kim loại<br />
tự do<br />
_ _ _ _ _<br />
_ _ _<br />
d xy d xz d yz<br />
Ion kim loại trong phức bát diện<br />
Các AO-d
Sự tách mức năng lượng<br />
trong trường tinh thể<br />
d z 2 d x 2 - y 2<br />
∆<br />
được xác định nhờ nguyên tử trung<br />
tâm (ion kim loại) và phối tử<br />
d xy<br />
d xz<br />
d yz
Fig. 22.17<br />
Trường tinh thể tách các AO-d trong<br />
phức bát diện
Trường<br />
ñối<br />
xứng<br />
cầu<br />
trong<br />
trường<br />
bát<br />
diện
Trường bát diện<br />
d orbital energy levels<br />
metal ion in octahedral<br />
complex<br />
d z 2 d x 2 - y 2<br />
_ _<br />
_ _ _<br />
∆<br />
E<br />
d xy<br />
d xz<br />
d yz<br />
isolated<br />
_<br />
metal<br />
_ _<br />
ion<br />
_ _<br />
Metal ion and the nature of the<br />
ligand determines ∆<br />
d-orbitals
Ion kim<br />
loại trong<br />
trường
Free Co<br />
orbitals
Vẽ giản ñồ tách mức năng lượng của các AO-d ñối với ion<br />
trung tâm trong phức bát diễn trong các trường hợp sau:<br />
a. Fe 2+ (spin thấp và cao)<br />
b. Fe 3+ (spin cao)<br />
c. Ni 2+<br />
d. Zn 2+<br />
e. Co 2+ (spin thấp và cao)<br />
Có bao nhiêu electron ñộc thân trong các ion phức sau<br />
a. Ru(NH 3 ) 6<br />
2+<br />
(spin thấp)<br />
b. Fe(CN) 6<br />
3-<br />
(spin thấp và cao)<br />
c. Ni(H 2 O) 6<br />
2+<br />
d. V(en) 3<br />
3-<br />
e. CoCl 4<br />
2-
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
3) Sự tách các mức năng lượng d trong<br />
trường bát diện biến dạng<br />
a) Trường bát diện bẹt<br />
2 phối tử trên trục z gần ion trung tâm hơn 4<br />
phối tử khác nằm trục x,y; do ñó tương tác<br />
của trường phối tử lên obitan d z2 sẽ mạnh<br />
hơn so với obitan d (x2 - y2) và năng lượng của<br />
chúng sẽ cao hơn so với obitan d (x2 - y2) , kết<br />
quả mức e g bị tách làm hai mức và mất suy<br />
biến.<br />
Tương tự như vậy, các obitan d xz , d yz phân bố<br />
gần các phối tử hơn obitan d xy nên nó chịu<br />
tương tác của trường phối tử mạnh hơn,<br />
năng lượng của chúng sẽ cao hơn, kết quả<br />
mức t 2g bị tách thành 2 mức
Thuyết trường tinh thể<br />
Trường bát diện<br />
(-) Phối tử điện tích âm bị hút<br />
bởi ion kim loại, làm bền hệ<br />
attracted to (+) metal ion;<br />
provides stability<br />
-<br />
- -<br />
+<br />
-<br />
-<br />
Các e-d bị đẩy bởi các phối tử<br />
điện tích âm; làm tăng năng<br />
lượng của AO-d<br />
-<br />
Các phối tử phân bố dọc các trục x, y, z
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
b) Trường tứ phương (bát diện kéo dài)<br />
Trong trường tứ phương, 2 phối tử trên<br />
trục z ñứng xa ion trung tâm hơn 4 phối<br />
tử khác nằm trục x,y; do ñó tương tác<br />
của trường phối tử lên obitan d (x2 - y2) sẽ<br />
mạnh hơn so với obitan d z2 và năng<br />
lượng của chúng cao hơn so với obitan<br />
d z2 , kết quả mức e g bị tách làm hai mức<br />
và mất suy biến.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Do obitan d xy phân bố gần các phối tử<br />
hơn các obitan d xz , d yz nên nó chịu tương<br />
tác của trường phối tử mạnh hơn, năng<br />
lượng của chúng sẽ cao hơn, kết quả<br />
mức t 2g bị tách mưc và giảm bậc suy<br />
biến.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
c) Trường hợp giới hạn (phức<br />
vuông phẳng)<br />
• Khi mật ñộ electron trên trục z ñủ<br />
lớn, hằng số chắn lớn làm giảm lực<br />
liên kết, các phối tử trên trục z bị<br />
tách hoàn toàn khỏi phức bát diện,<br />
tạo thành phức vuông phẳng.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
d x<br />
2<br />
- y<br />
2<br />
d x<br />
2<br />
- y<br />
2<br />
d z<br />
2 2 2<br />
, d x - y<br />
d z<br />
2<br />
d x y<br />
d<br />
d x y<br />
Ion tự do<br />
d x y , d x z , d y z<br />
d x z , d y z<br />
Trường Trường tứ phương<br />
bát diện [MX 6 ] (bát diện thuôn)<br />
d z<br />
2<br />
Trường d x z ,<br />
vuông phẳng<br />
d y z<br />
Hình 11. Sự tách mức d của ion trung tâm trong các<br />
trường đối xứng khác nhau
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• Dãy phổ hoá học.<br />
I - < Br -
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
trường tứ diện<br />
z<br />
z<br />
y<br />
x<br />
y<br />
x<br />
a<br />
b<br />
Hình 12. Các obitan d x2 - y2 (a) và d xy (b)<br />
trong trường tứ diện của các phối tử (dấu • )
Sơ ñồ mức năng lượng của obitan d<br />
phức tứ diện
Các AO-d trong trường tứ diện của<br />
các ñiện tích ñiểm
4 phối tử trong trường tứ diện
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
4) Sự tách các mức năng lượng d trong<br />
trường tứ diện<br />
• Trong trường tứ diện các obitan d xy , d xz ,<br />
d yz nằm trên ñường phân giác của góc<br />
vuông hướng thẳng vào phối tử, nên chịu<br />
tương tác trực tiếp của trường phối tử, vì<br />
vậy năng lượng) tăng lên cao hơn so với<br />
năng lượng của các obitan d z2 và d (x2 - y2)<br />
(vì d z2 và d (x2 - y2) nằm trên trục toạ ñộ nên<br />
chịu sự tương tác của trường phối tử yếu<br />
hơn, năng lượng tăng ít hơn).
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
4) Sự tách các mức năng lượng d trong<br />
trường tứ diện<br />
- Kết quả các mức năng lượng d ở trường tứ<br />
diện bị tách làm ñôi nhưng theo thứ tự<br />
ngược lại với trường bát diện.<br />
• ∆ T = (4/9) ∆ 0 = E t 2 - E e
Giản đồ năng<br />
lượng của AO-d<br />
ion kim loại trong<br />
phức tứ diện<br />
d xy<br />
d xz<br />
d yz<br />
_ _ _<br />
E<br />
ion kim<br />
loại tự do<br />
_ _ _ _ _<br />
AO-d<br />
_ _<br />
∆<br />
d z 2 d x 2 - y 2<br />
spin cao
Fig. 22.23
Trong phức tứ diện, Các AOe<br />
g nằm dưới các AO- t 2g ; chỉ<br />
trong trường yếu mới cần quan<br />
tâm.<br />
Năng lượng tách bởi phối tử<br />
trong trường tứ diện, ∆ T nhỏ<br />
hơn trong trường bát diện, ∆ o .<br />
Nên, phức tứ diện trường yếu<br />
phổ biến.(∆ T
Sự tách mức năng lượng trường tứ diện<br />
Ion kim loại trong<br />
trường tinh thể<br />
ñối xứng cầu Ion kim loại trong<br />
trường tứ diện
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
trường tứ diện<br />
d 2 2 2<br />
z , d x - y<br />
d<br />
d x y , d x z , d y z<br />
d 2 2 2<br />
z , d x - y<br />
d x y , d x z , d y z<br />
d<br />
Ion tự do<br />
Ion trong<br />
trường đối<br />
xứng cầu<br />
Ion trong<br />
trường<br />
bát diện<br />
Ion trong<br />
trường<br />
tứ diện<br />
Hình 12. Tách mức d bởi các trường phối tử có<br />
đối xứng khác nhau
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
trường tứ diện
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
trường vuông
Giản ñồ năng lượng các AO-d trong<br />
phức vuông phẳng
Giản ñồ năng lượng<br />
các AO-d trong<br />
phức vuông phẳng<br />
Ion kim loại trong<br />
phức vuông phẳng<br />
__<br />
__<br />
d x 2 - y 2<br />
d xy<br />
__<br />
d z2<br />
E<br />
Ion kim<br />
loại tự do<br />
_ _ _ _ _<br />
AO-d<br />
__ __<br />
d xz d yz<br />
chỉ có spin thấp
Fig. 22.24
Khi có 1,2 hoặc 3 electron e g trong phức<br />
thì xuất hiện sự sai lệch tứ phương . Trong<br />
phức 4d 8 hoặc 5d 8<br />
sự sai lệch có thể dẫn đến sự tạo thành<br />
phức vuông phẳng<br />
∆ SP = 1.3 ∆ O<br />
định lượng sự tách obitan<br />
đối với phức vuông phẳng<br />
Ảnh hưởng của lệch tứ phương (làm ngắn liên kết trên trục x và y, kéo<br />
dài liên kết trên trục z) đối với năng lượng các AO-d đối với phức d 9
∆ T= 4/9 ∆ O nên<br />
Phức tứ diện thường là phức spin cao, còn<br />
phức vuông phẳng thường là phức spin<br />
thấp
Giản đồ<br />
các mức<br />
năng<br />
lượng của<br />
AO-d<br />
trong phức<br />
bát diện
Giản đồ năng<br />
lượng đối với<br />
phức vuông<br />
phẳng và phức<br />
thẳng
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• Cường ñộ của trường phối tử<br />
Dưới tác dụng của trường phối tử,<br />
năng lượng các obitan d của ion<br />
trung tâm giảm bậc suy biến và bị<br />
tách thành 2 mức t 2g (d) và e g (d).<br />
Cường ñộ của trường phối tử càng<br />
mạnh thì sự tách mức càng lớn. Hiệu<br />
số năng lượng giữa 2 mức ñó gọi là<br />
năng lượng tách:<br />
∆ o = Ee g - E t 2g = 10Dq<br />
∆ T = Et 2 - Ee = 10Dq
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• Năng lượng ổn ñịnh bởi trường<br />
tinh thể và hiêu ứng nhiệt ñộng<br />
- Phức bát diện ñều:<br />
∆H L = [0,4 n 1 (t 2g ) - 0,6 n 2 (e g )]∆ 0<br />
- Phức bát tứ diện :<br />
∆H L = [0,6 n 2 (e g ) - 0,4 n 1 (t 2g )]∆ T
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
b) Hiệu ứng cấu trúc:<br />
