Tổng hợp, nghiên cứu tính chất phức chất hỗn hợp phối tử salixylat và 1,10 – phenantrolin của một số nguyên tố đất hiếm nhẹ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ HUYỀN TÚ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT PHỨC CHẤT HỖN HỢP PHỐI
TỬ SALIXYLAT VÀ 1,10-PHENANTROLIN CỦA MỘT SỐ NGUYÊN
TỐ ĐẤT HIẾM NHẸ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

THÁI NGUYÊN, NĂM 2017


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

NGUYỄN THỊ HUYỀN TÚ

TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT PHỨC CHẤT HỖN HỢP
PHỐI TỬ SALIXYLAT VÀ 1,10-PHENANTROLIN CỦA MỘT SỐ
NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM NHẸ

Chuyên ngành: Hóa vô
cơ
Mã số: 60 44 01
13

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN THỊ HIỀN LAN

THÁI NGUYÊN, NĂM 2017
i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số
liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa có ai công bố
trong một công trình nào khác.
Thái Nguyên, tháng 04 năm
2017
Tác giả luận văn

NGUYỄN THỊ HUYỀN TÚ
Xác nhận của Trưởng khoa Hóa
học

Xác nhận của giáo viên hướng
dẫn
Khoa
học

PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền
Lan

ii

LỜI CẢM ƠN

Với tấm lòng thành kính, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của
mình tới cô giáo - PGS. TS. Nguyễn Thị Hiền Lan - người hướng dẫn khoa
học đã tận tình chỉ bảo, giúp đỡ và hướng dẫn em trong suốt quá trình học
tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo trong bộ môn Hóa Vô
Cơ, khoa Hóa Học, phòng Đào tạo, thư viện Trường Đại học Sư phạm Thái
Nguyên, Trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi cho chúng em hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới bạn bè cùng những người thân
yêu trong gia đình đã luôn giúp đỡ, quan tâm, động viên, chia sẻ và tạo
mọi điều kiện giúp tôi hoàn thành tốt khóa học.
Thái Nguyên, tháng 04 năm 2017


MỤC LỤC
Trang
Trang

bìa

phụ..................................................................................................................
i

LỜI

CAM

ĐOAN.......................................................................................................... ii

LỜI

CẢM

ƠN

..............................................................................................................

iii

MỤC

LỤC

....................................................................................................................
iv

CÁC

KÍ

HIỆU

VIẾT

TẮT

............................................................................................ v DANH MỤC
BẢNG
DANH

....................................................................................................
MỤC

vi

HÌNH

.................................................................................................... vii MỞ ĐẦU
.....................................................................................................................
1
Chương
1.
TỔNG
QUAN
........................................................................... 2

TÀI

LIỆU

1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo phức của
chúng.....2
1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm
(NTĐH)..............................................2
1.1.2. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm
.........................................................6
1.2. Axit cacboxylic, 1,10 - Phenantrolin và cacboxylat kim
loại.......................................8
1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các axit monocacboxylic

Axit
monocacboxylic...................................................................................................
............8
1.2.2. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của 1,10 - Phenantrolin
...........................11
1.2.3. Tình hình nghiên cứu cacboxylat thơm trong và ngoài
nước..................................12


1.3. Một số phương pháp hoá lí nghiên cứu phức chất
......................................................14
1.3.1. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
.......................................................................14
1.3.2. Phương pháp phân tích nhiệt
......................................................................................16
1.3.3. Phương pháp phổ khối lượng
.....................................................................................18
1.3.4. Phương pháp phổ huỳnh
quang..................................................................................20
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 22
2.1. Đối tượng nghiên
cứu.....................................................................................................22
2.2. Mục đích, nội dung nghiên cứu
.....................................................................................22
2.3. Phương pháp nghiên cứu
...............................................................................................22
2.3.1. Phương pháp phân tích xác định hàm lượng ion đất hiếm trong phức
chất ..22
2.3.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại
.......................................................................22

