XÂY DỰNG hệ THỐNG bài tập PHỨC CHẤT THI học SINH GIỎI QUỐC GIA và QUỐC tế

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN ................................................................................. 5
1.1. Tổng quan về bài tập .................................................................................. 5
1.1.1. Khái niệm về bài tập hoá học .......................................................... 5
1.1.2. Tác dụng của bài tập hoá học ......................................................... 5
1.1.3. Các loại bài tập hóa học phức chất ................................................ 7
1.2. Tổng quan về phức chất ............................................................................. 9
1.2.1. Những khái niệm cơ bản của hóa học phức chất ............................ 9
1.2.2. Ion trung tâm và phối tử ............................................................... 11
1.2.3. Số phối trí ...................................................................................... 12
1.2.4. Dung lượng phối trí của phối tử ................................................... 14
1.2.5. Cách gọi tên phức chất.................................................................. 16
1.2.6. Phân loại phức chất ...................................................................... 17
Chương 2. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHỨC
CHẤT .............................................................................................................. 21
2.1. Xây dựng bài tập về cấu tạo của phức chất.............................................. 21
2.2. Xây dựng bài tập về liên kết trong phức chất .......................................... 27
Chương 3. XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG PHỨC
CHẤT .............................................................................................................. 31
KẾT LUẬN ..................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 59
PHỤ LỤC ........................................................................................................ 60


MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Hiện nay việc phát triển của hóa học lý thuyết rất mạnh và nó được đưa
vào áp dụng trong thời gian ngắn nhất để giúp cho hoá học thực nghiệm đi
đến kết quả nhanh nhất.
Việc tổng hợp những chất mới có những tính chất mong muốn dựa trên

những nghiên cứu của hóa học lý thuyết về mối tương quan cấu trúc - tính
chất,... Do vậy, trong việc tổng hợp các chất vô cơ hóa học lý thuyết giúp rút
ngắn thời gian và công tác thực nghiệm. Các định hướng nghiên cứu khoa học
của lĩnh vực “Hóa học phức chất” đều hướng tới ứng dụng mang nhiều thành
tựu kết quả đóng góp cho khoa học Hóa vô cơ trong nước và các tổ chức quốc
tế, đó là:
- Tổng hợp và nghiên cứu cấu tạo của các phức chất kim loại chuyển
tiếp bằng các phương pháp vật lí và hoá lí.
- Nghiên cứu cơ chế của các phản ứng của các phức chất.
- Nghiên cứu các quá trình xúc tác phức - xúc tác đồng thể.
- Tổng hợp trên khuôn.
- Tổng hợp và nghiên cứu các cacboxylat kim loại và nghiên cứu sử
dụng chúng trong viếc chế tạo vật liệu mới.
Bên cạnh đó, nền công nghiệp hoá chất của nước ta đang ngày một phát
triển, cần phải có một lực lượng, đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực của
công nghệ hoá học. Để làm được điều đó, trong quá trình đào tạo sinh viên
phải gắn những bài tập được vận dụng trên cơ sở lý thuyết hoá học tiếp cận
với những quy trình sản xuất trong thực tế. Đối với nội dung về phức chất của
bộ môn Hóa vô cơ cũng vậy, cần phải xây dựng một hệ thống bài tập nhằm
giải quyết các vấn đề lý thuyết trong các giáo trình đồng thời phải gắn với
những vấn đề của nền công nghệ mới.

1


Tuy nhiên, hiện nay có thể nói rằng chưa có một sách bài tập phức chất
cụ thể nào và các sách bài tập hóa vô cơ kể cả sách nước ngoài dành cho bậc
đại học rất ít, thậm chí chưa có một tài liệu nào đưa ra hệ thống bài tập nhằm
tăng cường hoạt động của sinh viên và thúc đẩy ở họ những suy nghĩ sáng
tạo, hình thành những tư duy logic và năng lực giải quyết những vấn đề thực

tế. Nội dung lý thuyết về phức chất trong hoá học phổ thông được đề cập rất ít
kể cả những tài liệu dành cho học sinh giỏi cũng như bồi dưỡng giáo viên,
nhưng chủ yếu được trình bày trên cơ sở nêu ra những phức chất đơn giản hay
mô tả những hiện tượng bên ngoài hay định tính, một cách đơn giản mà chưa
đi sâu vào bản chất của cân bằng của phản ứng tạo thành phức chất. Điều này
khó đảm bảo để các em có thể giải quyết trọn vẹn được các bài toán định tính,
bán định lượng và định lượng hoá học về cân bằng tạo phức được ra dưới các
dạng khác nhau trong các đề thi học sinh giỏi quốc gia và quốc tế. Trong khi
đó phức chất là một lĩnh vực không còn xa lạ với các nước trên thế giới và
ngày càng xuất hiện nhiều trong các kì thi quốc gia cũng như quốc tế. Trong
các đề thi vòng loại của nhiều quốc gia hay trong các bài tập chuẩn bị
(Preparatory propblems) hoặc trong nhiều đề thi olimpic Hoá học quốc tế
(International Chemistry Olimpiad (IchO) đã đề cập khá sâu đến cân bằng tạo
phức và chuẩn độ tạo phức.
Việc đề xuất một hệ thống bài tập với nội dung liên quan đến hóa học
phức chất phù hợp với chương trình hóa vô cơ bậc đại học với các dạng và
các mức độ khác nhau (kèm theo hướng dẫn) là một công việc cần thiết nhằm
giúp cho sinh viên nắm vững những kiến thức được trang bị trong giáo trình
hóa học vô cơ, đồng thời đó còn là một tài liệu giúp cho sinh viên trong việc
tự học và rèn luyện để nâng cao tầm nhìn về mối quan hệ giữa lý thuyết và
thực nghiệm.
Vì những lý do trên đã thôi thúc tôi lựa chọn đề tài:
“XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHỨC CHẤT”