• Hệ quả sự tách mức năng lượng các<br />
electron d dẫn ñến sự biến ñổi cấu trúc<br />
củaphức chất<br />
*)Hiệu ứng bán kính:<br />
• Hiệu ứng nhiệt ñộng<br />
• Khái niệm năng lượng bền bởi trường phối<br />
tử giúp giải thích năng lượng hidrat hóa có<br />
dạng 2 ñường cong (như hình vẽ) ion M 2+<br />
nhóm 3d.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
b) Hiệu ứng cấu trúc:<br />
Sự tăng gần như tuyến tính dọc theo chu kì được chỉ ra tương ứng với<br />
độ bền liên kết giữa phối tử H 2 O và nguyên tử trung tâm tăng, từ ion<br />
Radi thì giảm từ trái sang phải trong chu kì. Sự lệch so với đường<br />
thẳng của entanpi hidrat từ phản ánh sự biến đổi năng lượng bền bởi<br />
trường phối tử.<br />
Entanpi hidrat hóa của M 2+<br />
(nhóm d thứ nhất).<br />
Xu hướng chung: entanpi hidrat hóa<br />
tăng dần (sự hidrat hóa tỏa nhiều nhiệt<br />
hơn)<br />
khi đi từ trái sang phải
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
*) Hiệu ứng Jan- tellơ : Năm 1937 Jan và<br />
Tellơ sau khi nghiên cứu mối liên quan<br />
giữa cấu trúc của phân tử phức và cấu<br />
hình không gian của chúng ñã ñưa ra qui<br />
luật về mối quan hệ ñó và gọi là hiệu ứng<br />
Jan - Tellơ : Trạng thái electron suy biến<br />
của một hệ phân tử không thẳng là không<br />
bền vững và có khuynh hướng biến dạng.<br />
Từ ñó dẫn ñến sự giảm tính chất ñối xứng<br />
của phân tử và tách trạng thái suy biến.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• VD: Cu 2+ : 3d 9 . Khi tạo phức bát diện,<br />
cấu hình electron của phức là t 6 3<br />
2ge g<br />
(d 2 d z2 1 ). Vì AO d (x2 - y2) (x2 - y2) chỉ có 1<br />
electron nên mật ñộ e trên trục z tăng<br />
lên so với mật ñộ e trục x và y, hiệu<br />
ứng chắn trên trục z lớn hơn trục x và<br />
y, lực hút của ion trung tâm với các<br />
phối tử trên trục z nhỏ hơn. Vì vậy ñộ<br />
dài liên kết của ion trung tâm và các<br />
phối tử trên trục z lớn hơn ñộ dài liên<br />
kết của ion trung tâm và các phối tử<br />
trên trục x và y, dễ dàng có thể tách ra<br />
khỏi phức.
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
• Kết quả phức chất Cu 2+ tồn tại ở dạng<br />
bát diện kéo dài theo trục z hoặc có<br />
cấu tạo vuông phẳng (nếu 2 phối tử<br />
trên trục z bị tách).<br />
• Điều này phù hợp với thực tế là phức<br />
chất Cu<br />
2+ thường có cấu tạo vuông<br />
phẳng .
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Tính chất từ<br />
a)Từ tính của phức chất có liên quan chặt<br />
chẽ với cấu hình electron của chúng.<br />
- Nếu hệ nguyên tử, phân tử ... không có<br />
electron ñộc thân, sẽ không có momen từ<br />
riêng, chất ñó là nghịch từ.<br />
- Nếu hệ có electron ñộc thân sẽ có momen<br />
từ riêng, chất ñó là thuận từ và có thể<br />
xác ñịnh ñược momen từ của chúng.<br />
- Momen từ phụ thuộc vào spin toàn phần<br />
và mômen ñộng lương quĩ ñạo toàn phàn<br />
gây ra
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Tính chất từ<br />
b) Tính momen từ<br />
*) Nếu Momen từ do cả spin toàn phần<br />
và mômen ñộng lương quĩ ñạo toàn<br />
phần gây ra, nhưng tương tác spin quĩ<br />
ñạo coi như không ñáng kể thì momen<br />
từ có thể tính:<br />
µ = [4S(S+1) + L(L+1)]½ µ B<br />
S : là spin tổng của các electron ñộc<br />
thân; L: là obitan tổng của hệ<br />
µ B = eh/ 4πmC (e là ñiện tích e; m là<br />
khối lượng e ; C là tốc ñộ ánh sáng)
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Tính chất từ<br />
b) Tính momen từ<br />
*) Nếu momen từ do cả spin toàn phần và<br />
mômen ñộng lương quĩ ñạo toàn phần<br />
gây ra, nhưng tương tác spin quĩ ñạo là<br />
ñáng kể thì momen từ có thể tính:<br />
µ = g [J(J+1)]½ µ B<br />
• g: là số lượng tử toàn phần của hệ ;<br />
• g = 1 +<br />
J ( J<br />
+ 1) + S(<br />
S + 1) −<br />
2J<br />
( J + 1)<br />
L(<br />
L + 1)<br />
• J: là số lượng tử nội; J nhận giá trị từ<br />
|L+S|,..., |L–S|
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Tính chất từ<br />
• Momen từ spin:<br />
µ = [4S(S+1)]½ µ B ,<br />
S: là spin tổng của các electron ñộc<br />
thân;<br />
µ = [n(n+2)]½ µ B ,<br />
n : là số electron ñộc thân;
Cấu hình electron của phức<br />
kim loại chuyển tiếp<br />
• Sự chiếm các AO-d phụ thuộc vào năng<br />
lượng tách ∆ và năng lượng ghép ñôi P.<br />
– Electron ñược sắp xếp ñể có cấu hình electron<br />
tương ứng với năng lượng thấp nhất có thể.<br />
– Nếu ∆ > P (∆ lớn; phối tử trường mạnh): Các e<br />
sẽ ghép ñôi ở các AO-d có mức năng lượng<br />
thấp trước.<br />
– Nếu ∆ < P (∆ nhỏ; phối tử trường yếu): Các<br />
electron sẽ phân bố vào các AO-d trước khi<br />
ghép ñôi.
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 1 d 2<br />
d 3
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 2
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 3
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 4<br />
phức spin cao<br />
∆ < P<br />
phức spin thấp<br />
∆ > P
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 5<br />
phức spin cao<br />
∆ < P<br />
phức spin thấp<br />
∆ > P
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 6<br />
phức spin cao<br />
∆ < P<br />
phức spin thấp<br />
∆ > P
d-orbital energy level<br />
diagrams<br />
octahedral complex<br />
d 7<br />
phức spin cao<br />
∆ < P<br />
phức spin thấp<br />
∆ > P
Giản ñồ năng lượng AO-d ở<br />
phức bát diện<br />
d 8
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 9
Giản ñồ mức năng lượng của<br />
obitan d phức bát diện<br />
d 10
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Màu sắc phức chất<br />
• Màu của chất là kết quả của sự hấp thụ<br />
một phần ánh sáng nhìn thấy. Những<br />
bức xạ không bị hấp thụ ñược phản<br />
chiếu hoặc truyền qua chất ñi ñến mắt<br />
người ta và gây nên cảm giác màu. Khi<br />
hấp thụ toàn bộ ánh sáng, chất có màu<br />
ñen và khi không hấp thụ ánh sáng, chất<br />
trong suốt hoặc có màu trắng.
Màu sắc của phức kim loại chuyển<br />
tiếp<br />
• Một hợp chất/ phức chất có màu:<br />
–Hấp thụ các bức xạ trong vùng ánh<br />
sáng nhìn thấy (400 –700 nm)<br />
–Bước sóng không bị hấp thụ ñược<br />
truyền qua.
Quang phổ khả kiến<br />
Bước sóng, nm<br />
(Mỗi bước sóng tương ứng với một màu khác nhau)<br />
400 nm 700 nm<br />
Năng lượng tăng<br />
Năng lượng giảm<br />
Trắng = tổng hợp tất cả các màu (bước sóng)
THUYẾT TTT - Màu sắc phức chất<br />
λ của bức xạ bị<br />
hấp thụ(nm)<br />
< 400<br />
400 - 430<br />
430 - 490<br />
490 - 510<br />
510 - 530<br />
530 - 560<br />
560 - 590<br />
590 - 610<br />
610 - 730<br />
730 - 760<br />
> 760<br />
Màu của bức xạ bị hấp<br />
thụ<br />
tử ngoại gần<br />
tím<br />
xanh<br />
lục- xanh<br />
lục<br />
lục- vàng<br />
vàng<br />
da cam<br />
ñỏ<br />
ñỏ tía<br />
hồng ngoại gần<br />
Màu trông thấy<br />
(màu phụ)<br />
vàng- lục<br />
vàng da cam<br />
ñỏ<br />
ñỏ tía<br />
tím<br />
xanh<br />
xanh-lục<br />
lục<br />
lục chàm<br />
không màu
Màu hấp<br />
thụ<br />
Màu<br />
quan sát<br />
được
THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ<br />
Màu sắc phức chất
Màu của phức chất của kim loại chuyển tiếp<br />
ánh<br />
sáng<br />
trắng<br />
ánh sáng<br />
đỏ được<br />
hấp thụ<br />
(ánh sáng<br />
có năng<br />
lượng<br />
thấp hơn)<br />
ánh sáng<br />
xanh quan<br />
sát được<br />
[M(H 2 O) 6 ] 3+
Màu của phức chất của kim loại chuyển tiếp<br />
ánh sáng<br />
trắng<br />
ánh sáng<br />
xanh<br />
được hấp<br />
thụ (ánh<br />
sáng có<br />
năng<br />
lượng<br />
cao hơn)<br />
[M(en) 3 ] 3+<br />
ánh sáng da<br />
cam quan sát<br />
được
Màu của phức chất của kim loại chuyển tiếp<br />
Dãy quang phổ hóa học<br />
nhỏ nhất ∆<br />
∆ tăng<br />
lớn nhất ∆<br />
I - < Br - < Cl - < OH - < F - < H 2 O < NH 3 < en < CN -<br />
trường yếu<br />
trường<br />
mạnh
Năng lượng ñẩy của electron so với<br />
năng lượng tách các AO-d
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Thuyết obitan phân tử coi phân tử phức<br />
chất cũng như phân tử hợp chất ñơn giản,<br />
là một hạt thống nhất bao gồm nguyên tử<br />
trung tâm và phối tử. Chuyển ñộng của<br />
electron trong phân tử ñược mô tả bằng<br />
hàm sóng gọi là obitan phân tử (MO). Sự<br />
tổ hợp tuyến tính các obitan nguyên tử<br />
của nguyên tử trung tâm và phối tử cho<br />
ta các obitan phân tử liên kết (MOlk) và<br />
obitan phân tử phản liên kết (MOplk).<br />
Điều kiện ñể các AO tổ hợp với nhau là<br />
chúng có thể xen phủ nhau, nghĩa là có<br />
cùng kiểu ñối xứng.