2.3.3. Phương pháp phân tích nhiệt
......................................................................................22
2.3.4. Phương pháp phổ khối lượng
.....................................................................................23
2.3.5. Phương pháp phổ huỳnh
quang..................................................................................23
Chương 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................
24
3.1. Dụng cụ và hoá chất
.......................................................................................................24
3.1.1. Dụng
cụ.........................................................................................................................2
4
3.1.2. Hóa chất
........................................................................................................................24
3.2. Chuẩn bị hoá
chất............................................................................................................24
3.2.1. Dung dịch LnCl3
..........................................................................................................24
3.2.2. Dung dịch NaOH 0,1M
..............................................................................................25
3.2.3. Dung dịch EDTA 10-2M
.............................................................................................25
3.2.4. Dung dịch Asenazo III ~ 0,1%
...................................................................................25
3.2.5. Dung dịch đệm axetat có pH ≈
5................................................................................25
3.3. Tổng hợp phức chất

........................................................................................................26
3.4. Phân tích hàm lượng của ion đất hiếm trong phức chất
..............................................26
3.5. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ hấp thụ hồng
ngoại....................28
3.6. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phân tích
nhiệt...................................33
3.7. Nghiên cứu các phức chất bằng phương pháp phổ khối
lượng..................................37
3.8. Nghiên cứu khả năng phát huỳnh quang của các phức
chất.......................................43

v
KẾT LUẬN
................................................................................................................. 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO


........................................................................................... 48


CÁC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

HSal

: axit salixylic

Phen

: 1,10 -

phenantrolin Ln

:

Nguyên tố lantanit NTĐH

:

Nguyên tố đất hiếm EDTA

:

Etylendiamintetraaxetat CTCT
: Công thức cấu tạo
Hfac

: Hecxafloroaxeylaxeton

Leu

: L – Lơxin

v


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bang 1.1. Môt sô đai lương đăc trưng cua cac
NTĐH.................................................. 4

Bảng 3.1. Hàm lượng ion kim loại trong các phức chất
............................................. 28
Bảng 3.2. Các số sóng hấp thụ đặc trưng trong phổ hấp thụ hồng ngoại của
phối tử
và phức chất (cm-1)
................................................................................... 31
Bảng 3.4. Các mảnh ion giả thiết trong phổ khối lượng của các phức
chất................ 39


vi


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 3.1. Phổ hấp thụ hồng ngoại của axit
salixylic.................................................. 28
Hình 3.2. Phổ hấp thụ hồng ngoại của 1,10phenantrolin........................................... 29
Hình 3.3. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Nd(HSal)3 .Phen
............................................ 29
Hình 3.4. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Sm(HSal)3.Phen
............................................. 30
Hình 3.5. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Eu(HSal)3.Phen
.............................................. 30
Hình 3.6. Phổ hấp thụ hồng ngoại của Gd(HSal)3.Phen
............................................. 31
Hình 3.7. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất
Nd(HSal)3.Phen ............................... 33
Hình 3.8. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Sm(HSal)3.Phen
.............................. 33

Hình 3.9. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất
Eu(HSal)3.Phen.............................. 34
Hình 3.10. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất Gd(Hsal)3.Phen
............................ 34
Hình 3.11. Phổ khối lượng của phức chất
Nd(Hsal)3.Phen......................................... 37
Hình 3.12. Phổ khối lượng của phức chất
Sm(HSal)3.Phen........................................ 38
Hình 3.13. Phổ khối lượng của phức chất Eu(HSal)3.Phen
........................................ 38
Hình 3.14. Phổ khối lượng của phức chất Gd(HSal)3.Phen
........................................ 39
Hình 3.15. Phổ phát xạ huỳnh quang của phức chất Nd(HSal)3.Phen
........................ 43
Hình 3.16. Phổ phát xạ huỳnh quang của phức chất
Sm(HSal)3.Phen........................ 44
Hình 3.17. Phổ phát xạ huỳnh quang của phức chất Eu(HSal)3.Phen
........................ 45
vii