2


2. Mục đích của đề tài
Việc thực hiện đề tài nhằm xây dựng hệ thống bài tập phức chất có
tính chọn lọc cho sinh viên và học sinh giỏi quốc gia, quốc tế bao gồm

những vấn đề lý thuyết, vận dụng lý thuyết về cấu trúc, danh pháp, liên kết
trong phức chất, cân bằng tạo phức, xây dựng tiêu chí các bài tập về danh
pháp, cấu trúc, liên kết trong phức chất và phân loại chúng một cách đơn
giản nhất phục vụ cho sinh viên học tập, góp phần nâng cao chất lượng học
tập môn hóa học vô cơ ở trường đại học cũng như phục vụ cho thi học sinh
giỏi quốc gia và quốc tế.
3. Nhiệm vụ của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập và cơ sở lí thuyết hoá học.
- Nghiên cứu nội dung và phân loại kiến thức về hóa học vô cơ bậc đại học.
- Đề xuất bài tập phần vô cơ nhằm giúp sinh viên thực hiện quá trình tự
bồi dưỡng.
- Vận dụng lí thuyết để giải quyết các bài tập.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong quá trình nghiên cứu đề tài, chúng tôi sử dụng kết hợp nhiều
phương pháp:
- Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo.
+ Đọc các sách giáo trình để tham khảo.
+ Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến đề tài: Sách, báo, tạp chí, nội dung
chương trình, các đề thi olimpic sinh viên hoá học trong nước và quốc tế.
- Phương pháp thực nghiệm.
+ Tìm hiểu các quy trình công nghệ sản xuất trong hoá học và những
vấn đề có tính ứng dụng hóa học trong thực tiễn.
+ Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy của giảng viên và học tập của sinh viên
nhằm phát hiện vấn đề khó thuộc môn Hóa học phức chất.

3


- Phương pháp chuyên gia.
Tìm hiểu, thu thập tài liệu, xử lý các bài tập bằng cách tham khảo ý

kiến của các giảng viên giỏi thuộc lĩnh vực nghiên cứu đề tài và có kinh
nghiệm giảng dạy.
5. Những đóng góp mới của đề tài
- Về lí luận
+ Bước đầu đề tài góp phần xây dựng được một hệ thống bài tập phức
chất bậc đại học.
+ Nghiên cứu và đề xuất những bài toán mới trong bài tập hóa phức
chất.
- Về mặt thực tiễn
Nội dung của luận văn giúp sinh viên có thêm nhiều tư liệu hữu ích
trong quá trình học tập, nghiên cứu.

4


Chƣơng 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về bài tập
1.1.1. Khái niệm về bài tập hoá học
Trong cuốn Từ điển Tiếng Việt – 1992 (trang 40, 41) đã định nghĩa bài
tập như sau: “Bài tập là những bài ra cho học sinh để tập vận dụng những điều
đã học”. Sau khi nghe giảng bài xong, nếu sinh viên nào giải được các bài tập
mà giảng viên đưa ra thì có thể xem như sinh viên đó đã lĩnh hội một cách
tương đối những kiến thức do giảng viên truyền đạt.
Nội dung của bài tập hoá học thông thường bao gồm những kiến thức
chính yếu trong bài giảng. Bài tập hoá học có thể là những bài tập lý thuyết
đơn giản chỉ yêu cầu sinh viên nhớ và nhắc lại những kiến thức vừa học hoặc
đã học xong nhưng cũng có thể là những bài tập tính toán liên quan đến cả
kiến thức hoá học lẫn toán học, đôi khi bài toán tổng hợp yêu cầu sinh viên
phải vận dụng những kiến thức đã học từ trước kết hợp với những kiến thức

vừa học để giải. Tuỳ vào mục đích của bài học mà bài tập có thể giải dưới
nhiều hình thức và nhiều cách giải khác nhau.
1.1.2. Tác dụng của bài tập hoá học
Giải bài tập hoá học chính là một trong những phương pháp tích cực
nhất để kiểm tra khả năng tiếp thu kiến thức của sinh viên. Thông qua bài tập,
giảng viên có thể phát hiện những sai sót yếu kém của sinh viên mà qua đó có
những kế hoạch rèn luyện kịp thời giúp sinh viên vượt qua những khó khăn
trong khi giải bài tập hoá học. Chính vì vậy bài tập hoá học có những tác dụng
lớn sau:
1.1.2.1. Làm cho sinh viên hiểu sâu và khắc sâu kiến thức đã học
Bài tập hoá học giúp cho sinh viên nhớ lại tính chất của các chất,
phương trình phản ứng; hiểu sâu hơn về các nguyên lý và định luật hoá học.

5


Những kiến thức (định nghĩa, khái niệm …) chưa được vững hoặc chưa được
nắm kỹ thì thông qua việc giải bài tập sẽ giúp sinh viên hiểu sâu hơn và nhớ
lâu hơn. Ngoài ra, giải bài tập hóa học cũng giúp sinh viên ôn tập các kiến
thức về các môn khác như: toán, lý, sinh …
1.1.2.2. Cung cấp thêm những kiến thức mới và mở rộng sự hiểu biết mà
không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên
Ngoài tác dụng củng cố các kiến thức đã học, bài tập hoá học còn cung
cấp thêm những kiến thức mới, mở rộng sự hiểu biết của sinh viên một cách
sinh động, phong phú mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của sinh viên.
1.1.2.3. Hệ thống hoá các kiến thức đã học
Đối với các bài tập có tác dụng hệ thống hoá kiến thức cần đòi hỏi sinh
viên phải vận dụng tổng hợp các kiến thức và sự hiểu biết của mình có thể là
những kiến thức vừa mới học hoặc những kiến thức đã học từ trước. Tự mình
làm các bài tập sẽ giúp sinh viên củng cố kiến thức cũ của mình một cách

