phuc chat

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (316.31 KB, 41 trang )

1
Ch ng ươ
Ch ng ươ
3
3
PHỨC
PHỨC
CHẤT
CHẤT

2
2
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Ion phức
Ion phức
•
Những ion [HgI
Những ion [HgI
4
4
]
]
2-
2-
, [Cu(NH
, [Cu(NH
3
3
)

)
4
4
]
]
2+
2+
và những
và những
ion tương tự được tạo thành bằng cách
ion tương tự được tạo thành bằng cách
kết hợp các ion hay nguyên tử kim loại
kết hợp các ion hay nguyên tử kim loại
hoặc không kim loại với các phân tử
hoặc không kim loại với các phân tử
trung hoà hoặc các anion gọi là ion
trung hoà hoặc các anion gọi là ion

phức.
phức.
Ví dụ: Pb
Ví dụ: Pb
4+
4+
+ 6Cl
+ 6Cl
-
-
= [PbCl

= [PbCl
6
6
]
]
2-
2-

3
3
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Phức chất
Phức chất
•
Phức chất là những hợp chất hoá học mà
Phức chất là những hợp chất hoá học mà
phân tử có chứa ion phức dương hoặc
phân tử có chứa ion phức dương hoặc
âm có khả năng tồn tại trong dung dịch,
âm có khả năng tồn tại trong dung dịch,
cũng như tồn tại trong tinh thể, kết hợp
cũng như tồn tại trong tinh thể, kết hợp
với các ion trái dấu (gọi là cầu ngoại).
với các ion trái dấu (gọi là cầu ngoại).

Ví dụ: [Co(NH
Ví dụ: [Co(NH
3
3
)
)
6
6
]Cl
]Cl
3
3

cầu nội cầu ngoại
cầu nội cầu ngoại

4
4
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Ion trung tâm(ký hiệu là M)
Ion trung tâm(ký hiệu là M)
•
Trong ion phức có một ion hay một
Trong ion phức có một ion hay một
nguyên tử trung hoà chiếm vị trí trung

nguyên tử trung hoà chiếm vị trí trung
tâm gọi là ion trung tâm hay nguyên tử
tâm gọi là ion trung tâm hay nguyên tử
trung tâm hoặc gọi là chất tạo phức.
trung tâm hoặc gọi là chất tạo phức.

Ví dụ:
Ví dụ:

[Co(NH
[Co(NH
3
3
)
)
6
6
]Cl
]Cl
3
3

Ion trung tâm
Ion trung tâm

5
5
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Phối tử
Phối tử
(ký hiệu là L)
(ký hiệu là L)
•
Trong ion phức có những ion (anion) hay
Trong ion phức có những ion (anion) hay
những phân tử trung hoà liên kết trực tiếp xung
những phân tử trung hoà liên kết trực tiếp xung
quanh, sát ngay nguyên tử trung tâm gọi là
quanh, sát ngay nguyên tử trung tâm gọi là
phối tử.
phối tử.
•
Những phối tử là anion thường gặp như F
Những phối tử là anion thường gặp như F
-
-
, Cl
, Cl
-
-
,
,
I

I
-
-
, OH
, OH
-
-
, CN
, CN
-
-
, SCN
, SCN
-
-
, NO
, NO
2
2
-
-
, S
, S
2
2
O
O
3
3
2-

2-
, C
, C
2
2
O
O
4
4
2-
2-
... Những phối
... Những phối
tử là phân tử thường gặp như H
tử là phân tử thường gặp như H
2
2
O, NH
O, NH
3
3
, CO,
, CO,
NO, pyriđin (C
NO, pyriđin (C
5
5
H
H
5

5
N), etylenđiamin (H
N), etylenđiamin (H
2
2
N-CH
N-CH
2
2
-CH
-CH
2
2
-
-
NH
NH
2
2
) ...
) ...

Ví dụ: [Co(NH
Ví dụ: [Co(NH
3
3
)
)
6

6
]Cl
]Cl
3
3

Phối tử
Phối tử

6
6
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM

Cầu nội - Cầu ngoại
Cầu nội - Cầu ngoại
•
Nguyên tử trung tâm và phối tử tạo thành cầu
Nguyên tử trung tâm và phối tử tạo thành cầu
phối trí nội của phức, gọi tắt là cầu nội. Cầu nội
phối trí nội của phức, gọi tắt là cầu nội. Cầu nội
thường được viết trong dấu ngoặc vuông ([cầu
thường được viết trong dấu ngoặc vuông ([cầu
nội]) trong công thức của phức.
nội]) trong công thức của phức.