Hình 3.18. Phổ phát xạ huỳnh quang của phức chất Gd(HSal)3 .Phen
....................... 46

vii
i


MỞ ĐẦU

Tổng hợp và nghiên cứu phức chất là một trong những hướng phát triển
ưu tiên của hóa học vô cơ hiện đại trong những năm gần đây. Ngày nay hóa
học phức chất đang phát triển rực rỡ và là nơi hội tụ của những thành tựu
của hóa lí, hóa phân tích, hóa hữu cơ, hóa sinh, hóa môi trường.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ trong lĩnh vực chế tạo
vật liệu mới thì hướng nghiên cứu các cacboxylat thơm lại càng có giá trị.
Thực tế, các phức chất này có tiềm năng ứng dụng rất lớn trong khoa học vật
liệu để tạo ra các chất siêu dẫn, các đầu dò phát quang trong phân tích sinh
học, đánh dấu huỳnh quang sinh y, trong vật liệu quang điện, trong khoa
học môi trường, công nghệ sinh học tế bào và nhiều lĩnh vực khoa học kĩ
thuật khác. Vì vậy, việc tổng hợp, nghiên cứu tính chất của các phức chất
cacboxylat, đặc biệt là các phức chất hỗn hợp phối tử của đất hiếm có khả
năng phát huỳnh quang là rất có ý nghĩa cả về mặt khoa học và thực tiễn.
Với mục đích góp phần nghiên cứu vào lĩnh vực cacboxylat kim loại,
chúng tôi tiến hành: Tổng hợp, nghiên cứu tính chất phức chất
hỗn hợp phối tử salixylat và 1,10 – phenantrolin của một số
nguyên tố đất hiếm nhẹ.
Chúng tôi hy vọng các kết quả thu được sẽ góp phần nhỏ vào lĩnh vực
nghiên
cứu phức chất hỗn hợp phối tử của các nguyên tố đất hiếm đât hiêm.


Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm và khả năng tạo
phức của chúng
1.1.1. Đặc điểm chung của các nguyên tố đất hiếm (NTĐH )
Các nguyên tố đât hiêm (NTĐH) là tập hợp của mười bảy nguyên tố
hoá học thuộc bảng tuần hoàn Menđeleep bao

gồm:

3

nguyên

tố

thuộc nhóm IIIB là scandi (Sc, Z=21), ytri (Y, Z=39), lantan (La,
Z=57)

và

các

nguyên

tố

họ lantanit. Họ lantanit (Ln) gồm 14

nguyên tố 4f có số thứ tự từ 58 đến 71 được xếp vào cùng một ô với
lantan: Xeri ( 58 Ce), prazeodim ( 59 Pr), neodim ( 60 Nd), prometi ( 61
Pm),

samari

( 62 Sm),

europi

( 63 Eu),

gadolini

( 64 Gd),

tecbi

( 65 Tb), disprozi ( 66 Dy), honmi ( 67 Ho), ecbi ( 68 Er), tuli ( 69 Tm), ytecbi
( 70 Yb) và lutexi (71 Lu). Như vậy các nguyên tố đất hiếm thuộc nhóm IIIB
và chu kỳ 6 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
Cấu hình electron của các nguyên tố đất hiếm có thể biểu diễn
bằng công
thức chung: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d10 4s2 4p 6 4d10 4f n5s25p6 5d m6s2 .
Trong đó: n có giá trị từ 0÷14
m chỉ nhận giá trị 0
hoặc 1
Dựa vào đặc điểm xây dựng electron trên phân lớp 4f mà các
lantanit đ ược
chia thành hai phân nhóm.
Bảy nguyên tố đâu tư Ce đên Gd có electron điên vao các obitan 4f
tuân theo quy tăc Hun, nghia la mỗi obitan môt electron, hop thanh phân
nhom xeri hay nhom lantanit nhe; bay nguyên tô còn lai từ Tb đên Lu
co electron thư hai lần lươt điên
vao các obitan 4f, hop thanh phân nhom tecbi, hay nhóm lantanit năng
[13].
La
4f0 5d1
Phân nhom xeri

