20.02.2018 Views

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

SHOW MORE
SHOW LESS

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

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!