thường xuyên. Dạng bài tập tổng hợp buộc sinh viên phải huy động vốn hiểu
biết của nhiều chương, nhiều bộ môn.
1.1.2.4. Thường xuyên rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo về hoá học như
Trong quá trình giải các bài tập, sinh viên đã tự rèn luyện việc lập công
thức, cân bằng phương trình, các thủ thuật tính toán. Nhờ việc thường xuyên
giải các bài tập, lâu dần các kỹ năng đó sẽ phát triển thành các kỹ xảo giúp
sinh viên có thể ứng xử nhanh trước những tình huống xảy ra .
1.1.2.5. Phát triển kỹ năng: (so sánh, quy nạp, diễn dịch, phân tích, tổng hợp,
loại suy, khái quát hoá …)
Mọi bài tập hoá học giảng viên ra cho sinh viên đều có những điểm nút,
để mở những điểm đó sinh viên bắt buộc phải tư duy để sử dụng hoặc phương
pháp quy nạp, diễn dịch, hoặc phương pháp loại suy… Nhờ vậy tư duy sinh
viên được phát triển và năng lực làm việc độc lập của sinh viên được nâng cao.

6


Trong quá trình giải các bài toán hoá học, sinh viên buộc phải tái hiện lại
các kiến thức cũ, xác định mối liên hệ giữa các điều kiện đã có và yêu cầu của
đề bài thông qua các hoạt động như phân tích, tổng hợp, phán đoán, loại suy…
để tìm ra lời giải. Theo kinh nghiệm cho thấy sinh viên tự mình tìm hiểu kiến
thức thì các kiến thức đó mới khắc sâu và sinh viên mới nhớ lâu được.
1.1.2.6. Giáo dục tư tưởng đạo đức
Giải bài tập hoá học chính là rèn luyện cho sinh viên tính kiên nhẫn,
trung thực trong khoa học, tính cẩn thận, tính độc lập sáng tạo khi giải quyết
các vấn đề xảy ra, tính chính xác trong khoa học. Việc tự mình giải các bài
tập hoá học thường xuyên góp phần rèn luyện cho sinh viên tinh thần kỷ luật,
tính tự kiềm chế, cách suy nghĩ và trình bày chính xác khoa học, qua đó nâng
cao lòng yêu thích bộ môn.
1.1.2.7. Giáo dục kỹ năng tổng hợp

Bộ môn hoá học có nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp. Bài tập hoá
học tạo điều kiện tốt cho nhiệm vụ giáo dục này phát triển vì những vấn đề kỹ
thuật của nền sản xuất được biến thành nội dung của bài tập hoá học.
Bài tập hoá học còn cung cấp cho sinh viên những số liệu mới về các
phát minh, về năng suất lao động, về sản lượng mà ngành sản xuất hoá học
đạt được giúp sinh viên hoà nhập vào sự phát triển khoa học kỹ thuật của thời
đại mình đang sống.
1.1.3. Các loại bài tập hóa học phức chất
1.1.3.1. Bài tập về cấu tạo của phức chất
Danh pháp của phức chất
* Kiến thức cơ bản cần nắm được:
- Từ công thức cấu tạo, nắm được cách gọi tên phức chất tuân theo
những quy tắc nào: giống với hợp chất đơn giản, tên gọi của phức chất bao
gồm tên của cation và tên của anion. Tên gọi của ion phức gồm có: số phối tử

7


và tên phối tử là anion, số phối tử và tên của phối tử là phân tử trung hòa, tên
của nguyên tử trung tâm và số oxi hóa.
+ Số phối tử:
Để chỉ số lượng phối tử một càng người ta dùng những tiếp đầu đi, tri,
tetra, penta, hexa…. có nghĩa là 2, 3, 4, 5, 6…
Để chỉ số lượng phối tử nhiều càng người ta dùng những tiếp đầu bis,
tris, tetrakis, pentakis, hexakis có nghĩa là 2, 3, 4, 5, 6...
+ Tên phối tử:
Nếu phối tử là anion: anion + đuôi “o”. Ví dụ: F- floro; Cl- cloro;…
Nếu phối tử là phân tử trung hòa: Ví dụ: C2H4 etylen; C5H5N pyridin…
H2O aquơ; NH3 ammin; CO cacboxyl; NO nitrozyl…
+ Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa:

Nếu nguyên tử trung tâm ở trong cation phức, người ta lấy tên của
nguyên tử đó kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa
khi cần.
Nếu nguyên tử trung tâm ở trong anion phức, người ta lấy tên của
nguyên tử đó thêm đuôi at và kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để
chỉ số oxi hóa , nếu phức chất là axit thì thay đuôi at bằng đuôi ic.
* Kiến thức cần nâng cao:
- Từ tên gọi của phức chất có thể suy ra công thức cấu tạo của phức
chất.
Đồng phân của phức chất
- Viết được các đồng phân của phức chất và dựa vào dấu hiệu nhận biết
phức chất đó thuộc kiểu đồng phân nào?
- Phức chất có những kiểu đồng phân chính là đồng phân hình học
(đồng phân cis – trans) và đồng phân quang học. Ngoài ra còn có các kiểu
đồng phân khác như đồng phân phối trí, đồng phân ion hóa và đồng phân liên
kết. Vì vậy phải biết cách nhận biết các phức chất thuộc kiểu đồng phân nào.

8


+ Đồng phân cis – trans: chỉ có ở phức chất vuông, phức tứ diện không
có đồng phân này vì hai đỉnh của bất kì tứ diện nào đều ở về một phía đối với
nguyên tử trung tâm.
+ Đồng phân quang học: xuất hiện khi phối tử không có mặt phẳng đối
xứng.
+ Đồng phân phối trí: có sự trao đổi về lớp vỏ của phối trí.
+ Đồng phân ion hóa: có sự sắp xếp khác nhau của anion trong cầu nội
và cầu ngoại.
+ Đồng phân liên kết: xuất hiện khi trong một phối tử có thể phối trí ở
nhiều vị trí khác nhau.

