Bài giảng hóa học phức chất nâng cao

HÓA HỌC
PHỨC CHẤT
(nâng cao)


ho¸ häc phøc chÊt
(n©ng cao)
I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ PHỨC CHẤT
II. LIÊN KẾT HOÁ HỌC TRONG PHỨC CHẤT
III. CÁC PHẢN ỨNG CỦA PHỨC CHẤT
IV. MỘT SỐ VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI


Kim loại chuyển tiếp


Các nguyên tố chuyển tiếp
nhóm d
IIIB IVB

VIIIB

VB VIB VIIB

Cr Mn Fe

IIB

Sc

Ti

V

Y

Zr

Nb Mo Tc

Ru Rh Pd Ag Cd

La

Hf

Ta

Os

W

Re

Co

IB

Ir

Ni Cu Zn

Pt Au Hg

Phần lớn sử dụng một phần các obitan d ở
lớp vỏ phía trong ở các trạng thái oxi hóa
thông thường


Cấu hình electron
Nguyên tố

Cấu hình electron

Sc

[Ar]3d14s2

Ti

[Ar]3d24s2

V

[Ar]3d34s2

Cr

[Ar]3d54s1

Mn

[Ar]3d54s2

[Ar] = 1s22s22p63s23p6


Cấu hình electron
Nguyên tố

Cấu hình electron

Fe

[Ar] 3d64s2

Co

[Ar] 3d74s2

Ni

[Ar] 3d84s2

Cu

[Ar]3d104s1

Zn

[Ar]3d104s2

[Ar] = 1s22s22p63s23p6


Sự phân bố các e vào các AO của các nguyên tố chuyển tiếp chu kì 4
Nguyên tố

Phân bố e vào AO

Table 23.1

Số e không ghép đôi


Fig. 22.2

Trạng thái oxi hóa


Số lượng các AO d mang điện
Bảng 2: Số oxi hóa và các AO d của các nguyên tố chuyển tiếp chu kì 4

Số oxi hóa


Phức chất của kim loại
Các phân tử hoặc ion xung quanh cation
kim loại gọi là các phối tử (ligand),chúng
tạo liên kết phối trí với kim loại

Màu của các Kim loại chuyển tiếp

Phức chất của các kim loại
chuyển tiếp ở trạng thái rắn


•

Liên kết phối trí
KL chuyển tiếp đóng vai trò như axit Lewis

• Hình thành phức/ ion phức
Fe3+(aq) + 6CN-(aq) → Fe(CN) 3-(aq)
6

Axit LewisNi2+(aq)Bazo
phức
+ 6NH Lewis
(aq) → Ni(NH )Ion
2+(aq)
3

Axit Lewis

Bazo Lewis

36

Ion phức

Phức chất bao gồm một ion kim loại liên kết với một hay nhiều
phân tử hay anion
Axit Lewis = Kim loại = Trung tâm liên kết phối trí
Bazơ Lewis = phối tử = phân tử/ion liên kết cộng hóa trị với
kim loại trong phức


Phức chất tồn tại ở trạng thái dung
dịch và trạng thái rắn



I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ
PHỨC CHẤT
•
•
•
•
•

Khái niệm về sự tạo phức chất
Danh pháp phức chất
Đồng phân của phức chất
Số phối trí và dạng hình học của phức chất
Sự phân loại phức chất


I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ
PHỨC CHẤT
•

Ion trung tâm: Các nhóm nguyên tử, phân tử hay ion sắp xếp một cách xác đị nh xung
quanh ion hay nguyên tử tạo phức, ion hay nguyên tử đó đượ c gọi l à ion trung
tâm(hay chất tạo phức)

•

Phối tử hay nhóm thế (ligan) : là các nhóm ion hay phân t ử sắp xếp một cách xác
định xung quanh ion trung tâm


I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ
PHỨC CHẤT
•

Cầu nội : Tập hợp ion trung tâm và phối tử tạo nên cầu nội củ phức chất. C ầu nội
thườ ng đượ c đặ t trong dấu ngoặc vuông [ ]. Tổng điện tích các thành phần trong c ầu
nội tạo nên điện tích của cầu nội phức chất.