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
1) Phức chất bát diện<br />
a) Phức chất bát diện không có liên kết .<br />
• Xét ion phức bát diện [Ti(H 2 O) 6 ] 3+ ; Ti 3+ : 3d 1<br />
Các obitan hoá trị của Ti 3+ : 3d(z) 2 , 3d(x 2 - y 2 ) , 3dxy , 3dxz<br />
, 3dyz , 4s , 4px , 4py , 4pz<br />
và 6 phân tử H 2 O cấp 6 obitan i (i là obitan hoá trị MO-i , có<br />
thể coi là một trong 2 obitan lai hoá sp 3 chứa cặp electron<br />
tự do của O trong phân tử H 2 O)<br />
*) Obitan 4s của Ti 3+ tổ hợp với các obitan σ i của H 2 O :<br />
4s + Σσ i (i = 1- 6)<br />
• Hàm sóng trong trường hợp này có dạng:<br />
ψ(σ<br />
lk<br />
s ) = c 1 4s + c 2 σ i (i = 1- 6)<br />
ψ(σ s * ) = c 1 4s - c 2 σ i (i = 1 - 6)
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
*) Ba obitan 4p x , 4p y , 4p z của Ti 3+ , mỗi<br />
obitan tổ hợp với 2 obitan i của H 2 O:<br />
• ψ(x lk ) = c 3 4p x + c 4 (σ 1 - σ 3 )<br />
• ψ(x* ) = c 3 4p x - c 4 (σ 1 - σ 3 )<br />
• ψ(y lk ) = c 3 4p y + c 4 (σ 2 - σ 4 )<br />
• ψ(y* ) = c 3 4p y - c 4 (σ 2 - σ 4 )<br />
• ψ(z lk ) = c 3 4p z + c 4 (σ 5 - σ 6 )<br />
• ψ(z* ) = c 3 4p z - c 4 (σ 5 - σ 6 )
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
*) Hai obitan 3d z2 , 3d (x2 - y2) của Ti 3+ , mỗi<br />
obitan tổ hợp với 2 obitan i của H 2 O:<br />
ψ(σ z<br />
2 lk ) =c 5 3d z2 +2c 6 (σ 5 +σ 6 )-c 6 (σ 1 +σ 2 +σ 3 +σ 4 )<br />
ψ(σ z 2*) =c 5 3d z2 -2c 6 (σ 5 +σ 6 )+c 6 (σ 1 +σ 2 +σ 3 +σ 4 )<br />
ψ(σ lk (X 2 -y 2 )) = c 7 3d (X2 -y 2 ) + c 8 (σ 1 +σ 3 - σ 2 - σ 4 )<br />
ψ(σ* (X2 -y 2 )) = c 7 3d (X2 -y 2 ) - c 8 (σ 1 +σ 3 - σ 2 - σ 4 )
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
*) Các obitan 3d xy , 3d xz , 3d yz của Ti 3+<br />
thuận lợi cho việc xen phủ với obitan<br />
thích hợp của phối tử hình thành MO-π d ,<br />
nhưng phân tử nước không có obitan<br />
thích hợp ñó, nên chúng tồn tại trong<br />
phức chất dưới dạng MO-π 0 d không liên<br />
kết.
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
b) Phức chất bát diện có liên kết π.<br />
• Khi phối tử có obitan π có thể xen<br />
phủ với với các obitan d xy , d xz , d yz thì<br />
giản ñồ năng lương các MO của phân<br />
tử phức chất trở lên phức tạp hơn<br />
nhiều: ngoài các obitan MO-σ liên kết<br />
và phản liên kết còn có các MO- π liên<br />
kết và phản liên kết nữa và hiệu năng<br />
lượng cũng biến ñổi.
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Những obitan cuả phối tử có thể là những<br />
obitan Pπ ñơn giản như Cl - , những obitan<br />
d π ñơn giản như PH 3 , AsH 3 hay là những<br />
MO-π của các phối tử nhiều nguyên tử<br />
như CO, CN - . Trong phức chất bát diện<br />
với phối tử Cl - thì mỗi obitan d π của ion<br />
trung tâm sẽ xen phủ với các obitan của 4<br />
phối tử. Trên các obitan liên kết có sự<br />
chuyển dịch mật ñộ electron từ clo ñến<br />
kim loại và gọi là liên kết từ phối tử ñến<br />
kim loại(L →M )
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Trong những ñiều kiện xác ñịnh, phối tử CN - có<br />
thể có 2 kiểu liên kết. Vì ion CN - có obitan π lk<br />
chứa ñầy electron và π* còn trống [cấu hình<br />
CN - : (σ s ) 2 (σ s *) 2 (π (x,y) ) 4 (σ z ) 2 (π* x,y ) 0 (σ z* ) 0 ]<br />
nên các obitan lk của phối tử xen phủ với<br />
obitan trống của kim loại hình thành liên kết<br />
(kiểu L →M). Ngoài ra còn có thể có sự xen phủ<br />
các obitan chứa cặp ñiện tử của kim loại với<br />
obian π* còn trống của phối tử CN- tạo liên kết<br />
π(M→ L)
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
2) Phức chất tứ diện<br />
• Ví dụ: Phức chất [VCl 4 ] - (hoặc [CoCl 4 ] 2- )<br />
• Các obitan hóa trị của kim loại 4s, 4p x , 4p y ,<br />
4p z , 3d xy , 3d xz , 3d y z, có thể tham gia hình<br />
thành các MO-σ , hai obitan 3d z2 , 3d (x2 - y2)<br />
tham gia hình thành các MO-π. Những obitan<br />
MO-σ liên kết chiếm các mức năng lượng thấp,<br />
tiếp là các obitan MO-π liên kết (tập trung chủ<br />
yếu tại các nguyên tử clo). Các obitan phản liên<br />
kết, xuất phát từ các obitan hoá trị 3d, nhóm<br />
obitan 3d xy , 3d xz , 3d yz hình thành các MO- σ*<br />
có năng lượng cao hơn các MO- π* ñược hình<br />
thành xuất phát từ các obitan 3d z2 , 3d (x2 - y2) .<br />
Hiệu hai mức năng lượng (σ d )* và (π d )* trong<br />
phức chất tứ diện ưng với năng lượng tách ∆ T .
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
3) Phức chất vuông phẳng.<br />
• Phức chất [PtCl 4 ] 2-<br />
• Các obitan hóa trị của kim loại có thể<br />
tham gia hình thành các MO-σ là 5d (x 2 -<br />
y2) , 5d z2, 6p x , 6p y . Trong hai hai obitan<br />
5d , 5d z2 , thì obitan 5d (x 2 - y2) z2 tương tác<br />
với bốn obitan hoá trị của phối tử yếu hơn<br />
obitan 5d (x 2 - y2) vì phần lớn obitan 5d z2<br />
hướng theo trục Z. Các obitan 3d xy , 3d xz ,<br />
3d yz chỉ có thể tham gia hình thành các<br />
MO-π. Trong 3 obitan thì obitan 3d xy có<br />
thể tương tác với các obitan hoá trị của<br />
phối tử; trong khi ñó, hai obitan 3d xz , 3d yz<br />
chỉ tương tác với 2 phối tử .
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Obitan có năng lượng thấp nhất là các MO-σ (4<br />
obitan), những obitan này tập trung chủ yếu ở<br />
các nguyên tử clo. Tiếp theo là các MO-π(8<br />
obitan). Những MOplk xuất phát từ các obitan d<br />
chiếm phần giữa giản ñồ, trong các obitan này<br />
thì obitan có năng lượng cao nhất là obitan plk<br />
mạnh σ* (x2 - y2) , ngoài ra obitan (π xy )* có năng<br />
lượng cao hơn các obitan (π xz )*, (π yz )* (vì obitan<br />
d xy tương tác với cả 4 phối tử). Obitan (σ z 2 )* có<br />
tính plk yếu chiếm vị trí trung gian giữa (π xy )*và<br />
(π xz )*, (π yz )*
THUYẾT MO TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• [PtCl 4 ] 2- :<br />
(4MO- σ) 8 (8MO-π) 16 (π xz *) 2 ,(π * yz ) 2 (σ * z2 ) 2 (π xy ) 2<br />
• Từ giản ñồ năng lượng ta thấy cấu hình d 8 thuận<br />
lợi với cấu tạo vuông phẳng. Trên thực tế những<br />
ion kim loại như Ni 2+ , Pd 2+ và Au 3+ ...<br />
(cấu hình d 8 ) tạo thành một số lớn phức chất<br />
(cấu hình d 8 ) tạo thành một số lớn phức chất<br />
vuông phẳng
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
1) HẰNG SỐ TẠO THÀNH<br />
a) Hằng số bền : K b<br />
b) Hằng số không bền : K Kb<br />
2) MỐI LIÊN QUAN GIỮA ∆G 0 , ∆H 0 , ∆S 0<br />
CỦA QUÁ TRÌNH TẠO <strong>PHỨC</strong><br />
a) Mối liên hệ giữa K & ∆G<br />
0<br />
• ∆G 0 = - RTlnK = ∆H 0 - T∆S 0<br />
• lnK = - ∆H 0 /(RT) + ∆S 0 /R<br />
• Vậy K phụ thuộc vào ∆H 0 & ∆S 0 , ở nhiệt<br />
ñộ xác ñịnh hệ chỉ có 1 hằng số cân bằng<br />
• Hằng số K b phụ thuộc vào lượng nhiệt của<br />
quá trình, ∆G 0 càng nhỏ quá trình xảy ra<br />
càng lớn, phức chất càng bền.
