bài tập phức chất

1
Câu 1::
Anion NO
2
-
là phối tử trong phức chất d-ới đây. Cho các dữ kiện
sau:

Công thức
% theo khối l-ợng các
nguyên tố
độ dài liên
kết l,
0
A

Góc,
0

Kim loại
M
N
C
N-O
a

N-O
b

O-N-

O
O-M-
O
[MA
2
(NO
2
)
2
]
21,68
31,04
17,74
1,21
1,29
122
180
Khoảng cách l trong anion NO
2
-
tự do là 1,24
0
A
, và góc liên kết là
115,4
0
. Phối tử A, chứa nitơ và hiđro; không chứa oxi. Số phối trí
của ion kim loại trong phức là 6.
1/ Hãy cho biết cấu tạo hình học của NO
2

-
và viết trạng thái lai hoá đối
với nguyên tử nitơ.
2/ Hãy cho biết 4 cách khác nhau mà ion NO
2
-
liên kết với ion
trung tâm
3/ Hãy xác định phối tử A
4/ Chỉ ra cấu trúc của phức chất.

GIAI

1/ NO
2
-
có cấu tạo góc:
Lai hoá : sp
2



2/



3/ Gọi M: số nguyên tử kim loại, N: số nguyên tử N, x: số nguyên tử
N trong phối tử.
Có: N = 2.x + 2

2
M : N =
22
1
14
04,31
:
68,21


xA
M

A
M
= 19,56.(x+1)

Khi x=2 thì A
M
=58,7 g/mol, M = Ni
C : N =
667,0
14
04,31
:
12
74,17

Vì phức chứa 6 nguyên tử N, nên C = 0,667.6 =4.
Vì phối tử A chứa 2 nguyên tử N và 2 nguyên tử C, có thể kết
luận rằng A là etylenđiamin (NH
2
-CH-CH-NH
2
).
Thành phần phức là [Ni(NH
2
-CH-CH-NH
2
)
2
(NO
2
)
2
].
4/

Câu 2:
1. Có hai đồng phân với công thức Ni(NH
3
)
2
Cl
2
tạo
thành khi cho [Ni(NH
3
)
4
]
2+
tác dụng với axit HCl đặc.
Dung dịch của đồng phân thứ nhất khi phản ứng với
axit oxalic sẽ tạo thành Ni(NH
3
)
2
(C
2
O
4
). Đồng phân
thứ hai không phản ứng với axit oxalic. Đồng phân
nào là đồng phân cis, đồng phân nào là đồng phân
trans.

2. Dùng cấu trúc Lewis để giải thích tại sao SO
3
2-
là
phối tử có thể tạo phối trí ở S hoặc O, nh-ng NO
3
-
là
phối tử chỉ tạo phối trí thông qua O.

3
giai
1. Đồng phân thứ nhất là đồng phân cis vì có thể tác
dụng dễ dàngvới nhóm oxalat tạo thành phức vòng
càng. Đồng phân trans không thể tạo phức vòng càng
với nhóm oxalat.

2.



SO
3
2-
có các cặp electron tự do ở trên cả S lẫn O do
đó có thể tạo liên kết từ S hoặc từ O. Trong khi NO
3
-

chỉ có cặp electron tự do ở O nên chỉ có thể tạo liên

kết từ O mà thôi.

Cau 3:
Khi nghiên cứu phức của Co
3+
với F
-
và với NH
3

ng-ời ta nhận thấy chúng cùng có dạng bát diện
song từ tính của chúng khác nhau, cụ thể phức
K
3
[CoF
6
] có momen từ bằng 4,89 B còn phức
[Co(NH
3
)
6
]Cl
3
có momen từ bằng 0. Tính số e
độc thân của chúng. Dùng thuyết liên kết hoá trị
để giải thích sự hình thành 2 phức trên.
Cho: Co(Z=27)
Gii
1.
Co(27e) cấu hình electron: 3d

7
4s
2

Co
3+
có cấu hình electron: 3d
6
4s
0


4
Momen từ K
3
[CoF
6
] 4,89 B số electron ch-a
ghéo đôi là 4
Momen từ [Co(NH
3
)
6
]Cl
3
0 B số electron
ch-a ghép đôi là 0

NH
3

thuộc phối tử tr-ờng mạnh, t-ơng tác
mạnh với ion Co
3+
gây nên sự dồn ghép
electron số electron ch-a ghép đôi = 0. Hai
obitan 3d, 1 obitan 4s và 3 obitan 4p tổ hợp với
nhau tạo thành 6 obitan lai hoá d
2
sp
3
h-ớng về 6
đỉnh của 1 hình bát diện đều. 6 obitan này tham
gia xen phủ với các obitan chứa cặp electron của
6 phân tử NH
3
tạo nên 6 liên kết phối trí.

F
-
thuộc phối tử tr-ờng yếu, t-ơng tác yếu
với ion Co
3+
, do đó không có sự dồn ghép
electron số electron ch-a ghép đôi = 4. Một
obitan 4s, 3 obitan 4p và 2 obitan 4d tổ hợp với
nhau tạo thành 6 obitan lai hoá sp
3
d
2
h-ớng về 6

đỉnh của một hình bát diện đều. 6 obitan này
tham gia xen phủ với các obitan chứa cặp
electron của 6 ion F
-
tạo nên 6 liên kết phối trí.