•

Cầu ngoại: các ion mang điện tích để trung hoà điện tich cầu nội đượ c gọi l à cầu
ngoại. Hoá trị chính có thể bão hoà trong cầu nội và cầu ngoại, còn hoá tr ị phụ chỉ bão
hoà trong cầu nội.


I. KHÁI NIÊM CƠ BẢN VỀ
PHỨC CHẤT
•

Dung lượ ng phối trí : Dung lượ ng phối trí của một phối tử là số chỗ mà nó có thể
chiếm đựơ c bên cạnh ion trung tâm. Một phối tử , tuỳ thuộc vào b ản chất c ủa nó ,
có thể liên kết với ion trung tâm qua 1, 2, 3 hay nhiều nguyên t ử trong th ành ph ần
của nó; Trong trườ ng hợp đó , phối tử đượ c gọi tươ ng ứng là phối tử có dung
lượ ng phối trí là 1, 2, 3 …

•

Số phối trí : là số liên kết mà ion trung tâm tạo thành với các phối t ử .


Danh pháp của phức chất
•

Theo qui ướ c của hiệp hội Quốc tế về hoá học lý thuyết và ứng d ụng IUPAC ; tên
các phức chất đượ c gọi như sau:

1) Với hợp chất ion: tên cation + tên anion (Gọi cation trướ c , anion sau)

•

Số oxi hoá của nguyên tử trung tâm ghi bằng số la mã v à đặ t trong d ấu ngo ặc đơ n

2) Phức chất trung hoà gọi tên như cầu nội


Danh pháp của phức chất
3) Các quy tắc goi tên phối tử.
a.Tên phối tử gọi trướ c rồi đế n tên nguyên tử trung tâm
b. Tên phối tử đượ c sắp xếp theo vần α,β

c. Tên của phối tử trung hòa đọ c như tên phân tử, ngoại trừ: H O (gọi là aqua), NH
2
3
(gọi là ammin) , CO: cacbonyl, NO: nitrozyl.
d. Tên phối tử anion: tên anion + “o“ .VD Cl- cloro ; SO 2-. : sunfato, OH- : hidroxo ,
4
NO - : nitro
2


Danh pháp IUPAC
•

Tên của phối tử âm kết thúc bằng hậu tố -o

– -ide  -o
– -ite  -ito
– -ate  -ato


Danh pháp IUPAC
Phối tử

Tên

bromide, Br-

bromo

chloride, Cl-

chloro

cyanide, CN-

cyano

hydroxide, OH-

hydroxo

oxide, O2-

oxo

fluoride, F-

fluoro


Danh pháp IUPAC
Phối tử

Tên

carbonate, CO32-

carbonato

oxalate, C2O42-

oxalato

sulfate, SO42-

sulfato

thiocyanate, SCN-

thiocyanato

thiosulfate, S2O32-

thiosulfato

Sulfite, SO32-

sulfito


Công thức và tên một số phối tử thông thường
Formula
H2O
NH3
CO
NO
H2NC2H4NH2
OHO2FClBrICN-NCS-SCNSO42SO32NO3-NO2-ONOCO32-

Name

aqua
ammine
carbonyl
nitrosyl
ethylenediamine
hydroxo
oxo
fluoro
chloro
bromo
iodo
cyano
isothiocyanato*
thiocyanato*
sulfato
sulfito
nitrato*
nitro*
nitrito*
carbonate


Danh pháp của phức chất
e) Phối tử cation : gọi tên cation và thêm đuôi ium

•

NH NH + : hidrazinium
2
3

f) Thứ tự gọi tên các phối tử : Lần lượ t gọi anion , phân tử trung hoà r ồi đế n cation. Trong ph ạm vi
một loại phối tử thì gọi phôí tử đơ n giản trướ c, phối tử phức tạp sau.