1.1.3.2. Bài tập về liên kết trong phức chất
- Biết năng lượng ghép đôi p, năng lượng tách ∆, số electron độc
thân… có thể tính được momen từ, xét tính chất từ của phức chất, xét xem
phức chất nào bền, vẽ giản đồ năng lượng của chúng…
- Dùng các thuyết liên kết hóa trị, thuyết VB, thuyết trường tinh thể để
biểu diễn cấu hình của phức chất.
- Bài tập liên quan đến phổ hấp phụ electron và màu của phức chất từ
đó có thể nhận biết ion kim loại, xác định nồng độ ion kim loại (hóa phân
tích), nhận biết phối tử.
- Ngoài ra còn có các bài tập liên quan đến các bài tập của phép phân
tích định lượng thường hay gặp trong bộ môn Hóa học phân tích.
1.2. Tổng quan về phức chất
1.2.1. Những khái niệm cơ bản của hóa học phức chất
Từ các kiến thức đã học, chúng ta gặp hai loại hợp chất đó là: một là,
hợp chất đơn giản hay các hợp chất bậc nhất được tạo thành từ các ion,
nguyên tử hoặc các gốc kết hợp với nhau, ví dụ các oxit (Na2O, CuO,...), các
halogenua (NaCl, CuCl2,...). Hai là, hợp chất phức tạp hay các hợp chất bậc

9


cao (hợp chất phân tử), chúng được tạo thành từ những hợp chất đơn giản, ví
dụ:
K2HgI4(HgI2.2KI);

Ag(NH3)2Cl(AgCl.2NH3);

K4Fe(CN)6;[Fe(CN)2.

4KCN]... Từ đó các nhà bác học đã đưa ra rất nhiều định nghĩa của phức chất.

Theo A. Werner, phức chất là những hợp chất phân tử (bậc cao), bền
trong dung dịch nước, không phân hủy hoặc phân hủy rất ít tạo ra các hợp
phần tạo thành chúng. Ví dụ:
CoCl3.6NH3

=

Co(NH3)63+ + 3 Cl-, hoàn toàn

Co(NH3)63+

=

Co3+

+ 6 NH3, không hoàn toàn.

Trong lịch sử phát triển của hoá học phức chất đã có nhiều định
nghĩa về phức chất của các tác giả khác nhau. Tác giả của các định nghĩa
này thường thiên về việc nhấn mạnh tính chất này hay tính chất khác của
phức chất, đôi khi dựa trên dấu hiệu về thành phần hoặc về bản chất của lực
tạo phức.
Sở dĩ chưa có được định nghĩa thật thoả đáng về khái niệm phức chất
vì trong nhiều trường hợp không có ranh giới rõ rệt giữa hợp chất đơn giản
và phức chất. Một hợp chất, tuỳ thuộc vào điều kiện nhiệt động, khi thì
được coi là hợp chất đơn giản, khi thì lại được coi là phức chất. Chẳng hạn,
ở trạng thái hơi natri clorua gồm các đơn phân tử NaCl (hợp chất nhị tố đơn
giản), nhưng ở trạng thái tinh thể, thì như phép phân tích cấu trúc bằng tia X
đã chỉ rõ, nó là phức chất cao phân tử (NaCl)n, trong đó mỗi ion Na+ được
phối trí một cách đối xứng kiểu bát diện bởi 6 ion Cl-, và mỗi ion Cl- được

phối trí tương tự bởi 6 ion Na+.
Theo A. Ginbe, phức chất là những hợp chất phân tử xác định, khi
kết hợp các hợp phần của chúng lại thì tạo thành các ion phức tạp tích điện
dương hay âm, có khả năng tồn tại ở dạng tinh thể cũng như ở trong dung
dịch. Trong trường hợp riêng điện tích của ion phức tạp đó có thể bằng

10


không. Ví dụ: Cu(NO3)2.4Py. Định nghĩa này tất nhiên cũng chưa thật hoàn
hảo vì bao gồm cả các oxi axit kiểu H2SO4 và các muối sunfat. Điều này
không phải là nhược điểm, vì về một số mặt có thể coi các hợp chất này là
phức chất.
Cho đến gần đây K. B. Iaximirxki cho rằng: Phức chất là những hợp
chất tạo được các nhóm riêng biệt từ các ion, nguyên tử hoặc phân tử với
những đặc trưng:
- Có mặt sự phối trí.
- Không phân ly hoàn toàn trong dung dịch.
- Có thành phần phức tạp (số phối trí và hóa trị không trùng nhau).
Trong ba dấu hiệu này tác giả nhấn mạnh sự phối trí, nghĩa là sự phân
bố hình học các nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử quanh nguyên tử của
một nguyên tố khác.
Do có mặt sự phối trí trong phân tử nên hiện nay người ta còn gọi
phức chất là hợp chất phối trí. Tuy nhiên, khái niệm “phức chất” rộng hơn
khái niệm “hợp chất phối trí”. Phức chất còn bao gồm cả những hợp chất
phân tử trong đó không thể chỉ rõ được tâm phối trí và cả những hợp chất
xâm nhập.
Khi tạo thành phức chất các hợp chất đơn giản không thể kết hợp với
nhau một cách tuỳ tiện mà phải tuân theo những quy luật nhất định. Các quy
luật dùng làm cơ sở cho việc điều chế phức chất, cũng như các quy luật điều

khiển quá trình hình thành chúng sẽ được nghiên cứu trong môn hoá học phức
chất.
1.2.2. Ion trung tâm và phối tử
Thông thường ion trung tâm (“nhân” phối trí) là cation kim loại hoặc
oxocation kiểu UO22+, TiO2+ còn phối tử (ligand) có thể là các ion hoặc
phân tử vô cơ, hữu cơ hay cơ nguyên tố. Các phối tử hoặc không tương tác