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
b) Các yếu tố ảnh hưởng ñến ñộ bền<br />
của phức chất<br />
α ) Ion kim loại<br />
- Điện tích ion trung tâm càng lớn, bán<br />
kính càng nhỏ thì phức chất càng bền<br />
- Thực tiễn nghiên cứu còn ñánh giá ñộ<br />
bền phức chất qua tỷ số Z/r<br />
- Số electron d, f<br />
• Ion trung tâm gây trường khác nhau<br />
(phụ thuộc vào ñiện tích và bán kính):<br />
Pt 4+ > Re 4+ > Ir 3+ > Pt 2+ > Pd 2+ ><br />
Mo 3+ >Mn 4+ > Co 3+ > V 3+ > Cr 3+ ><br />
Fe 3+ > V 2+ >Fe 2+ > Co 2+ > Ni 2+ > Mn 2+
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
β) Phối tử<br />
- Phối tử tính bazơ càng lớn (khả năng<br />
nhận phối tử càng lớn dẫn ñến khả<br />
năng liên kết với kim loại càng lớn)<br />
phức chất tạo ra càng bền.<br />
- Phối tử là trung hoà thì ñộ phân cực<br />
của phối tử càng lớn thì phức chất càng<br />
bền.<br />
- Sự tăng kích thước phối tử làm giảm ñộ<br />
bền của phức chất (khi kích thước phối<br />
tử tăng, khả năng ñẩy nhau của các<br />
phối tử càng lớn, dẫn ñến sức hút với<br />
ion kim loại giảm, liên két kém bền)<br />
VD: khả năng tạo phức của F - >> ClO<br />
-<br />
4
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
* Độ bền của phức còn phụ thuộc vào sự tạo<br />
liên kết vòng phối tử và ion kim loại<br />
• Phức tạo bởi các phối tử như nhau thì phức<br />
chỉ có môt giá trị ∆ 0 . Xác ñịnh ∆ 0 dựa vào<br />
bước sóng mà phức chất hấp thụ (∆ 0 = hν =E)<br />
• ∆ 0 >> 0 thì phức càng bền. (Xác ñịnh dựa<br />
vào thực nghiệm phổ háp thụ electron )<br />
• Ngược lại với những phối tử khác nhau sẽ cho<br />
nhiều giá trị ∆ 0 ; người ta ñã xếp ñươc dãy<br />
phổ hoá : I - < Br - < SCN - < Cl - < NO<br />
-<br />
3 < F -<br />
< thioure < OH - < CH 3 COO - < < C 2 O<br />
2-<br />
4 ~<br />
H 2 O < NCS - < Py ~ NH 3 < En ... NO 2- < CN -<br />
~ CO
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
3) HIỆU ỨNG CHELAT.<br />
• Phức chất chứa một (hoặc một số<br />
lớn hơn) vòng chelat có cấu trúc 5<br />
cạnh, 6 cạnh sẽ bền hơn (có hằng số<br />
tạo thành lớn hơn) so với phức chất<br />
có cấu tạo tương tự nhưng chứa<br />
vòng chelat it hơn hoặc hoàn toàn<br />
không chứa chúng
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
4) SỰ TRAO ĐỔI CÁC PHÂN TỬ NƯỚCVÀ<br />
SỰ TẠO THÀNH <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> TỪ CÁC<br />
ION HIDRAT HOÁ.<br />
• Vì ña số các phản ứng tạo phức diễn ra<br />
trong dung dịch nước, cho nên một<br />
trong những phản ưng chính quan<br />
trọng nhất là phản ứng trong ñó các<br />
phân tử nước bao quanh cation trong<br />
dung dịch nước bị ñẩy ra khỏi cầu phối<br />
trí và trao ñổi với các phối tử khác.
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
5) PHẢN ỨNG THẾ PHỐI TỬ TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
BÁT DIỆN.<br />
Phản ứng thế trong phức chất xảy ra theo 2 cơ<br />
chế chính : S N1 & S N2<br />
• Có thể biểu diễn phản ứng thế phối tử bằng<br />
phương trình chung sau:<br />
[ LnMX] + Y = [ LnMY] + X
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
5) PHẢN ỨNG THẾ PHỐI TỬ TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
BÁT DIỆN.<br />
*) Cơ chế S N1 : Trước hết có sự phân ly một phối<br />
tử của phân tử phức chất, rồi phối tử thế sẽ<br />
ñiền vào vị trí trống ñó. Trong 2 giai ñoạn thì<br />
giai ñoạn ñầu chậm quyết ñịnh tốc ñộ .<br />
[L 5 MX] n+ chậm X - + [L 5 M] +Y - [L 5 MY] + X -<br />
V = k[L 5 MX] n+ phản ứng thế aí nhân ñơn phân<br />
tử bậc nhất
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
*) Cơ chế S N2<br />
[L 5 MX] n+ +Y - chậm [L 5 M-X] (n -1)+ Y [L 5 MY] n+ +X -<br />
• Ở cơ chế này giai ñoạn quyết ñịnh tốc ñộ là<br />
giai ñoạn kết hợp phối tử thế với phân tử phức<br />
chất tạo tành phức hoạt ñộng với số phối trí<br />
của nguyên tử trung tâm tăng lên 1 ñơn vị,<br />
tiếp ñó là giai ñoạn tách ra phối tử bị thế.<br />
• V = k[L 5 MX] n+ .[Y - ]
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Trong thực tế thì 2 cơ chế nêu trên chỉ là 2<br />
cơ chế giới hạn, còn thường gặp là trường<br />
hợp trung gian giữa 2 cơ chế (Cơ chế<br />
S N1 bazơ liên hợp: S N1CB )<br />
• Đối với dung dich nước ñặc biệt quan trọng<br />
là trường hợp riêng khi Y là H 2 O hoặc OH - .<br />
Trừ một số ngoại lệ rất ít gặp ra, ở tất cả<br />
các phản ứng ñầu tiên ñều xảy ra sự thế X<br />
bằng H 2 O, rồi sau ñó phân tử H 2 O mới bị<br />
thay thế bằng phối tử mới Y. Vì vậy việc<br />
khảo sát tiếp tục hầu như hoàn toàn dành<br />
cho các phản ứng thuỷ phân (hoặc phản ứng<br />
hidrat hoá)
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
6) PHẢN ỨNG THẾ PHỐI TỬ TRONG <strong>PHỨC</strong><br />
<strong>CHẤT</strong> VUÔNG PHẲNG.<br />
Đối với phức chất vuông phẳng cơ chế thế<br />
ñơn giản hơn, vì vậy phản ứng của nó dễ<br />
hiểu hơn. Các phức vuông phẳng có 2 vị<br />
trí trans còn trống nên phối tử thế dễ<br />
chiếm vị trí trans (ở 2 vị trí trống này có<br />
các phối tử dung môi phối trí nhưng dù<br />
sao các liên kết M-S cũng kém bền hơn<br />
liên kết M-L).
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
S<br />
L L<br />
M<br />
L L<br />
S
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong><br />
<strong>CHẤT</strong><br />
Solv<br />
A<br />
L<br />
L<br />
L<br />
L<br />
M<br />
A B M<br />
L<br />
L<br />
L<br />
L<br />
Solv<br />
B
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Vì vậy có thể dự ñoán phức chất phối trí bốn<br />
có khuynh hướng phản ứng theo cơ chế S<br />
2<br />
N<br />
nhiều hơn là phức chất tám mặt. Sự nghiên<br />
cứu các phức chất của Pt(II) cho biết trên thực<br />
tế ñúng như vậy.<br />
• Đối với các phản ứng :<br />
PtL n Cl 4-n + Y = PtL n Cl 3-n Y + Cl- (3.4)<br />
diễn ra trong dung dịch nước, phương trình tốc<br />
ñộ của chúng có dạng chung :<br />
• V = k[PtL n Cl 4-n ] + k'[PtL n Cl 4-n ] [Y] (3.5)<br />
• Đối với các dãy gồm bốn phức chất, ở ñó L =<br />
NH 3 và Y = H 2 O sự khác nhau lớn nhất giữa<br />
các tốc ñộ phản ứng (3.4) chỉ bằng hai, ñây là<br />
sự khác nhau rất nhỏ
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
Vì ñiện tích của các phức chất thay<br />
ñổi từ -2 ñến +1 (khi n thay ñổi từ o<br />
ñến 3) . Khi tăng n , sự ñứt liên kết<br />
Pt— Cl trong dãy này phải càng khó<br />
hơn, vì trong dãy ñó ái lực của platin<br />
với tác nhân ái nhân tăng lên. Sự<br />
bằng nhau lạ thường về tốc ñộ chứng<br />
tỏ có lợi cho cơ chế S N2 , ở ñó sự ñứt<br />
liên kết Pt —Cl và sự hình thành liên<br />
kết mới Pt—OH 2 có tầm quan trọng<br />
gần như nhau.