5
Cõu 4. Momen từ của [Mn(CN)
6
]
3-
là 2,8 MB, của
[MnBr
4
]
2-
là 5,9 MB. Hãy giải thích và dự đoán cấu
trúc hình học của những ion phức này ?
GII
Chỉ cần từ công thức spin có thể tính
đ-ợc[Mn(CN)
6
]
3-
có 2 electron độc thân và [MnBr

4
]
2-
có 5 electron độc thân (l-u ý Mn ở đây có bậc oxy
hoá khác nhau). Cấu hình electron t-ơng ứng của ion
tự do và ion phức với số electron độc thân nh- sau:
3d
Mn(CN)
6
3-
4s
4p
3d
OO OO
OO
4p
OO OO OO
d
2
sp
3
4s
Mn
3+
Mn
2+
[MnBr
4
]
2-

3d
4s
4p
3d
OO
4p
OO OO OO
4s
sp
3













6
Câu 5. Khi bị kích thích electron đ-ợc chuyển từ
mức năng l-ợng thấp lên mức cao hơn xảy ra sự hấp
thụ ánh sáng ứng với b-ớc sóng . Hãy tính b-ớc
sóng này (theo
o
A

), biết rằng năng l-ợng tách mức của
phức [Co(CN)
6
]
3

là 99,528kcal.mol

1
. Cho h =
6,62.10

34
J.s và c = 3.10
8
m.s

1
.
Gii
Khi electron bị kích thích sẽ chuyển từ E
t
lên E
c
và
xảy ra sự hấp thụ ánh sáng:
= 99,528kcal/mol

O

Theo thuyết l-ợng tử của Planck ta có:
O
O
c hc
E h h






O
= 99,528kcal/mol = 99,528.4,18 = 416,027kj/mol.
Đối với 1 nguyên tử:
22
O
23
416,027 416,027
6,91.10
6,02.10N


kj/nguyên tử

34 8
7 10
22 3
6,62.10 .3.10
2,874.10 2874.10
6,91.10 .10

mm






hay
o
2874A


> Phc hp th ỏnh sỏng mu
gi? V Phc cú mu gỡ?
Câu 6. Cho biết:

Năng l-ợng tách
O

(kj/mol)

[CoF
6
]
3

phức bát diện
156
chất thuận từ
[Co(NH

3
)
6
]
3+
phức bát diện
265
chất nghịch từ
Hãy xét cấu trúc và tính chất của 2 phức trên theo ph-ơng pháp VB và
ph-ơng pháp tr-ờng tinh thể.
Biết Z
Co
= 27, năng l-ợng ghép đôi electron P = 210kj/mol.
GII

7
Theo thuyết VB, cấu hình electron của Co
3+
: d
6
.
- Với phức chất [CoF
6
]
3

thuận từ. Do t-ơng tác giữa Co
3+
và F

yếu
nên cấu hình của Co
3+
vẫn giữ nguyên nh- cũ:
Cr
2+
3d
4s 4d
4p
F
F
F F
F
F

Lai hoá ngoài sp
3
d
2

- Với phức chất [Co(NH
3
)
6
]
3+
nghịch từ. Do t-ơng tác giữa Co
3+
và
NH

3
mạnh nên cấu hình electron của Co
3+
bị dồn lại:
Cr
2+
3d
4s 4d
4p
NH
3
NH
3
NH
3
NH
3
NH
3
NH
3

Lai hoá trong d
2
sp
3
Theo thuyết tr-ờng tinh thể:
- Với phức chất [CoF
6
]

3

: P >
O
nên cấu hình electron của phức
42
2gg
te
, phức spin cao và thuận từ.
- Với phức [Co(NH
3
)
6
]
3+
do P <
O
các electron đ-ợc chuyển về
mức năng l-ợng thấp có cấu hình electron
6
2g
t
. Đó là phức spin thấp
và nghịch từ.

8
Câu 7. Xác định bậc oxi hoá của cobalt và giá trị của x, y
trong các phức sau [Co(NH
3
)
6
]Cl
x
và [Co(NH
3
)
6
]Cl
y
(x khác
y) biết rằng chất đầu là thuận từ, còn chất thứ hai là nghịch
từ. Biết Z
Co
= 27.
GII
Trong phức với NH
3
, cobalt th-ờng thể hiện số oxi hoá +3
và +2.
Co

3+
: d
6

Co
2+
: d
7

Qua cấu hình trên ta thấy trong phức bát diện Co
3+
có
thể thuận từ hay nghịch từ, còn Co
2+
luôn luôn là thuận từ.
Vì chất thứ hai [Co(NH
3
)
6
]Cl
y
là chất nghịch từ nên nó phải
là phức của Co
3+
y = 3.
Vì x khác y hợp chất thứ nhất [Co(NH
3
)
6
]Cl

2
x = 2.