Cầu nội: cation ([Al(H
Cầu nội: cation ([Al(H
2
2
O)
O)
6
6
]
]
3+
3+
);anion ([SiF
);anion ([SiF
6
6
]
]
2-
2-
); phân
); phân
tử trung hoà điện không phân ly trong dung
tử trung hoà điện không phân ly trong dung
dịch ([Pt(NH
dịch ([Pt(NH
3
3

)
)
2
2
Cl
Cl
2
2
]).
]).
•
Những ion không tham gia vào cầu nội, ở khá
Những ion không tham gia vào cầu nội, ở khá
xa nguyên tử trung tâm và liên kết kém bền
xa nguyên tử trung tâm và liên kết kém bền
vững với nguyên tử trung tâm (có vai trò làm
vững với nguyên tử trung tâm (có vai trò làm
trung hoà điện tích với ion phức), hợp thành
trung hoà điện tích với ion phức), hợp thành
cầu ngoại của phức.
cầu ngoại của phức.

7
7
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Sự phối trí
Sự phối trí

Sự sắp xếp các phối tử xung quanh ion trung
Sự sắp xếp các phối tử xung quanh ion trung
tâm gọi là sự phối trí.
tâm gọi là sự phối trí.
Số phối trí
Số phối trí
•
Số phối trí là tổng số liên kết mà phối tử liên
Số phối trí là tổng số liên kết mà phối tử liên
kết trực tiếp với nguyên tử trung tâm.
kết trực tiếp với nguyên tử trung tâm.
•
Mức oxi hoá của ion trung tâm hoặc những ô
Mức oxi hoá của ion trung tâm hoặc những ô
lượng tử hoá trị còn trống sẽ quyết định số
lượng tử hoá trị còn trống sẽ quyết định số
phối trí.
phối trí.
Ví dụ: Mức oxi hoá M
Ví dụ: Mức oxi hoá M
+n
+n
: +1 +2 +3 +4
: +1 +2 +3 +4

Số phối trí đặc trưng: 2 4 (6) 6 (4) 8

Số phối trí đặc trưng: 2 4 (6) 6 (4) 8

(số phối trí trong ngoặc đơn ít
(số phối trí trong ngoặc đơn ít
gặp)
gặp)

8
8
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Số phối trí
Số phối trí
•
Số phối trí 2: đặc trưng với Ag
Số phối trí 2: đặc trưng với Ag
+
+
, Cu
, Cu
+
+
...
...
•
Số phối trí 4: đặc trưng với Cu

Số phối trí 4: đặc trưng với Cu
2+
2+
, Zn
, Zn
2+
2+
, Pd
, Pd
2+
2+
, Pt
, Pt
2+
2+
...
...
•
Số phối trí 6: đặc trưng với Pt
Số phối trí 6: đặc trưng với Pt
4+
4+
, Cr
, Cr
3+
3+
, Co
, Co
3+
3+

, Fe
, Fe
3+
3+
...
...
Những số phối trí vừa nêu ứng với sự bão hoà cực đại cầu
Những số phối trí vừa nêu ứng với sự bão hoà cực đại cầu
phối trí.
phối trí.



Tổng quát, số phối trí phụ thuộc vào: điện tích ion trung
Tổng quát, số phối trí phụ thuộc vào: điện tích ion trung
tâm, bản chất phối tử, trạng thái tập hợp, nồng độ phối
tâm, bản chất phối tử, trạng thái tập hợp, nồng độ phối
tử, điều kiện nhiệt động.
tử, điều kiện nhiệt động.
•
Ví dụ: Với phối tử H
Ví dụ: Với phối tử H
2
2
O thì ion Cu
O thì ion Cu
2
2
+ có số phối trí là 4

+ có số phối trí là 4
([Cu(H
([Cu(H
2
2
O)
O)
4
4
]SO
]SO
4
4
)
)

Với phối tử etylenđiamin (En:H
Với phối tử etylenđiamin (En:H
2
2
N-(CH
N-(CH
2
2
)
)
2
2
-NH

-NH
2
2
) thì Cu
) thì Cu
2+
2+

có số phối trí là 6 ([Cu(En)
có số phối trí là 6 ([Cu(En)
3
3
]
]
2+
2+
). Vì phân tử “En” chiếm 2 vị
). Vì phân tử “En” chiếm 2 vị
trí phối trí nhờ 2 đôi điện tử hoá trị chưa chia xẻ trên
trí phối trí nhờ 2 đôi điện tử hoá trị chưa chia xẻ trên
nitơ.
nitơ.
Dung lượng phối trí
Dung lượng phối trí

Số liên kết mà một phối tử liên kết với ion trung tâm.