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
Y Y<br />
+ Y<br />
C1 X C1 X C1 X<br />
M M M<br />
T C2 T C2 T C2<br />
C1 X + Y C1 Y<br />
M<br />
T C2<br />
M<br />
T C2<br />
+ X<br />
Hình 3.1 . Sự thế phối tử trong phức vuông phẳng<br />
qua sự hình thành trạng thái chuyển tiếp phối trí<br />
năm(trạng thái này có cấu tạo tháp ñôi ba<br />
phương)
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Rất có thể cơ chế cũng ñúng cho cả phản ứng<br />
của những phức chất vuông phẳng của các ion<br />
khác như Ni 2+ , Pd 2+ , Rh 3+ , Ir 3+ và Au 3+ .<br />
Nhưng ñối với chúng không có ñược số liệu ñầy<br />
ñủ như các phức chất của Pt(II). Căn cứ vào<br />
cường ñộ ái nhân của phối tử ñi vào, nghĩa là<br />
theo trật tự tăng hằng số k' trong phương trình<br />
(3.5) ñối với phản ứng thế trong các phức chất<br />
Pt(II) , có thể sắp xếp chúng theo dãy: F - ~<br />
H 2 O ~ OH - < Cl - < Br - ~ NH 3 ~ các olefin <<br />
C 6 H 5 NH 2 < C 6 H 5 N < < NO<br />
-<br />
2 < N<br />
-<br />
3 < I - ~<br />
SCN - ~ R 3 P
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Hiệu ứng Trans. Đây là ñặc ñiểm quan trọng<br />
của phản ứng thế phối tử trong phức chất<br />
vuông phẳng . Đối với phản ứng của phức chất<br />
tám mặt , trừ một số trường hợp ñặc biệt, hiện<br />
tượng này không có tầm quan trọng to lớn ñến<br />
như thế. Chúng ta xét phản ứng:<br />
[PtLX 3 ] - + Y - = [PtLX 2 Y] - + X - (3.6)<br />
Phản ứng này có thể tạo thành hai sản phẩm<br />
ñồng phân có cấu tạo không gian khác nhau,<br />
trong ñó Y chiếm vị trí cis hoặc trans ñối với L.<br />
Người ta nhận thấy tỷ lệ tương ñối của các<br />
ñồng phân cis và trans thay ñổi rõ rệt tuỳ theo<br />
phối tử L.
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Hơn nữa , trong các phản ứng kiểu dưới ñây (3.7) có<br />
thể tạo thành hai ñồng phân hoặc một trong hai ñồng<br />
phân ñó.<br />
L X L X L Y<br />
Pt<br />
+ Y - → X- +<br />
Pt<br />
hay Pt (3.7)<br />
L' X L' Y L' X<br />
Rõ ràng là ñối với phản ứng ñó và nhiều phản ứng khác<br />
có thể xếp theo một dãy rất lớn các phối tử theo thứ tự<br />
làm dễ khả năng thế ở vị trí trans, và ñây là thứ tự<br />
chung. Hiện tượng này còn gọi là hiệu ứng trans. Thứ<br />
tự tăng hiệu ứng trans như sau: H 2 O~ OH - ~ NH 3 ~ Py<br />
< Cl - < Br - < I - ~ SCN - ~ I - ~ NO<br />
-<br />
2 ~ C 6 H<br />
-<br />
5 <<br />
SC(NH 2 ) 2 . CH<br />
-<br />
3 < H - ~ < < R 3 P < C 2 H 4 ~ CN - ~ CO
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Qui luật ảnh hưởng trans : Sự có<br />
mặt của phối tử X nào ñó sẽ làm<br />
linh ñộng nhiều phối tử Y ñứng ở vị<br />
trí trans trong cấu hình của phức so<br />
với các phối trí khác ở vị trí cis. (Hay<br />
những phối tử nằm ñối diện trên 1<br />
mặt phẳng thì chịu ảnh hưởng lẫn<br />
nhau, ảnh hưởng này có thểlàm yếu<br />
ñi hoặc tăng cường liên kết giữa ion<br />
kim loại và phối tử nằm ñối diện với<br />
nó).
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
Ví dụ phức chất [Pt(NH 3 ) 2 Cl 2 ] ; sự tổng hợp ñồng<br />
phân cis -(3.8) ñược thực hiện bằng cách cho<br />
amoniac tác dụng lên ion [PtCl 4 ] 2-<br />
• (Qui tắc Peyron):<br />
Cl Cl Cl NH 3 Cl NH 3<br />
Pt<br />
NH 3 Pt<br />
NH 3<br />
Cl Cl Cl Cl Cl NH 3<br />
Pt<br />
(3.8)<br />
Vì clo có tác dụng ñịnh hướng trans mạnh hơn<br />
amoniac, nên trong ion [Pt(NH 3 )Cl 3 ] - sự thế<br />
nguyên tử clo thứ hai ở vị trí trans ñối với NH 3 ít có<br />
xác suất và sự tạo thành ñồng phân cis có ưu thế<br />
hơn. Tổng quát:<br />
[PtX 4 ] 2- + 2A → cis-[PtA 2 X 2 ]; A: phân tử trung hoà<br />
Đồng phân trans (3.9) ñược ñiều chế khi cho ion Cltác<br />
dụng với [Pt(NH 3 ) 4 ] 2+
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Đồng phân trans (3.9) ñược ñiều chế khi<br />
cho ion Cl- tác dụng với [Pt(NH 3 ) 4 ] 2+<br />
• (Qui tắc Iegenxen):<br />
H 3 N NH 3 H 3 N NH 3 Cl NH 3<br />
Pt Cl- Pt Cl - Pt (3.9)<br />
H 3 N NH 3 H 3 N Cl H 3 N Cl<br />
Tổng quát:<br />
[PtA 4 ] 2+ + 2X - trans- [PtA 2 X 2 ] ;<br />
X - : anion
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
7) TÍNH AXIT-BAZƠ CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong>.<br />
RH(ax 1 ) + B(bz 2 ) = R - (bz 1 ) + BH(ax 2 )<br />
• Độ mạnh yếu của axit, bazơ của một chất phụ<br />
thuộc khả năng nhường hoặc nhận proton<br />
• Phức chất chứa nhóm phối tử RH : H 2 O , NH 3 ,<br />
các amin , ..... , HC 2 O<br />
-<br />
4 là phức có khả năng<br />
thể hiện tính axit.<br />
• Trong phức chất chứa nhóm phối tử (R- ) : OH - ,<br />
NH 2- , C 2 O<br />
2-<br />
4 ...là phức có khả năng thể hiện<br />
tính bazơ, VD:<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 4 ]Cl 3 +2NH 3 =<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 2 (OH) 2 ]Cl + 2NH 4 Cl<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 2 (OH) 2 ]Cl + 2HCl =<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 4 ]Cl 3 + 2H 2 O
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Qua nghiên cứu phản ứng này ñi ñến<br />
kết luận: Tát cả các phức chất aquơ<br />
trong dung dịch nước ñều có thể tách<br />
proton và những phức chất hidroxo<br />
ñều có khả năng nhận proton:<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 4 ] 3+ + H 2 O =<br />
[Cr(Py) 2 (H 2 O) 2 (OH) 2 ] + + H 3 O +
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Bronsted nghiên cứu tính axit- bazơ<br />
của một loạt phức chất ñi ñến kết<br />
luận: Tính axit- bazơ của phức chất<br />
phụ thuộc vào ñiện tích ion trung<br />
tâm, ñồng thời phụ thuộc cả ñiện tích<br />
ion phức chất.VD:<br />
• [Co III (NH 3 ) 5 (H 2 O)] 3+ + H 2 O =<br />
[Co III (NH 3 ) 5 (OH)] 2+ + H 3 O +<br />
• [Pt IV (NH 3 ) 5 (H 2 O)] 4+ + H 2 O =<br />
[Pt IV (NH 3 ) 5 (OH)] 3+ + H 3 O +
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Vậy với các phối tử khác thì phức chất có tính axitbazơ<br />
hay không? Nghiên cứu một loạt phức chất với<br />
phối tử RH (chứa hidro):<br />
• [Pt IV (NH 3 ) 5 Cl] 3+ + NaOH = [Pt IV (NH 3 ) 4 (NH 2 )Cl] 2+<br />
+ Na + + H 2 O<br />
• [Pt IV (NH 3 ) 4 (NH 2 )Cl] 2+ + HCl = [Pt(NH 3 ) 5 Cl] 3+ + Cl -<br />
• Người ta thấy phức chất amiacat trong nước cũng tách<br />
proton:<br />
• [Pt(NH 3 ) 5 Cl] 3+ + H 2 O = [Pt IV (NH 3 ) 4 (NH 2 )Cl] 2+ + H 3 O +<br />
• [Pt(NH 3 ) 6 ] 4+ + H 2 O = [Pt(NH 3 ) 5 (NH 2 )] 2+ + H 3 O +
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
• Thực nghiệm rút ra tinh axit :<br />
[Pt(NH 3 ) 6 ] 4+ , K b = 1,7.10 -9 ><br />
[Pt(NH 3 ) 5 Cl] 3+ ,<br />
K b = 1,1.10 -9 > [Pt IV (NH 3 ) 4 Cl 2 ] 2+ , Kb=<br />
1,6.10 -10 > [Pt IV (NH 3 ) 2 Cl 4 ] 0 , trung tính<br />
• Phức chất có chứa cả phối tử nhận proton<br />
và phối tử cho proton thì phức chất có tính<br />
chất lưỡng tính:<br />
• [Pt IV (NH 3 ) 5 (H 2 O)] 4+ = [Pt IV (NH 3 ) 5 OH] 3+<br />
= [Pt IV (NH 3 ) 4 (NH 2 OH)] 2+ + H +
CÁC PHẢN ỨNG CỦA <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
8) QUAN HỆ ĐỘ BỀN <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> VÀ THẾ KHỬ<br />
E = E 0 RT<br />
+<br />
[ Ox ln<br />
]<br />
nF [ Kh]<br />
Giống hợp chất ñơn giản, thế khử phụ thuộc nồng<br />
ñộ và bản chất phối tử . VD: Hệ<br />
Fe 3+ /Fe 2+<br />
tạo phức chất với các phối tử khác<br />
nhau thì thế khử thay ñổi<br />
[Fe(H 2 O) 6 ] 3+ + e = [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ E 0 = 0,77v<br />
[Fe(CN) 6 ] 3- + e = [Fe(CN) 6 ] 4- E 0 = 0,36v
CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CHUYỀN ELECTRON<br />
TRONG <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong><br />
* Phn øng chuyÒn electron lµ phn øng khi hai<br />
phøc ch¸t tiÕp xóc víi nhau th× electron chuyÓn<br />
tõ phøc chÊt nµy sang phøc chÊt kia . VÝ dô:<br />
Fe 2+ . aq + Ce 4+ . aq = Fe 3+ . aq + Ce 3+ . aq<br />
• Nhưng cũng có những phản ứng không xảy ra<br />
sự biến đổi thành phần hoá học<br />
[*Fe II (CN) 6 ] 4- + [ Fe III (CN) 6 ] 3- =<br />
[*Fe III (CN) 6 ] 3- + [Fe II (CN) 6 ] 4- .