Ce

Pr

Nd
2

Pm

Sm

Eu

Gd


Phân nhom
tecbi

4f 2
Tb

4f
3
Dy

4f
4
Ho

4f
5
Er

4f
6
Tm

4f 7
Yb

4f 7 5d
1 Lu

4f 7+
2

4f 7+
3

4f 7+
4

4f 7+
5

4f 7+
6

4f 7+
7

4f 7+75
d1

3


Các nguyên tố lantanit có phân lớp 4f đang được xây dựng và có số
electron lớp ngoài cùng như nhau (6s 2 ). Theo các dữ kiện hóa học và
quang phổ, phân lớp
4f và 5d có mức năng lượng gần nhau, nhưng phân lớp 4f thuận lợi hơn
về mặt năng lượng. Khi được kích thích một gia tri nho năng lượng,
môt trong cac electron 4f nhay sang obitan 5d, electron 4f con lai bi
các electron 5s 2 5p 6 chắn vơi tac dung bên ngoai cho nên không ảnh
hương quan trọng đên tinh chât cua đa số lantanit. Bởi vậy, các
lantanit giông nhiêu vơi nguyên tô d nhom IIIB, chung rât giông vơi
ytri va lantan, co cac ban kinh nguyên tư va ion tương đương [20].
Sự khác nhau về cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố trong họ
chỉ thể hiện ở lớp thứ ba từ ngoài vào, lớp này ít ảnh hưở ng đến tính
chất hóa học của các nguyên tố nên tính chất hóa học của các nguyên
tố lantanit rất giống nhau. Tuy có tính chất giống nhau nhưng do có sự
khác nhau về số electron trên phân lớp 4f nên ở mức độ nào đó các
nguyên tố lantanit cũng có một số tính chất không giống nhau. Từ Ce
đến Lu, một số tính chất biến đổi tu â n tư và một số tính chất biến đổi
tuần hoàn. Một số đại lượng đặc trưng của các nguyên tố đất hiếm được
trình bày ở bảng 1.1.

4

Ba ng 1.1. Mô t sô đa i lươ ng đă c trưng cu a ca c NTĐH
NTĐH
(Ln)

Sô thứ tự
nguyên
tư

Bán
kinh

Ban
kinh

Nhiệt
đô

Nhiệt
đô

ion
Ln3+
1,061

nong
chay
920

sôi
(o
3464

Ty
khôi

La

57

nguyên
tư
1,877

Ce

58

1,825

1,034

804

3470

g/cm
6,16
3

6,77

Pr

59

1,828

1,013

935

3017

6,77

Nd

60

1,821

0,995

1024

3210

7,01

Pm

61

-

0,979

1080

3000

7,26

Sm

62

1,802

0,964

1072

1670

7,54

Eu

63

2,042

0,950

826

1430

5,24

Gd

64

1,082

0,938

1312

2830

7,89

Tb

65

1,782

0,923

1368

2480

8,25

Dy

66

1,773

0,908

1380

2330

8,56

Ho

67

1,776

0,894

1500

2380

8,78

Er

68

1,757

0,881

1525

2390

9,06

Tm

69

1,746

0,899

1600

1720

9,32

Yb

70

1,940

0,858

824

1320

6,95

Lu

71

1,747

0,848

1675

2680

9,85

Sự biến đổi tuần tự tính chất của các lantanit gây ra bởi sư “co
lantanit”. Đó là sự giảm bán kính nguyên tử và ion theo chiều tăng số
thứ tự từ La đến Lu. Hiện tượng co dần của lơp vo electron bên trong
chu yếu la do sư che chăn lẫn nhau không hoan toan cua cac
electron 4f trong khi lưc hut cua hat nhân tăng dần. Sư “co lantanit”
nay anh hưởng rât lớn đên sư biên đôi tinh chât cua cac NTĐH tư La đến
Lu [13].
Sư biên đôi tuần hoàn tinh chất của các lantanit va hơp chât tương ứng
được giai thích bằng việc sắp xếp electron vào phân lớp 4f, luc đâu mỗi
obitan môt electron va sau đo mỗi obitan một electron thư hai.