Số liên kết mà một phối tử liên kết với ion trung tâm.

9
9
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Phối tử đơn càng - đa càng
Phối tử đơn càng - đa càng

Dựa vào số nguyên tử mà phối tử có thể
Dựa vào số nguyên tử mà phối tử có thể
phối trí quanh nguyên tử trung tâm,
phối trí quanh nguyên tử trung tâm,
người ta chia phối tử ra làm 2 loại là phối
người ta chia phối tử ra làm 2 loại là phối
tử đơn càng (một càng) và phối tử đa
tử đơn càng (một càng) và phối tử đa
càng (nhiều càng).
càng (nhiều càng).
•
Phối tử đơn càng: là phối tử chỉ có khả
Phối tử đơn càng: là phối tử chỉ có khả
năng tạo ra một liên kết với ion trung tâm
năng tạo ra một liên kết với ion trung tâm
như H
như H
2
2

O, NH
O, NH
3
3
, Cl
, Cl
-
-
, NO
, NO
2
2
-
-
...
...
•
Phối tử đa càng: là những phối tử tạo
Phối tử đa càng: là những phối tử tạo
được 2 hay nhiều liên kết với ion trung
được 2 hay nhiều liên kết với ion trung
tâm như C
tâm như C
2
2
O
O
4
4
2-

2-
, En ...
, En ...

10
10
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Phức vòng càng
Phức vòng càng

Những hợp chất amin hay aminoaxit có mạch C
Những hợp chất amin hay aminoaxit có mạch C
≥
≥
2 như
2 như
En, H
En, H
2
2
N-CH
N-CH
2
2
-COOH ... dễ dàng cuốn mạch tạo vòng, rồi

-COOH ... dễ dàng cuốn mạch tạo vòng, rồi
dùng điện tử hoá trị trên nitơ, oxi hoặc hoá trị tự do để
dùng điện tử hoá trị trên nitơ, oxi hoặc hoá trị tự do để
liên kết với ion trung tâm, tạo nên phức vòng càng.
liên kết với ion trung tâm, tạo nên phức vòng càng.
Ví dụ: O
Ví dụ: O

O C
O C

M ( liên kết nhờ hoá trị tự do trên oxi)
M ( liên kết nhờ hoá trị tự do trên oxi)

O C
O C

O
O
Phức đa nhân
Phức đa nhân

Phức đa nhân là phức mà cầu nội có nhiều ion trung tâm.

Phức đa nhân là phức mà cầu nội có nhiều ion trung tâm.
Những ion trung tâm trong cầu nội liên kết trực tiếp với
Những ion trung tâm trong cầu nội liên kết trực tiếp với
nhau hoặc qua phối tử hoặc cầu liên kết OH
nhau hoặc qua phối tử hoặc cầu liên kết OH
-
-
, NH
, NH
2
2
-
-
, -O-O- ...
, -O-O- ...

Ví dụ: [(NH
Ví dụ: [(NH
3
3
)
)
5
5
- Co - NH
- Co - NH
2
2
- Co - (NH

- Co - (NH
3
3
)
)
5
5
]Cl
]Cl
5
5

decamin-amino-dicobantiumclorua
decamin-amino-dicobantiumclorua

11
11
KHÁI NIỆM
KHÁI NIỆM
Nội phức
Nội phức

Thuộc nhóm phức vòng càng nhưng ion
Thuộc nhóm phức vòng càng nhưng ion
trung tâm được 2 hay nhiều vòng càng

trung tâm được 2 hay nhiều vòng càng
“ôm chặt”.
“ôm chặt”.
Ví dụ: H
Ví dụ: H
2
2
C H
C H
2
2
N NH
N NH
2
2
CH
CH
2
2

Cu
Cu

O = C O O C = O
O = C O O C = O
•

Nội phức rất bền vì ion trung tâm bị bao
Nội phức rất bền vì ion trung tâm bị bao
quanh bởi phối tử vòng càng.
quanh bởi phối tử vòng càng.