c¬ chÕ CHuyÒn electron-<br />
C¬ chÕ néi cÇu vµ c¬ chÕ ngo¹i cÇu.<br />
* Hai c¬ chÕ chung cña qu¸ tr×nh trao ®æi<br />
electron lµ c¬ chÕ ngo¹i cÇu vµ c¬ chÕ néi cÇu.<br />
§èi víi c¬ chÕ ngo¹i cÇu, mçi phøc chÊt hoµn<br />
toµn gi÷ nguyªn vá phèi trÝ cña m×nh vµ<br />
electron ®i qua c hai vá phèi trÝ ®ã. §èi víi c¬<br />
chÕ néi cÇu, hai phøc t¹o ra mét sn phÈm<br />
trung gian , trong ®ã Ýt ra cã mét phèi tö<br />
chung, nghÜa lµ thuéc së h÷u ®ång thêi cña c<br />
hai cÇu phèi trÝ.
c¬ chÕ truyÒn electron-<br />
C¬ chÕ cÇu néi vµ c¬ chÕ cÇu ngo¹i.<br />
* C¬ chÕ ngo¹i cÇu. C¬ chÕ nµy ®óng khi phn øng<br />
trao ®æi phèi tö gi÷a hai chÊt tham gia phn øng<br />
diÔn ra chËm h¬n nhiÒu so víi qu¸ tr×nh chuyÓn<br />
electron. VÝ dô:<br />
[Fe II (CN) 6 ] 4- + [ Ir IV (Cl) 6 ] 2- = [Fe III (CN) 6 ] 3- + [Ir III (Cl) 6 ] 3-<br />
• Hai phøc chÊt phn øng ®Òu thuéc lo¹i phøc chÊt<br />
tr¬. Thêi gian b¸n chuyÓn ho¸ 1/2 ®èi víi qu¸ tr×nh<br />
hidr¸t ho¸ trong dung dich 0,1M lín h¬n 0,1 ms,<br />
cßn phn øng chuyÓn electron ë 25 0 C cã h»ng sè<br />
tèc ®é khong 105 l.mol-1.s-1
C¬ chÕ cÇu néi vµ c¬ chÕ cÇu ngo¹i.<br />
* C¬ chÕ néi cÇu.<br />
• H.Taube vµ tr−êng ph¸i cña «ng b»ng thùc nghiÖm ®· chøng<br />
minh nhiÒu phn øng diÔn ra qua tr¹ng th¸i chuyÓn tiÕp chøa<br />
cÇu phèi tö, vÝ dô:<br />
[Co(NH 3 ) 5 X] 2+ + [Cr(hi®)] 2+ + 5H + = [Cr(H 2 O) 5 X] 2+ +<br />
[Co(hi®)] 2+ + 5NH<br />
+<br />
4<br />
(ë ®©y X = F - , Cl - , Br - , I - , SO<br />
2-<br />
4 , NCS - , N 3- , PO<br />
3-<br />
4 , P 2 O<br />
4-<br />
7 ,<br />
CH 3 COO - , C 3 H 7 COO - , cromat, sucxinat, oxalat, maleat)<br />
• Phøc chÊt cña Co(III), tr¬, phøc chÊt aqu¬ cña Cr(II) kh«ng<br />
bÒn. Ng−îc l¹i, ë c¸c sn phÈm [Cr(H 2 O ) 5 X] 2+ tr¬, ion<br />
[Co(hi®)] 2+ kh«ng bÒn. Ng−êi ta x¸c ®Þnh ®−îc r»ng sù<br />
chuyÓn X tõ [Co(NH 3 ) 5 X] 2+ sang [Cr(H 2 O) 5 X] 2+ diÔn ra<br />
mét c¸ch ®Þnh l−îng. ®iÒu nµy ®−îc gii thÝch tèt nhÊt , nÕu<br />
thõa nhËn c¬ chÕ :
C¬ chÕ cÇu néi vµ c¬ chÕ cÇu ngo¹i.<br />
* C¬ chÕ néi cÇu.<br />
[Cr II (H 2 O) 6 ] 2+ + [Co III (NH 3 ) 5 Cl] 2+ = [(H 2 O) 5 Cr II ClCo III (NH 3 ) 5 X] 4+<br />
↓ chuyÓn electron<br />
[Cr III (H 2 O) 5 Cl] 2+ +[Co II (NH 3 ) 5 (H 2 O)] 2+ =[(H 2 O) 5 Cr III ClCo II (NH 3 ) 5 X] 4+<br />
↓ + H + , H 2 O<br />
[Cr(H 2 O) 6 ] 2+ + 5NH 4+
C¬ chÕ cÇu néi vµ c¬ chÕ cÇu ngo¹i.<br />
V× tÊt c c¸c phøc chÊt cña Cr(III), kÓ c<br />
[Cr II (H 2 O) 6 ] 2+ vµ [Cr III (H 2 O) 5 Cl] 2+ ®Òu tr¬ ®èi víi sù<br />
thÕ, cho nªn dùa trªn sù t¹o thµnh ®Þnh l−−îng<br />
[Cr III (H 2 O) 5 Cl] 2+ cã thÓ gi thiÕt r»ng sù chuyÓn<br />
electron Cr(II)→ Co(III) vµ sù chuyÓn ion clorua tõ<br />
Co sang Cr lµ nh÷ng qu¸ tr×nh liªn quan víi nhau vµ<br />
qu¸ tr×nh nµy sÏ kh«ng xy ra ®−îc nÕu kh«ng cã qu¸<br />
tr×nh kia. C¸ch duy nhÊt cã thÓ chÊp nhËn ®−îc theo<br />
quan ®iÓm ho¸ häc ®Ó gii thÝch nh÷ng vÊn ®Ò nµy lµ<br />
gi thiÕt cã sù t¹o thµnh sn phÈm trung gian víi cÇu<br />
nèi clo.
MỘT SỐ VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI<br />
I. <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ<br />
NHẬN Π.<br />
II. Hîp chÊt c¬ kim<br />
III. Hîp chÊt c¬ kim trong phn<br />
øng xóc t¸c ®ång thÓ<br />
IV. Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
• <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CACBON OXIT<br />
• <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC <strong>CHẤT</strong><br />
TƯƠNG TỰ CACBON OXIT
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
• Tính chất ñặc trưng của các kim loại<br />
dãy d là khả năng của chúng tạo<br />
thành phức chất với các phân tử<br />
trung hoà khác nhau: cacbon oxit,<br />
izoxianua phôtphin, asin và stibin<br />
thế, nitơ oxit, cũng như các phối tử<br />
khác có obitan giải toả, như pyridin,<br />
2,2' - dipyridin.
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
A) <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CACBON OXIT.<br />
• CO là phối tử nhận quan trọng nhát.<br />
Phức chất cacbonyl ñóng vai trò quan<br />
trọng trong công nghiệp cũng nh- trong<br />
các phản ứng xúc tác và các phản ứng<br />
khác.Các kim loại chuyển tiếp ñều tạo<br />
thành ít nhất một kiểu dẫn xuất cacbonyl.<br />
1) Cacbonyl kim loại một nhân<br />
• Cacbonyl ñơn giản nhất có cấu tạo<br />
M(CO)x. Tất cả chúng ñều là chất kị nước,<br />
dễ bay hơi và ít nhiều tan trong dung môi<br />
không cực.
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ<br />
NHẬN Π.<br />
• Cacbonyl kim loại một nhân<br />
V(CO) 6<br />
CO CO CO CO CO CO<br />
d 2 sp 3
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ<br />
NHẬN Π.<br />
• Cacbonyl kim loại một nhân<br />
M(CO) 6<br />
với M = Cr, Mo, W<br />
CO CO CO CO CO CO<br />
Liên kết π<br />
M→CO<br />
d 2 sp 3
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ<br />
NHẬN Π.<br />
• Cacbonyl kim loại một nhân<br />
M(CO) 5<br />
với M = Fe, Ru<br />
CO CO CO CO CO<br />
Tao lk π<br />
M →CO<br />
dsp 3
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ<br />
NHẬN Π.<br />
• Cacbonyl kim loại một nhân<br />
Ni(CO) 4<br />
sp 3<br />
CO CO CO CO<br />
Tao lk π<br />
Ni →CO
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
2) Cacbonyl kim loại nhiều nhân<br />
Các phức chất nhiều nhân có thể là ñồng<br />
nhân, như Co 2 (CO) 8 ,Fe 2 (CO) 9 , Mn 2 (CO) 10 ,<br />
Fe 3 (CO) 12 , hay dị nhân như MnRe(CO) 10 .<br />
Trong các hợp chất này ngoài các ñoạn cấu tạo<br />
thẳng M—C—O (các nhóm cacbonil ở ñầu<br />
mút) có thể tồn tại hoặc liên kết kim loại- kim<br />
loại (M—M), hoặc bổ xung cho liên kết này còn<br />
có các nhóm cầu nối cacbonil
Liªn kÕt trong claste Mn 2 (CO) 10<br />
OC<br />
CO CO OC<br />
OC Mn Mn<br />
CO<br />
CO CO CO CO<br />
CO CO CO CO CO<br />
Tạo liên kết<br />
π(Mn→CO)<br />
dsp 3<br />
Liên kết σ(CO→ Co)<br />
Liên kết σ(Mn→Mn)
Liªn kÕt trong claste Co 2 (CO) 8<br />
OC<br />
CO OC<br />
OC Co Co CO<br />
CO CO CO<br />
CO CO CO CO CO<br />
Tạo liên kết<br />
π(Co→CO)<br />
dsp 3<br />
Liên kết σ(CO→ Co)<br />
Liên kết σ(Co→CO)
Liªn kÕt trong claste Fe 2 (CO) 9<br />
Liªn kÕt trong claste Fe 2 (CO) 9 :<br />
CO<br />
OC CO<br />
OC→ Fe − Fe ← CO<br />
OC CO<br />
CO CO
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
B) <strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC <strong>CHẤT</strong> TƯƠNG TỰ<br />
CACBON OXIT.<br />
1) Phức chất izonitril<br />
• Izonitril N– R≡C , ñồng electron với cacbon<br />
oxit : O ≡ C: , chúng tạo thành nhiều phức<br />
chất izonitril có thành phần giống các<br />
cacbonil kim loại. Nhóm izonitril cũng có thể<br />
chiếm vị trí cầu nối và vị trí ñầu mút.<br />
• Ví dụ, các hợp chất tinh thể bền trong<br />
không khí, như Cr[CN(C 6 H 5 )] 6 màu ñỏ,<br />
[Mn(CNCH 3 ) 6 ]I màu trắng và<br />
Co(CO)(NO)(CN C 7 H 7 ) 2 màu da cam. Tất cả<br />
chúng ñều tan trong benzen.