11


với nhau và đẩy nhau, hoặc kết hợp với nhau nhờ lực hút kiểu liên kết
hiđro. Tổ hợp các phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm được gọi là
cầu nội phối trí.
Các phối tử liên kết với ion trung tâm bằng các liên kết hai tâm ϭ, π, δ
và bằng các liên kết nhiều tâm. Các liên kết hai tâm ion trung tâm - phối tử
được thực hiện qua các nguyên tử cho của phối tử; liên kết ϭ kim loại - phối
tử thường là liên kết cho - nhận: nguyên tử cho của phối tử công cộng hoá
cặp electron không liên kết của mình với cation kim loại, cation này đóng
vai trò chất nhận:

Ni2+ +

: NH3 →

[

Ni : NH3 ]

Các phối tử qua nguyên tử cacbon thường là các gốc (ví dụ *CH3) và
tương tác của chúng với nguyên tử kim loại là sự hình thành liên kết cộng

hóa trị nhờ sự ghép đôi các electron. Cách thức này thường gặp trong hóa
học của các hợp chất cơ kim.
Về hình thức có thể coi liên kết M - CH3 là kết quả tương tác của
nguyên tử cho C trong anion CH3- với cation kim loại. Là chất cho electron

 , phối tử có thể đồng thời đóng vai trò chất cho hoặc chất nhận các
electron π. Điều này xảy ra với những phối tử mà phân tử của chúng là chưa
bão hoà, ví dụ CO, NO, CN- ...
Có nhiều phức chất ion trung tâm là phi kim, ví dụ trong ion amoni
NH4+, oxoni H3O+,... đóng vai trò ion trung tâm là nitơ và oxi.
1.2.3. Số phối trí
Werner gọi hiện tượng nguyên tử (ion) trung tâm hút các nguyên tử
(ion) hoặc các nhóm nguyên tử bao quanh nó là sự phối trí. Còn số các
nguyên tử hoặc các nhóm nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử (ion)

12


trung tâm được gọi là số phối trí của nguyên tử (ion) trung tâm đó (viết tắt là
s.p.t.).
Nguyên tử trung hoà và các ion của nó về mặt lý thuyết phải có khả
năng phối trí khác nhau. Bởi vậy không nên nói chung chung về s.p.t. của
platin hoặc của coban, mà phải nói s.p.t. của Pt(II), Pt(IV), của Co(II), Co(III) ...
Nếu liên kết ion trung tâm - phối tử là liên kết hai tâm thì số phối trí
bằng số liên kết tạo bởi ion trung tâm đó, nghĩa là bằng số nguyên tử cho liên
kết trực tiếp với nó. Số phối trí có thể là cao hoặc thấp. Ví dụ ion Ag+ trong
[Ag(NH3)2]OH có s.p.t. = 2, ion Al3+ trong [Al(H2O)6]Cl3 có s.p.t. = 6, ion La3+
trong [La(H2O)9](NO3)3 có s.p.t. = 9. Trong một số trường hợp s.p.t. có thể
còn cao hơn nữa, ví dụ đối với phức chất của đất hiếm, ion đất hiếm còn có
thể có s.p.t. = 12. Các số phối trí thường gặp là 4, 6 và 2. Chúng tương ứng

với các cấu hình hình học có đối xứng cao nhất của phức chất: bát diện (6),
tứ diện hoặc vuông (4) và thẳng (2).
Thực nghiệm cho biết rằng có những ion được đặc trưng bằng s.p.t.
không đổi, ví dụ các ion Co(III), Cr(III), Fe(II), Fe(III), Ir(III), Ir(IV),
Pt(IV),... đều có s.p.t = 6, không phụ thuộc vào bản chất của phối tử cũng
như vào các yếu tố vật lý. Một số ion có s.p.t. không đổi là 4: C(IV), B(III),
Be(II), N(III), Pd(II), Pt(II), Au(III).
Đối với đa số các ion khác s.p.t. thay đổi phụ thuộc vào bản chất của
phối tử và vào bản chất của ion kết hợp với ion phức. Ví dụ, Cu(II) có s.p.t.
3, 4, 6 (phức chất với s.p.t. 6 kém bền); Ni(II) và Zn(II) có s.p.t 6, 4, 3
(phức chất với s.p.t. 6 của chúng bền hơn của Cu(II)); Ag(I) có s.p.t. 2 hoặc
3; Ag(II) có s.p.t. 4. Sau đây là ví dụ về một số phức chất của chúng:
[CuEn3]SO4;

[CuEn3][PtCl4];

[CuEn3](NO3)2.2H2O;

[CuPy6 ](NO3)2;

(NH3)4](SCN)2; [Cu(NH3)4]SO4.H2O; [CuPy4](NO3)2;[Cu(H2O)4]SO4.H2O.

13


Số phối trí còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Thường khi tăng nhiệt độ thì
tạo ra ion có s.p.t. thấp hơn. Ví dụ, khi đun nóng hexammin coban (II) cao
hơn 1500C thì tạo thành điamin, đồng thời s.p.t. của Co (II) từ 6 chuyển
sang 4.
0

150 C
[Co(NH3)6]Cl2 

 [Co(NH3)2]Cl2 + 4 NH3

Sự bão hoà s.p.t. có ảnh hưởng đến độ bền của trạng thái hoá trị của
nguyên tố. Thường sự phối trí của các phối tử khác nhau đối với ion kim
loại làm tăng độ bền của trạng thái hoá trị cao nhất. Ví dụ, trong các hợp
chất đơn giản trạng thái Co(III) kém bền, trong khi đó nhiều phức chất của
Co(III) có độ bền cao.
Thông thường s.p.t. lớn hơn số hóa trị của ion trung tâm. Chẳng hạn,
trong nhiều dẫn xuất của Pt (IV) ([Pt(NH3)2Cl4], K2[PtCl6]); của Co(III)
([Co(NH3)6]Cl3,

[Co(NH3)4(NO2)2]Cl;

của

Ir(III),

Ir(IV)

(K3[IrCl6],

K2[IrCl6]) s.p.t. của ion trung tâm bằng 6. Nếu những gốc đa hoá trị kết hợp
với ion trung tâm thì s.p.t. có thể nhỏ hơn số hoá trị. Điều này thể hiện trong
nhiều muối của oxiaxit (sunfat, clorat, peclorat...). Chẳng hạn, trong ion
SO42- có 4 ion O2- phối trí, nghĩa là s.p.t. của S(VI) bằng 4. Có trường hợp
s.p.t. bằng số hoá trị, ví dụ ở C(IV).