12
12
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT
Cation phức
Cation phức

(đi, tri…) tên phối tử + tên nguyên tử trung
(đi, tri…) tên phối tử + tên nguyên tử trung
tâm (mức oxy hoá ) + tên anion
tâm (mức oxy hoá ) + tên anion

[Co(NH
[Co(NH
3
3
)
)
6
6
]Cl
]Cl

3
3
:
:

hexaammincoban (III) clorua
hexaammincoban (III) clorua

[Co(NH
[Co(NH
3
3
)
)
5
5
Cl]SO
Cl]SO
4
4
:
:

cloropentaammincoban (III)
cloropentaammincoban (III)
sunfat
sunfat

[Cr(En)
[Cr(En)
2
2
(H
(H
2
2
O)
O)
2
2
]Cl
]Cl
3
3
:
:

đietilenđiaminđiaquơcrom (III)
đietilenđiaminđiaquơcrom (III)
clorua
clorua

13
13
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT

Anion phức
Anion phức

(đi,tri…) tên phối tử + tên nguyên tử trung
(đi,tri…) tên phối tử + tên nguyên tử trung
tâm + đuôi “at”(mức oxy hoá )+tên cation
tâm + đuôi “at”(mức oxy hoá )+tên cation
NH
NH
4
4
[Co(NH
[Co(NH
3
3
)
)
2
2
(NO
(NO
2
2
)
)
4
4
]:
]:

tetranitrođiammincobantat (III)
tetranitrođiammincobantat (III)
amoni
amoni
K
K
3
3
[Fe(CN)
[Fe(CN)
6
6
]:
]:

hexaxianoferat (III) kali
hexaxianoferat (III) kali
K
K
4
4
[Fe(CN)
[Fe(CN)
6
6
]:
]:

hexaxianoferat (II) kali
hexaxianoferat (II) kali

14
14
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT
DANH PHÁP CỦA PHỨC CHẤT
Phức chất là chất không điện ly
Phức chất là chất không điện ly

Tuân theo các quy tắc nói trên.
Tuân theo các quy tắc nói trên.

Trong trường hợp này không cần nhấn
Trong trường hợp này không cần nhấn
mạnh mức oxy hoá của nguyên tử trung
mạnh mức oxy hoá của nguyên tử trung
tâm.
tâm.
[Co(NH
[Co(NH
3
3

)
)
3
3
(NO
(NO
2
2
)
)
3
3
]:
]:

trinitrotriammincoban
trinitrotriammincoban
[Pt(NH
[Pt(NH
3
3
)
)
2
2
Br
Br
4
4

]:
]:

tetrabromođiamminplatin
tetrabromođiamminplatin

15
15
LIÊN KẾT TRONG PHỨC
LIÊN KẾT TRONG PHỨC
Thuyết liên kết hoá trị (VB - Thuyết Pauling)
Thuyết liên kết hoá trị (VB - Thuyết Pauling)
•
Liên kết trong phức được hình thành giữa cặp electron
Liên kết trong phức được hình thành giữa cặp electron
tự do của phối tử và orbital trống của nguyên tử trung
tự do của phối tử và orbital trống của nguyên tử trung
tâm là liên kết cho - nhận. Phối tử là chất cho, ion trung
tâm là liên kết cho - nhận. Phối tử là chất cho, ion trung
tâm là chất nhận, mà thực chất là sự xen phủ của 1AO có
tâm là chất nhận, mà thực chất là sự xen phủ của 1AO có
2 electron hoá trị và 1AO trống.
2 electron hoá trị và 1AO trống.
•
Số liên kết phải bằng số phối trí của nguyên tử trung tâm.
Số liên kết phải bằng số phối trí của nguyên tử trung tâm.
•
Sự xen phủ các orbital càng lớn thì liên kết càng bền.

Sự xen phủ các orbital càng lớn thì liên kết càng bền.
Muốn vậy, các orbital của nguyên tử trung tâm được lai
Muốn vậy, các orbital của nguyên tử trung tâm được lai
hoá để tạo thành một hệ thống các AO tương đồng nhau
hoá để tạo thành một hệ thống các AO tương đồng nhau
tham gia vào sự tạo thành liên kết. Để có thể tham gia lai
tham gia vào sự tạo thành liên kết. Để có thể tham gia lai
hoá các AO ban đầu phải có năng lượng gần nhau.
hoá các AO ban đầu phải có năng lượng gần nhau.
•
Số phối trí của ion trung tâm bằng số AO lai hoá tham gia
Số phối trí của ion trung tâm bằng số AO lai hoá tham gia
tạo thành liên kết. Tuỳ thuộc vào kiểu lai hoá mà phức
tạo thành liên kết. Tuỳ thuộc vào kiểu lai hoá mà phức
chất có cấu trúc này hay cấu trúc khác.
chất có cấu trúc này hay cấu trúc khác.

16
16
LIÊN KẾT TRONG PHỨC
LIÊN KẾT TRONG PHỨC
Thuyết liên kết hoá trị (VB - Pauling)
Các kiểu lai hoá quan trọng và cấu hình phức tương ứng
Số phối trí Dạng lai hóa Cấu trúc phức Ví dụ
2 sp Đường thẳng
[Ag(NH
3