<strong>PHỨC</strong> <strong>CHẤT</strong> CỦA CÁC PHÂN TỬ NHẬN Π.<br />
2) Phức chất của nitơ phân tử.<br />
Các phân tử CO và N 2 ñồng electron và có<br />
thể tồn tại liên kết N ≡ N– M tương tự liên<br />
kết M– C ≡ O. Nhưng phức chất nitơ phân<br />
tử ñầu tiên [Ru(NH 3 ) 5 N 2 ]Cl 2 mới ñược ñiều<br />
chế vào năm 1965. Những nghiên cứu tiếp<br />
tục chứng tỏ [Ru(NH 3 ) 5 N 2 ] 2+ có thể ñược<br />
ñiều chế bằng một số phương pháp khác
Terminal and Bridging<br />
Groups
3-<br />
3-<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
W<br />
≡<br />
W<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cr<br />
≡<br />
Cr<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
2,4A 0<br />
Cl<br />
Cl<br />
3,1<br />
Cl
Metal-metal bonds
Hîp chÊt c¬ kim<br />
1. Hîp chÊt c¬ kim<br />
A. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i kh«ng chuyÓn tiÕp …<br />
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp …<br />
2. Hîp chÊt c¬ kim trong<br />
phn øng xóc t¸c ®ång thÓ<br />
C. C¸c phn øng trong cÇu phèi trÝ cña phøc chÊt…<br />
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp …<br />
3. Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
E. Clorofin….<br />
F. Hemoglobin…<br />
G. Vitamin B 12…
A. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i kh«ng chuyÓn tiÕp<br />
1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i …<br />
2. C¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp…<br />
3. Hîp chÊt ankyl vµ aryl cña liti<br />
4. Hîp chÊt c¬ natri, c¬ kali<br />
5. C¬ magiª<br />
6. C¬ thuû ng©n<br />
7. C¬ bo<br />
8. C¬ nh«m<br />
9. C¬ silic, gecmani vµ ch×<br />
10. C¬ photpho, asen, atimon vµ bitmut
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
1. Liªn kÕt kim lo¹i chuyÓn tiÕp – cacbon<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin) …<br />
3. Danh ph¸p cña phøc chÊt anken vµ c¸c hîp chÊt t−¬ng tù …<br />
4. Hîp chÊt vßng chøa electron π gii to …<br />
5. Phøc chÊt víi ankin …<br />
6. Phøc chÊt anlyl<br />
7. Phøc chÊt cacben
A. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i kh«ng chuyÓn tiÕp<br />
1. Kh¸i niÖm vµ ph©n lo¹i<br />
Kh¸i niÖm: (s¸ch gi¸o tr×nh)<br />
VÝ dô: (C 3 H 7 O) 4 Ti kh«ng phi lµ hcck<br />
Ph©n lo¹i<br />
(C 3 H 7 O) 3 Ti(C 6 H 5 ) lµ hcck<br />
Hîp chÊt ion cña c¸c kim lo¹i d−¬ng ®iÖn.<br />
Hîp chÊt ion cña c¸c kim lo¹i d−¬ng ®iÖn.<br />
vÝ dô: (C 6 H 5 ) 3 C - Na + ; (C 5 H 5 ) 2- Ca 2+<br />
Hîp chÊt chøa liªn kÕt σ kim lo¹i – cacbon.<br />
vÝ dô: (CH 3 ) 3 SnCl ; CH 3 SnCl 3<br />
Hîp chÊt chøa kiÓu liªn kÕt kh«ng cæ ®iÓn<br />
* hîp chÊt cã cÇu nèi ankyl.<br />
* hîp chÊt cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp víi anken,<br />
ankin, benzen vµ c¸c hÖ vßng th¬m kh¸c
A. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i kh«ng chuyÓn tiÕp<br />
2. C¸c ph−¬ng ph¸p tæng hîp<br />
2.1 - Phn øng trùc tiÕp cña kim lo¹i<br />
ete<br />
Mg + CH 3<br />
I CH 3<br />
MgI<br />
2.2- Sö dông t¸c nh©n akyl ho¸<br />
ete<br />
PCl 3 + 3C 6 H 5 MgCl P(C 6 H 5 ) 3 + 3MgCl 2<br />
2.3 – T¸c dông cña hi®rua kim lo¹i hoÆc phi kim<br />
víi anken hoÆc ankin<br />
1<br />
2<br />
B 2 H 6<br />
ete<br />
3 C C B C C<br />
2.4- Phn øng céng hîp oxi ho¸<br />
ete<br />
RhCl(PPh 3 ) 3 + CH 3 I RhClI(CH 3 )(PPh) 3 + PPh 3<br />
2.4- Phn øng x©m nhËp<br />
H<br />
4<br />
4<br />
(NC) 5<br />
Co Co(CN) + 5<br />
HC CH (NC) 5<br />
Co C C Co(CN) 5<br />
H<br />
3
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Phøc chÊt ®iÓn h×nh : Muèi Xayze( K[PtCl 3 (CH 2 =CH 2 )])<br />
H<br />
H<br />
2,305A 0<br />
2,375A 0<br />
Cl<br />
Pt<br />
1,34A 0<br />
π<br />
Cl<br />
H<br />
Cl<br />
2,14 A<br />
C<br />
C<br />
H<br />
1,35 A<br />
H<br />
H<br />
C<br />
C<br />
H<br />
H
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Gii thÝch sù h×nh thµnh liªn kÕt gi÷a kim lo¹i vµ anken:<br />
C<br />
C<br />
M<br />
M<br />
C<br />
C
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Phøc chÊt ®iÓn h×nh :
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Phøc chÊt trans- etilendiclorodimetylaminplatin(II)<br />
2,30A 0<br />
2,02A 0
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Phøc chÊt t−¬ng tù:<br />
O<br />
C<br />
N<br />
P<br />
Ir<br />
o<br />
1,25 A o<br />
117 o<br />
C<br />
C<br />
N<br />
C<br />
P<br />
C<br />
C<br />
1,51 A o 110 o<br />
N<br />
B r<br />
C<br />
N<br />
[(Ph 3 P) 2 (CO)BrIr(C 2 (CN) 4 )]
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Phøc chÊt cña anken (olefin)<br />
Cl<br />
M<br />
Rh<br />
Ni<br />
Rh<br />
Cl Fe(CO) 3<br />
M<br />
Pt<br />
Cl<br />
Cl<br />
Fe<br />
Cr(CO) Fe(CO) C<br />
3 3 O<br />
CO<br />
C<br />
O
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
3. Danh ph¸p cña phøc chÊt anken vµ c¸c hîp chÊt t−¬ng tù<br />
Ru(CO) 3<br />
O<br />
C<br />
Fe<br />
Ti<br />
1,4-tetrahapto-1,3,5-xiclooctatrientricacbonil ruteni<br />
(Pentahapto-xiclopenta®ienyl) (1,3-trihapto-xicloheptatrienyl)<br />
– cacbonil s¾t<br />
(η 5 – C 5 H 5 ) 2 (η 1 – C 5 H 5 ) 2 Ti
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Hîp chÊt vßng chøa electron π gii to<br />
Cl<br />
Fe<br />
OC<br />
Cr -<br />
C O<br />
C<br />
O<br />
Ti<br />
Cl<br />
Ph<br />
Ph<br />
Ni<br />
Ph<br />
O<br />
C<br />
Fe<br />
CO<br />
C<br />
O<br />
O<br />
C<br />
Mo +<br />
C C O<br />
O<br />
U
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Hîp chÊt vßng chøa electron π gii to<br />
Gii thÝch liªn kÕt trong<br />
Ph©n tö phøc:<br />
(C 5 H 5 ) 2 Fe<br />
z<br />
+<br />
Fe<br />
Fe<br />
x
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Hîp chÊt vßng chøa electron π gii to<br />
Gii thÝch liªn kÕt trong<br />
Ph©n tö phøc:<br />
(C 5 H 5 ) 2 Fe<br />
Fe
B. Hîp chÊt c¬ kim cña kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
5. Phøc chÊt víi ankin<br />
π 1<br />
π 2<br />
O<br />
C<br />
C<br />
O<br />
C<br />
C C<br />
Co<br />
C C<br />
O<br />
Co<br />
O<br />
C<br />
C<br />
C<br />
O<br />
O
C. C¸c phn øng trong cÇu phèi trÝ cña phøc chÊt<br />
1. Tr¹ng th¸i kh«ng b·o hoµ phèi trÝ …<br />
2. Phn øng céng hîp oxi ho¸ …<br />
3. Phn øng x©m nhËp …<br />
4. Phn øng cña c¸c phèi tö phèi trÝ<br />
5. Phn øng cña oxi ph©n tö phèi trÝ
C. C¸c phn øng trong cÇu phèi trÝ cña phøc chÊt<br />
1. Tr¹ng th¸i kh«ng b·o hoµ phèi trÝ<br />
Solv<br />
A<br />
L<br />
L<br />
L<br />
L<br />
M<br />
A B M<br />
L<br />
L<br />
L<br />
L<br />
Solv<br />
B
C. C¸c phn øng trong cÇu phèi trÝ cña phøc chÊt<br />
2. Phn øng céng hîp oxi ho¸<br />
L 1 L 4<br />
M<br />
L 2<br />
L 3<br />
XY<br />
X<br />
X<br />
X<br />
L 1 L 4<br />
M<br />
L 2<br />
L 3<br />
L 2<br />