1.2.4. Dung lượng phối trí của phối tử
Trong cầu nội phối trí mỗi phối tử có dung lượng phối trí của nó. Dung
lượng phối trí (d.l.p.t.) của một phối tử là số vị trí phối trí mà nó chiếm được
trong cầu nội. Các phối tử liên kết trực tiếp với ion trung tâm bằng một liên
kết thì có d.l.p.t. 1. Đó là các gốc axit hóa trị 1, các phân tử trung hoà như
NH3, CH3NH2, C5H5N, H2O, C2H5OH..., các ion đa hóa trị như O2-, N3-... Nếu
một phối tử liên kết với ion trung tâm qua hai hay một số liên kết, thì phối tử
đó chiếm hai hoặc nhiều hơn vị trí phối trí và được gọi là phối tử phối trí hai,
phối trí ba hoặc đa phối trí (hoặc còn gọi là phối tử hai càng, ba càng hoặc đa

14


càng). Các gốc axit SO42-, C2O42-..., các phân tử trung hoà như etilenđiamin
NH2-CH2- CH2-NH2 có d.l.p.t. 2, triaminopropan CH2NH2-CHNH2-CH2NH2
có d.l.p.t. 3 ...
Phân tử của các phối tử đa phối trí liên kết với ion trung tâm trong
cầu nội qua một số nguyên tử, tạo thành các vòng và những phức chất chứa
phối tử tạo vòng được gọi là phức chất vòng (phức chất vòng càng, hợp chất
chelat). Ví dụ, khi cho đồng (II) hiđroxit tương tác với axit aminoaxetic
(glyxin) thì tạo thành phức chất trung hòa:

Mỗi phân tử glyxin sử dụng hai nhóm chức: nó kết hợp với ion trung
tâm qua nguyên tử nitơ của nhóm amino theo cơ chế cho-nhận, và qua
nguyên tử oxi của nhóm cacboxyl bằng liên kết cộng hóa trị thông thường.
Sau đây là một số ví dụ khác:

Bis-(etilenđiamin) đồng (II) clorua

Natri trioxalatoferrat (III)

Ở hoá học hữu cơ người ta biết rằng những vòng 5 hay vòng 6 cạnh là
những vòng bền nhất, có năng lượng tự do nhỏ nhất. Những vòng 4 cạnh kém
bền hơn, còn vòng 3 cạnh rất không bền. Những điều này cũng được áp dụng
vào lĩnh vực phức chất. Ở đây ion oxalat tạo vòng 5 cạnh nên có xu hướng tạo
phức mạnh hơn so với ion sunfat hoặc cacbonat (tạo vòng 4 cạnh).

15


Vòng này không bền nên bị đứt ra và hidrazin chỉ liên kết với nguyên
tử N, còn liên kết của nhóm NH2 thứ hai được biểu thị dưới dạng tương tác
với axit. Ví dụ, phức chất [Pt(NH3 )2(N2H4)2]Cl2 có khả năng kết hợp với hai
phân tử HCl nữa theo phương trình phản ứng:

1.2.5. Cách gọi tên phức chất
Theo danh pháp IUPAC tên gọi chính thức các phức chất như sau:
- Đầu tiên gọi tên cation, sau đó đến tên anion.
- Tên gọi của tất cả các phối tử là anion đều tận cùng bằng chữ “o”
(cloro, bromo, sunfato, oxalato...), trừ phối tử là các gốc (metyl-, phenyl-,...).
Tên gọi các phối tử trung hoà không có đuôi gì đặc trưng. Phối tử amoniac
được gọi là ammin (hai chữ m, để phân biệt với amin hữu cơ chỉ viết một
chữ m), phối tử nước được gọi là aquơ.
- Số các nhóm phối trí cùng loại được chỉ rõ bằng các tiếp đầu chữ
Hy Lạp: mono, đi, tri, tetra v.v... Nếu có các phân tử hữu cơ phức tạp phối
trí thì thêm các tiếp đầu bis, tris, tetrakis,..để chỉ số lượng của chúng. Chữ
mono thường được bỏ.
- Để gọi tên ion phức, đầu tiên gọi tên các phối tử là anion, sau đến
các phối tử trung hoà, sau nữa là các phối tử cation, cuối cùng là tên gọi của
ion trung tâm. Công thức của ion phức được viết theo trình tự ngược lại. Ion

phức được đặt trong hai dấu móc vuông.
- Hóa trị của ion trung tâm được ký hiệu bằng chữ số La Mã để trong
dấu ngoặc đơn sau tên ion trung tâm (nếu gọi tên cation phức hay phức chất

16


không điện ly) hoặc sau đuôi “at” (nếu hợp chất chứa anion phức). Nếu
nguyên tử trung tâm hoá trị không thì hóa trị được biểu thị bằng số 0.
- Nếu một nhóm liên kết với hai nguyên tử kim loại (nhóm cầu), thì
gọi tên nó sau tên tất cả các phối tử, trước tên gọi nó để chữ µ; nhóm cầu
OH- được gọi là nhóm ol hoặc hiđroxo.
- Các đồng phân hình học được ký hiệu bằng chữ đầu cis- hoặc trans-.
Sau đây là tên gọi của một số phức chất:
[CoEn2Cl2]SO4

đicloro-bis-(etilenđiamin) coban (III) sunfat

[Ag(NH3)2]Cl

điammin bạc (I) clorua

K2[CuCl3]

kali triclorocuprat (I)