5


Các lantanit la kim loai mau sang (trăng bac), mêm, riêng Pr va Nd co
mau vang rất nhạt, ở dạng bột co màu xam đen. Nhiêt đô nong chay, nhiêt
đô sôi, ti khôi cua các lantanit cũng biến đổi tuần hoan theo điên tich hạt
nhân. Cac gia tri này đều đạt cưc tiêu ơ Eu (4f76s2) và Yb (4f146s2), co le
vi trong đó chi co hai electron 6s tham gia vào liên kêt kim loai, con cac
câu hinh bền 4f7 va 4f14 không tham gia.
Electron hoa tri cua các lantanit chu yêu la cac electron 5d16s2
nên trang thái
oxi hóa bền và đặc trưng của chung là +3. Tuy nhiên, nhưng nguyên tố
đưng gân La (4f0), Gd (4f7), Lu (4f14) có số oxi hóa thay đổi như Ce
(4f 26s2) ngoài số oxi hóa +3 còn có số oxi hóa đặc trưng là +4. Tương tư
như vây Pr (4f 36s2) có thể có số oxi hóa

+4 nhưng kém đặc trưng hơn so vơi Ce. Ngươc lại, Eu (4f 76s2) ngoài số
oxi hóa +3 vì co câu hinh nưa bao hoa nên tương đôi bên nên còn có số
oxi hóa +2 do mất hai electron ở phân lớp 6s, Sm ( 4f66s2) cũng có số
oxi hóa +2 nhưng kém đặc trưng hơn so với Eu.
Mau săc cua cac ion Ln3+ biến đổi một cach co quy luât theo đô
bên tương đôi cua trang thai 4f. Chăng hạn, cac ion co cấu hinh 4f 0 ,
4f 7 va 4f 14 cung như
4f 1 va 4f 13 (4f 1 gân 4f 0 , 4f 13 gân 4f 14 ) đêu không mau, cac ion con
lai đêu co mau. Sư biên đổi màu của ca da y NTĐH co tinh chât tuân
hoan. Bay nguyên tô đâu (các nguyên tố phân nhóm xeri) màu đâm
hơn bay nguyên tô sau (các nguyên tô phân nhóm tecbi). Sô electron
phân lơp 4f cua 7 nguyên tô sau đươc điền nhiêu hơn do đo bên hơn. Vi
thê, nguyên nhân biên đôi mau la do mưc đô lâp đây electron vao phân
lớp 4f.
La3+

(4f0 )

không màu Ce3+

không màu
(4f1)

Lu3+
không màu

6

(4f14 )
Yb3+

(4f13 )
Tm3+

không màu Pr 3+
(4f12)

Er3+

(4f11)

Pm3+
(4f10 )

(4f4 )

Sm3+

lục nhạt Nd3+

lục vàng
(4f3)

tím

hồng
Ho 3+

hồng

vàng
(4f5)

vàng nhạt Eu3+
(4f8)

(4f2)

Dy3+

trắng ngà
(4f6 )

hồng nhạt Gd3+

Tb3+

hồng nhạt
(4f7 )