L 1<br />
M<br />
Y<br />
L 3<br />
L 2<br />
L 1<br />
M<br />
Y<br />
L 4<br />
Y<br />
L 4<br />
L 3
C. C¸c phn øng trong cÇu phèi trÝ cña phøc chÊt<br />
3. Phn øng x©m nhËp<br />
L n M – X + YZ → L n M – (YZ) – X<br />
O<br />
14<br />
CH C<br />
3<br />
OC<br />
CO<br />
OC<br />
14<br />
Mn<br />
Mn<br />
CO<br />
C<br />
OC<br />
C<br />
O<br />
O<br />
C<br />
C<br />
O<br />
O<br />
CH<br />
PPh 3<br />
3<br />
OC<br />
CO<br />
OC<br />
Mn<br />
Mn<br />
PPh 3<br />
OC<br />
C<br />
C<br />
O<br />
O<br />
C<br />
C<br />
O<br />
O<br />
O<br />
C<br />
C<br />
O<br />
O<br />
C<br />
CO<br />
CH 3<br />
CH 3<br />
M CO M<br />
CR 3<br />
CO<br />
O<br />
R 3<br />
C<br />
M<br />
C<br />
CR 3
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
1. Phn øng ®ång ph©n ho¸ …<br />
2. Phn øng hi®ro ho¸ c¸c anken …<br />
a. −u ®iÓm…<br />
b. C¬ chÕ cña phn øng víi xóc t¸c Wilkinson...<br />
c. C¬ chÕ cña phn øng víi xóc RCl 2(PPh) 3…<br />
3. Phn øng cacbonyl ho¸ …<br />
4. Sù trïng hîp vµ sù oligome ho¸ c¸c anken …<br />
5. Phn øng oxi ho¸ etilen …
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
H<br />
1. Sù ®ång ph©n ho¸<br />
CH 3<br />
H H<br />
H H<br />
H H<br />
H<br />
Céng<br />
C<br />
H C<br />
L<br />
C<br />
n M C<br />
Mackonikcov<br />
L n M<br />
H<br />
C<br />
L n M C<br />
L n M H<br />
H C<br />
C<br />
R<br />
H CH 2 R<br />
H CH 2 R<br />
H<br />
C<br />
H<br />
R<br />
H<br />
+ HML n<br />
- ML n H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
H 3 C<br />
C<br />
H<br />
H 3 C<br />
C<br />
H<br />
H<br />
C<br />
CH 2 R<br />
H<br />
C<br />
R<br />
R<br />
C<br />
H
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Sù hi®ro ho¸ c¸c anken<br />
a. −u ®iÓm<br />
- Cã tÝnh chän läc cao<br />
- TiÕn hµnh dÔ dµng ë ®iÒu kiÖn th−êng<br />
Me<br />
Me<br />
O<br />
Me<br />
Me<br />
H<br />
H<br />
C<br />
COOMe<br />
+ H 2<br />
RhCl(PPh 3 ) 3<br />
O<br />
Me<br />
Me<br />
H<br />
H<br />
C<br />
COOMe
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
2. Sù hi®ro ho¸ c¸c anken<br />
a- C¬ chÕ cña sù hi®o ho¸ víi xóc t¸c Wilkinson<br />
Cl PPh 3<br />
Rh<br />
Ph 3 P PPh 3<br />
Céng oxi ho¸<br />
H b<br />
+ H 2 Cl PPh 3<br />
-PPh3 Cl PPh 3<br />
Rh<br />
Rh<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
Ha<br />
H a<br />
Hb<br />
PPh 3<br />
PPh 3<br />
Rh<br />
Cl PPh 3<br />
Ph 3 P<br />
Rh<br />
Cl PPh 3<br />
Ph 3 P<br />
H b<br />
PPh 3<br />
C<br />
C<br />
C<br />
C<br />
H a<br />
H b<br />
C<br />
Cl<br />
Ph 3 P<br />
C<br />
H b<br />
Rh<br />
PPh<br />
3<br />
H a<br />
Ha
2. Sù hi®ro ho¸ c¸c anken<br />
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
b- C¬ chÕ cña sù hi®o ho¸ víi xóc t¸c RhCl 2 PPh 3<br />
Hi®o ph©n
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i<br />
chuyÓn tiÕp<br />
2. Sù hi®ro ho¸ c¸c anken<br />
b- C¬ chÕ cña sù hi®o ho¸ víi xóc t¸c RhCl 2 PPh 3<br />
Sù dÞ li
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
3. Phn øng cacbonyl ho¸ olefin<br />
RCH=CH 2 + H 2<br />
+ CO → RCH 2 CH 2 CHO → RCH 2 CH 2 CH 2 OH<br />
H 2
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
(E)<br />
- CO<br />
nhanh<br />
3. Phn øng cacbonyl ho¸ olefin<br />
H<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
H<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
PPh 3<br />
CO<br />
(A)<br />
PPh 3<br />
R<br />
nhanh<br />
-RCH 2 CH 2 CHO<br />
nhanh<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
H<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
H<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
(D)<br />
R<br />
CO<br />
H<br />
CO<br />
CH 2 CH 2 R<br />
nhanh<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
(B)<br />
+ H 2<br />
chËm<br />
(C)<br />
Ph 3 P<br />
CH 2 CH 2 R<br />
Rh CO<br />
C<br />
O<br />
nhanh<br />
CH 2 CH 2 R<br />
OC<br />
PPh 3<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
CO<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
H<br />
Rh<br />
C<br />
O<br />
PPh 3<br />
Ph 3 P<br />
Ph 3 P<br />
CH 2 CH 2 R<br />
OC<br />
Rh CO<br />
C<br />
O<br />
(F)
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Sù trïng hîp vµ sù oligome ho¸ c¸c anken<br />
C 2 H 5<br />
C 2 H 5<br />
Al<br />
Al(C 2 H 5 ) 3 TiCl 4<br />
Ti<br />
C 2 H 5<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Cl<br />
Xóc t¸c ZIEGLER–NATTA
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Sù trïng hîp vµ sù oligome ho¸ c¸c anken<br />
R<br />
CH 2<br />
Ti<br />
R<br />
R<br />
R<br />
Chç trèng CH<br />
CH 2<br />
CH 2 2<br />
CH<br />
C 2<br />
3 H 6<br />
CH<br />
Ti CH 2<br />
Ti<br />
Ti<br />
2<br />
HC<br />
CH<br />
HC<br />
CH 3 CH 3<br />
CH 3<br />
Chç trèng<br />
C 3 H 6<br />
H 3 C<br />
HC<br />
Ti<br />
CH 2<br />
CH 3<br />
CH<br />
R<br />
CH 2<br />
2<br />
CH 2<br />
Chç trèng<br />
H 3 C<br />
H 2 C<br />
Ti<br />
CH 2<br />
H C CH 2<br />
CH 2<br />
R<br />
H 3 C<br />
HC<br />
Ti<br />
CH 2<br />
CH<br />
CH 2<br />
CH 2<br />
R<br />
CH 3<br />
CH 3
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
4. Sù trïng hîp vµ sù oligome ho¸ c¸c anken
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
5. Phn øng oxi ho¸ etilen<br />
C 2 H 4 + PdCl 2 + H 2 O →<br />
CH 3 CHO + Pd + 2HCl<br />
Pd + 2CuCl 2 → PdCl 2 + 2CuCl<br />
2CuCl + 2HCl + 1/2O 2 → 2CuCl 2 + H 2 O<br />
C 2 H 4 + 1/2O 2 → CH 3 CHO
D. Phn øng cña c¸c olefin xóc t¸c bëi kim lo¹i chuyÓn tiÕp<br />
5. Phn øng oxi ho¸ etilen<br />
Cl<br />
Cl<br />
Pd<br />
OH<br />
+H 2 O<br />
Cl<br />
Cl<br />
Pd<br />
CH 2 CH 2 OH<br />
OH 2<br />
Cl<br />
Cl<br />
Pd<br />
H<br />
H<br />
H<br />
H<br />
C<br />
H<br />
Cl C<br />
H<br />
C<br />
Pd C<br />
H OH<br />
OH<br />
OH 2<br />
Cl H<br />
CH 3 CHO H + - H 2 O<br />
CH 3 CHOH + O<br />
Pd 2Cl -
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
E. Clorofin<br />
→ Chøc n¨ng: HÊp thô ¸nh s¸ng vµ cung<br />
cÊp n¨ng l−îng cho c¸c qu¸ tr×nh oxi ho¸<br />
khö<br />
as<br />
n CO 2 + n H 2 O = (CH 2 O) n + n O 2
E. Clorofin<br />
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
CÊu tróc cña clorofin
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
F. Hemoglobin<br />
Chøc n¨ng: vËn chuyÓn oxi tõ phæi tíi tÕ bµo (mioglobin) vµ<br />
chuyÓn CO 2 tõ tÕ bµo vÒ phæi.<br />
Hb + O 2 →←<br />
HbO 2<br />
(®á thÉm) (®á t−¬i)
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
F. Hemoglobin<br />
Nhãm hemo<br />
Ph©n tö protein
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
F. Hemoglobin<br />
Qu¸ tr×nh kÕt hîp vµ t¸ch O 2
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
G. Vitamin B 12
Kim lo¹i trong c¸c hÖ sinh häc<br />
Pofin