[PtEn(NH3)2NO2Cl]SO4 cloronitrodiamminetilendiaminplatin (IV) sunfat
[Co(NH3)6][Fe(CN)6] hexaammincoban (III) hexaxianoferrat (III)
[Cu(NH3)2]OH

điammin đồng (I) hydroxit

ion tetraoxalato-đi-µ-ol-đicromat (III)

ion octaammin-µ-amiđo-ol-đicoban (III)
1.2.6. Phân loại phức chất
1.2.6.1. Dựa vào loại hợp chất người ta phân biệt:
Axit phức: H2[SiF6], H[AuCl4], H2[PtCl6].
Bazơ phức: [Ag(NH3)2]OH, [Co En3](OH)3.
Muối phức: K2[HgI4], [Cr(H2O)6]Cl3.
1.2.6.2. Dựa vào dấu điện tích của ion phức:
Phức chất cation: [Co(NH3)6]Cl3, [Zn(NH3)4]Cl2
Phức chất anion: Li[AlH4]
Phức chất trung hoà: [Pt(NH3)2Cl2], [Co(NH3)3Cl3], [Fe(CO)5 ]

17


Các phức chất trung hoà không có cầu ngoại. Phức tạp hơn là các
trường hợp phức chất gồm cation phức và anion phức, ví dụ
[Co(NH3)6][Fe(CN)6]. Thuộc loại cation phức còn có các phức chất oni,
trong đó đóng vai trò của chất tạo phức là các nguyên tử phân cực âm của
các nguyên tố âm điện mạnh (N, O, F, Cl,..), còn các nguyên tử hiđro phân
cực dương là các phối tử. Ví dụ NH4+ (amoni), OH3+ (oxoni), FH2+ (floroni),
ClH2+ (cloroni).
1.2.6.3. Dựa theo bản chất của phối tử người ta phân biệt
- Phức chất aquơ, phối tử là nước H2O: [Co(H2O)6]SO4, [Cu(H2O)4](NO3)2.
- Phức chất amoniacat hay amminat, phối tử là NH3: [Ag(NH3)2]Cl,
[Co(NH3)6]Cl3, [Cu(NH3)4]SO4.
- Phức chất axit, phối tử là gốc của các axit khác nhau: K4[Fe(CN)6 ],

K2[HgI4], K2[PtCl6].
- Phức chất hiđroxo, phối tử là các nhóm OH- : K3[Al(OH)6].
- Phức chất hiđrua, phối tử là ion hiđrua: Li[AlH4].
- Phức chất cơ kim, phối tử là các gốc hữu cơ: Na[Zn(C2H5)3 ],
Li3[Zn(C6H5)3].
- Phức chất π, phối tử là các phân tử chưa bão hoà như etilen,
propilen, butilen, stiren, axetilen, allylamin, rượu allylic, xyclohexen,
xyclopentadienyl, cacbon oxit, nitơ oxit...Ví dụ K[PtCl3(C2H4)].H2O,
[Fe(C5H5)2] (ferroxen), [Cr(C6H6)2], [Ni(CO)4], K2[Fe(CN)5NO],...Trong
các phức chất nêu trên các phối tử liên kết với nguyên tử kim loại nhờ các
eletron n của các phân tử chưa bão hoà.
Dựa vào cấu trúc vỏ electron, đôi khi người ta chia các phối tử ra làm
hai loại như sau khi tham gia tạo phức với kim loại:
- Phối tử có một hoặc nhiều hơn cặp electron tự do. Loại này lại được
chia ra:

18


+ Phối tử không có obitan trống để nhận các electron từ kim loại, ví
dụ H2O, NH3, F-, H-,…
+ Phối tử có các obitan trống hoặc các obitan có thể sử dụng để tạo
các liên kết p và nhận các electron từ kim loại, ví dụ PR3, I-, CN-, NO2-.
- Phối tử không có cặp electron tự do, nhưng có những electron có
khả năng tạo các liên kết p, ví dụ etilen, ion xiclopentađienyl, benzen.
1.2.6.4. Dựa theo cấu trúc của cầu nội phức
- Theo số nhân tạo thành phức chất người ta phân biệt phức chất đơn
nhân và phức chất nhiều nhân. Ví dụ phức chất hai nhân [(NH3)5Cr-OHCr(NH3)5]Cl5, trong đó hai ion crom (chất tạo phức) liên kết với nhau qua cầu
nối OH. Đóng vai trò nhóm cầu nối là những tiểu phân có cặp electron tự do: F, Cl-, O2-, S2-, S042-, NH2-, NH2- v.v... Phức chất nhiều nhân chứa nhóm cầu nối
OH được gọi là phức chất ol. Về mặt cấu trúc, nhóm cầu nối OH khác với

nhóm hiđroxyl trong phức chất một nhân. Số phối trí của oxi trong cầu nối ol
bằng ba, còn trong nhóm OH của phức chất một nhân bằng hai.
- Dựa theo sự không có hay có các vòng trong thành phần của phức
chất người ta phân biệt phức chất đơn giản (phối tử chiếm một chỗ phối trí)
và phức chất vòng (đã nói ở phần trên). Hợp chất nội phức là một dạng của
phức chất vòng, trong đó cùng một phối tử liên kết với chất tạo phức bằng
liên kết cặp electron và bằng liên kết cho - nhận, ví dụ natri trioxalatoferrat
(III), (etilenđiamin) đồng (II) đã nêu ở trên.
- Hợp chất quá phức (siêu phức): trong các hợp chất này số các phối
tử vượt quá s.p.t. của chất tạo phức. Ví dụ hợp chất CuSO4.5H2O (I). Đối
với Cu(II) s.p.t. bằng 4 nên trong cầu nội chỉ có 4 phân tử nước được phối
trí. Phân tử nước thứ năm đóng vai trò cầu nối, kết hợp với phức chất nhờ
liên kết hiđro (liên kết ở cầu ngoại phức): [Cu(H2O)4]SO4.H2O. Đóng vai
trò các phối tử dư không chỉ có các phân tử nước, mà còn có các phân tử