7

(4f9 )

không màu


Về mặt hóa học, các lantanit là những kim loại hoạt động, chỉ kém
kim loại kiềm và kiềm thổ. Các nguyên tố phân nhóm xeri hoạt động mạnh

hơn các nguyên tố phân nhóm tecbi [13].
Ơ dang tấm, các lantanit bền trong không khi khô. Trong không khi
âm, kim loai bi mơ đục nhanh chóng vi bi phu màng cacbonat bazơ đươc
tao nên do tác dung vơi nươc va khi cacbonic.
Ơ 200 0 C - 400 0 C, các lantanit cháy trong không khi ta o tha nh
các oxit va
ca c nitrua.
Các lantanit kim loại có tính khử mạnh. Trong dung dịch đa số các
3+
2+
2+ và Sm2+ khử
lantanit tồn tại dưới dạng ion bền Ln . Các ion Eu , Yb
H+ thành H2 trong dung dịch nước. Các lantanit dễ dang tan trong các
dung dịch axit trư HF va H3PO4 vi muôi it tan đươc tao nên se ngăn can
chung tiêp tục tac dung [13].
1.1.2. Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm
So với các nguyên tố họ d, khả năng tạo phức của các nguyên tố đất
hiếm kém hơn do có các electron f bị chắn mạnh bởi các electron ở lớp
ngoài cùng 5s 25p6 và các ion đất hiếm Ln3+ có kích thước lớn làm giảm
lực hút tĩnh điện giữa chúng với các phối tử. Bán kính của ion đất hiếm
(0,99 ÷ 1,22 Å) lớn hơn của các nguyên tố họ d (0,85 ÷ 1,06 Å) làm giảm
lực hút tĩnh điện giữa chúng và phối tử. Vì vậy, xét về mặt tạo phức của các
NTĐH chỉ tương đương với kim loại kiềm thổ. Liên kết trong các phức chất
chủ yếu là liên kết ion. Tuy nhiên, liên kết cộng hoá trị cũng đóng góp
một phần nhất định do các obitan 4f không hoàn toàn bị che chắn nên sự
xen phủ giữa obitan kim loại và phối tử vẫn có thể xảy ra mặc dù yếu [4].
Ngươi ta nhân thây răng, các ion đất hiếm Ln3+ có thể tạo những phức
chất không



bền với nhiều phối tử vô cơ như 2,
, CN , halogenua,…do cac phôi tư vô
NO3
CO3
cơ co
dung lương phôi tri thâp va điên tich nho. Trong dung dịch loãng, các hợp
chất này phân ly hoàn toàn, còn trong dung dịch đặc chúng kết tinh ở dạng
tinh thể muối kép. Những muối kép này tương đối khác nhau về độ bền nhiệt
và độ tan nên có thể được sử dụng để tách các nguyên tố đất hiếm. Các
8


nguyên tố đất hiếm có khả năng tạo các phức chất vòng càng bền với các
phối tử hữu cơ (đặc biệt là các phối tử có dung lượng phối trí cao và điện tích
âm lớn). Đi từ Lantan đến Lutexi thì khả năng tạo phức của ion đất hiếm và
độ bền

9


của phức chất tăng do bán kính ion giảm nên lực hút của các ion trung
tâm với các phối tử mạnh lên.
Đối với các phôi tư có cac nguyên tư phối tri khac nhau, ơ day kim loai
chuyển tiếp d thể hiện khuynh hướng tao phưc giam dân theo trât tư
N>S>O. Con đôi vơi cac NTĐH trât tư nay là O>N>S, giông vơi cac kim
loại kiêm thô. Xet theo quan điêm axit - bazơ cưng - mêm cua Pearson,
cac ion đât hiêm Ln3+ thuộc loại axit cưng, do đó ưu tiên tạo phưc bên
hơn vơi cac bazơ cưng đó là các phôi tư chứa nguyên tư cho la O và môt sô
phôi tư chưa nguyên tử cho là N, còn cac phối tư phôi tri qua nguyên tư S
thương là cac bazơ mêm [16].

Khi tạo phức, ion đất hiếm có số phối trí lớn hơn ion kim loại chuyển tiếp
họ d. Đặc thù tạo phức của các ion đất hiếm là có số phối trí cao và thay
đổi. Số phối trí đặc trưng của chúng là 6, ngoài ra còn có các số phối trí lớn
3+ có số phối trí 8,
hơn như 7, 8, 9 thậm chí là 10, 11 và 12. Ví dụ, Ln
trong các phức chất Ln(Hfac)3.3H2O và số phối trí 9 trong phức chất
NH4Y(C2O4)2.H2O; số phối trí 10 trong phức chất HLnEDTA.4H2O; số phối
trí 11 trong phức chất Ln(Leu)4(NO3)4 [30].
Số phối trí cao và thay đổi của các nguyên tố đất hiếm phụ thuộc vào
nhiều nguyên nhân khác nhau như bán kính của ion đất hiếm, đặc
trưng hình học của phối tử và kiểu phân bố electron trên phân lớp 4f của
các nguyên tố đất hiếm.
Một đặc trưng rất quan trọng của các phức chất NTĐH là sư gân nhau
vê tinh chât cua chung: cac gia tri hằng số bền, đô bên nhiêt, câu truc
tinh thê thâm chi khac nhau rât it. Nguyên nhân chinh xuât phat tư sư
giông nhau vê câu truc electron
lơp ngoai cung va sư thay đôi rât châm cua ban kinh ion khi tăng dân
sô thư tư
nguyên tư trong day NTĐH (sư co lantanit) khi chuyên tư
La3+( R

La3+

0
 1, 06 A )
đên

Lu 3 ( R

0

 0, 88 A ) sau 14 nguyên tô ban kinh ion cua chung chi
+
Lu3 giam 0,18 A0 .

Ngươi ta thây răng, theo chiêu giam dân ban kinh ion, khuynh hương


chung la sư tăng dân hăng sô bên cua cac phức chất được tạo bởi các ion
đất hiếm Ln 3+, bơi vi theo chiêu đo năng lương tương tac tinh điên ion
kim loai - phôi tư (mang điên tich âm hoăc lương cưc) cung tăng lên.
Ngoài ra còn có những tính quy luật nội tại trong dãy lantanit gây ra bởi sự
tuần hoàn trong việc điền electron vào phân lóp 4f, do đó thường xuất hiện
một điểm gãy ở Gd (cấu hình 4f7 nửa bão hòa) trong sự biến thiên


tính chất của các phức chất trong dãy đất hiếm. Độ bền khác nhau của các
phức chất đất hiếm là cơ sở quan trọng để tách các nguyên tố đất hiếm ra
khỏi hỗn hợp của chúng bằng các phương pháp như kết tinh phân đoạn,
thăng hoa phân đoạn, chiết với dung môi hữu cơ, tách sắc ký [1].
1.2. Axit cacboxylic,
cacboxylat kim loại

1,10

-

Phenantrolin

và

1.2.1. Đặc điểm cấu tạo và khả năng tạo phức của các axit
monocacboxylic
Axit
monocacboxylic
Axit monocacboxylic là hợp chất hữu cơ có công thức cấu tạo chung:
O
R

C
O
H

Như vậy, phân tử axit gồm hai phần: Nhóm chức cacboxyl ( -COOH)
và gốc hiđrocacbon (-R). Nhóm cacboxyl là tổ hợp của hai nhóm
cacbonyl C=O và hiđroxyl -OH. Hai nhóm này tác động qua lại lẫn nhau
do có sự liên hợp giữa electron  ở liên kết đôi của nhóm C=O và electron
p tự do của nguyên tử O trong nhóm -OH. Do đó, liên kết O-H ở phân tử
axit phân cực hơn ở phân tử ancol và liên kết hiđro cũng mạnh hơn. Vì
vậy, các axit có thể tạo những đime vòng:
O
R

H

O

C

C
RO H

O

hoặc các polime
dạng:

O

H

O

O
C H
R

O
C
R

Do đó các axit cacboxylic có nhiệt độ sôi cao hơn nhiệt độ sôi của các
dẫn xuất halogen và ancol tương ứng.
Mặt khác, các phân tử axit cacboxylic tạo liên kết hiđro với các phân