19


amoniac, amin, axit, muối,...
Ví

dụ:

các

phức

chất

[SnPy2I4].3Py;

[CrPy3Cl3].2C2H5CN;

trans-[CoEn2Cl2]Cl.HCl.2H2O; [Pt(NH3 )2(C6H5NH2)2]SO4.C6H5NH2;...
- Poliaxit đồng thể và dị thể: Poliaxit là những phức chất oxo nhiều
nhân chứa cầu nối oxi. Nếu axit chứa nhân của cùng một nguyên tố thì đó là
poliaxit đồng thể, ví dụ: H2[-O-SiO2…SiO2-O-]H2 (axit polimetasilixic).
- Trong poliaxit dị thể nguyên tử oxi cầu nối kết hợp các nguyên tử của
các nguyên tố khác nhau, ví dụ: H3[O3P-O-MoO3]: axit photphomolipđic.
Trong poliaxit dị thể có sự kết hợp các gốc axit của các nguyên tố kim loại
và phi kim.
- Về hình thức, có thể coi các poliaxit đồng thể và dị thể là sản phẩm kết
hợp các phân tử axit với anhiđrit của nó hoặc với anhiđrit của một axit khác.
Hai ví dụ nêu trên được coi là H4SiO4.SiO2 và H3PO4.MoO3. Các axit đicromic
H2CrO4.CrO3 (H2Cr2O7) và axit tricromic H2CrO4.Cr2O3 (H2Cr3O7) thuộc loại
các poliaxit đồng thể. Các poliaxit đồng và dị thể và các muối của chúng
được sử dụng nhiều trong hóa học phân tích.

20


Chƣơng 2
XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH PHỨC CHẤT
2.1. Xây dựng bài tập về cấu tạo của phức chất
Câu 1: Viết công thức của các phức chất sau:
1. Điammin tricloro hidroxo platin
2. Điammin tricloro hidroxo platin(IV)
3. Điaquơ tetraammin Coban(III) Clorua.
4. HexaaquơCrom(III) Bromua
5. Hexaaquơsắt(II) Clorua

6. Hexaaquơ sắt(III) Clorua
7. Điclorocuprat (I) ion
8. Kali hexaxianoCuprat(II)
9. Kali đixiano bạc(I)
10. Đicloro-bis-(etylendiamin) coban (II) monohydrat
Hƣớng dẫn
1. [Pt(NH3)2Cl3(OH)]0

6. [Fe(H2O)6]Cl3

2. Pt[(NH3)2Cl3(OH)]

7. [CuCl2]-

3. [Co(NH3)4(H2O)2]Cl3

8. K4[Cu(CN)6]

4. [Cr(H2O)6]Br3

9. K[Ag(CN)2]

5. [Fe(H2O)6]Cl2

10. [Co(en)2Cl2]H2O

Câu 2: Gọi tên các phức chất sau theo danh pháp quốc tế (IUPAC)
1. K4[Cu(CN)6]

6. [Ni(CO)4] 0

2. K 4[Mo(CN)8]

7. [Co(H2O)4Cl2]0

3. K4[Fe(CN)6]

8. K[Ag(CN)2]

4. [Cr(en)3](ClO4)3

9. Na2[CdCl4]

5. K3[Fe(CN)6]

10. Na3[AlF6]

21


Hƣớng dẫn
1. Kali hexaxianocuprat (II)
2. Kali hexaxianomolidat (II)
3. Kali hexaxianoFerat(II)
4. Bis-etilenđiamin crom (III) perchlorat
5. Kali hexaxiano Ferat(III)
6. Tetracacbonoxit Niken
7. Điclorotetraaquơ Coban
8. Kali dicyano argentat(I)
9. Natri tetrachloro cadmat(II)

10. Natri hexafluoro aluminat
Câu 3
1. Phức nào sau đây có thể tạo thành đồng phân cis - trans:
a. phức vuông phẳng Rh(CO)Cl3
b. phức lưỡng chóp tam giác Fe(CO)4(PH3)
c. phức bát diện Ni(en)2(H2O)22+
d. phức vuông phẳng Ni(CO)3(PH3)
2. Viết cấu trúc lập thể và cho biết các dạng đồng phân có thể có của
ion phức [Co(NH3)2(En)Cl2]+:
Hƣớng dẫn
1. Chỉ có phức (c) có đồng phân cis – trans
2. Có 3 đồng phân hình học, trong đó đồng phân (III) có đồng phân quang học:

22


Câu 4
1. Phân tử nào sau đây có cấu trúc vòng càng (cua):
a. Bát diện Cr(CO)6
b. Tứ diện Ni(CO)4
c. SF4
d. Bát diện Fe(acac)3
2. Phối tử nào sau đây có thể tham gia tạo thành hiện tượng đồng phân do liên
kết:
a. NO2b. SO2
c. NO3Hãy giải thích bằng cấu trúc Lewis.
Hƣớng dẫn
1. Chỉ có (d)
2.

Có thể tạo thành đồng phân liên kết từ 2 nguyên tử O, N có các cặp e chưa
liên kết.
(b)

Cũng có thể tạo thành đồng phân liên kết.
(c)

Không thể tạo thành đồng phân liên kết vì 3 nguyên tử O tương đương.

23


Câu 5
1. Có bao nhiêu đồng phân hình học đối với ion phức [Cr(NH3)(OH)2Cl3]2 ?
2. Phức [Pt(NH3)2(NO2)2Cl2] có bao nhiêu đồng phân? Hãy gọi tên và viết các
đồng phân hình học của phức bát diện.
Hƣớng dẫn
1. Có 3 đồng phân hình học:

2. Phức có 5 đồng phân.
Gọi tên: Điclorođinitrođiamminplatin (IV)

24