Chương XIII: Phức chất | Bài giảng môn Hóa vôn cơ | Đại học Bách khoa hà nội

4/22/2012 Mét sè ®Þnh nghÜa:
Khi xÐt tÝnh chÊt cña c¸c nguyªn tè nhãm A vµ hîp
chÊt cña chóng, chóng ta ®· gÆp mét sè ph¶n øng Ch−¬ng XI I t¹o phøc, vÝ dô: Phøc chÊt X(OH)2 + 2NaOH = Na2[X(OH)4] X- Pb, Sn SnO2+ 4HCl = SnCl4 + 2H2O SnCl4 + 2HCl = H2[SnCl6]
2Al + 2NaOH +6H2O = 2Na[Al(OH)4] + 3H2
- ChÊt cã kh¶ n¨ng t¹o phøc lµ c¸c kim lo¹i Al, Pb, 1. Phøc chÊt:
Sn chóng ®Òu lµ c¸c kim lo¹i nhãm A, nh−ng cã
®Æc ®iÓm lµ cã c¸c obitan trèng ë c¸c ph©n líp 3d * §Þnh nghÜa: hoÆc 4d hoÆc 5d.
Phøc chÊt lµ hîp chÊt phèi trÝ, mµ ph©n tö
- Kh¶ n¨ng t¹o phøc cña c¸c kim lo¹i chuyÓn tiÕp
cña nã chøa ion phøc. Ion phøc bao gåm
lín h¬n nhiÒu so víi c¸c kim lo¹i nhãm A v× chóng
mét nguyªn tö hay ion ®−îc gäi lµ nh©n
cã nhiÒu obitan ho¸ trÞ vµ cã nhiÒu obitan trèng vµ
trung t©m, bao quanh nã lµ c¸c nguyªn tö,
cã ®é ©m ®iÖn lín h¬n c¸c kim lo¹i kiÒm vµ kiÒm
ph©n tö hay ion liªn kÕt víi nã ®−îc gäi lµ
thæ nªn rÊt cã kh¶ n¨ng nhËn cÆp electron vµ lµ
ligand hay phèi tö. Sè phèi tö th−êng lín h¬n chÊt t¹o phøc tèt.
ho¸ trÞ cña nh©n trung t©m. VÝ dô 1: VÝ dô 2:
Ph©n tö phøc chÊt Na[Al(OH)4] chøa ion phøc Ph©n tö phøc chÊt [Co(NH [Al(OH) 3)6]Cl3 chøa ion
4]- , Al3+ lµ ion t¹o phøc vµ liªn kÕt víi nã phøc [Co(NH lµ 4 nhãm OH-
3)6]3+, trong ®ã ion t¹o phøc
lµ Co3+ liªn kÕt víi 6 phèi tö NH3 -
VÝ dô 3: [Ni(CO)4], chÊt t¹o phøc lµ -HO OH-
nguyªn tö Ni liªn kÕt víi 4 phèi tö CO Al -
Nh− vËy phøc chÊt cã thÓ lµ cation, anion HO OH-
hay nguyªn tö nh− vÝ dô 1, 2 vµ 3 ®· xÐt ë trªn. 1 4/22/2012
* CÊu t¹o cña phøc chÊt:
+ CÇu néi cña phøc cã thÓ lµ
Trong cÊu t¹o cña phøc chÊt ng−êi ta ph©n ra cÇu néi cation
vµ cÇu ngo¹i. CÇu néi ®−îc gäi lµ cÇu phèi trÝ ®−îc VÝ dô 2:
viÕt trong dÊu ngoÆc vu«ng bao gåm chÊt t¹o phøc vµ
[Al(H2O)6]Cl3, [Zn(NH3)4]Cl2, [Co(NH3)6]Cl3,
c¸c phèi tö. C¸c ion n»m ngoµi vµ ng−îc dÊu víi cÇu [Pt(NH3)4]2+, [Ni(NH3)6](NO3)2
néi t¹o nªn cÇu ngo¹i.
+ CÇu néi cã thÓ lµ anion:
VÝ dô 1: C¸c phøc cã cÊu t¹o: [Co(NH3)6]Cl3 VÝ dô 3: [Co(NH3)5Cl]Cl2
H2[SiF6], K2[Zn(OH)4], K3[PbI4], Na3[AlF6], cÇu néi cÇu ngo¹i [Ni(CN)4]2-,[PtCl4]2-…
2. Sè phèi trÝ cña nh©n trung t©m:
+ CÇu néi cã thÓ lµ ph©n tö trung hoµ vÒ ®iÖn, kh«ng
- Sè phèi trÝ cña nh©n trung t©m lµ sè liªn kÕt σ cña nh©n
trung t©m liªn kÕt víi c¸c phèi tö. VÝ dô: sè phèi trÝ cña ph©n ly trong dung dÞch:
nh©n trung t©m Co3+, Al3+ trong c¸c vÝ dô trªn ®Òu b»ng 6. VÝ dô: [Co(NH
- §a sè nh©n trung t©m cã sè phèi trÝ biÕn ®æi phô thuéc
3)3Cl3], [Ni(CO)4], [B(NH3)F3] trong
tr−êng hîp nµy phøc chÊt kh«ng cã cÇu ngo¹i
vµo b¶n chÊt cña chÊt t¹o phøc, cña phèi tö, sè oxi ho¸,
b¶n chÊt cña dung m«I, phô thuéc vµo nång ®é, nhiÖt ®é
+ Nh©n trung t©m cã thÓ lµ ion nh− Co3+, Al3+,… hay lµ vµ cÇu ngo¹i.
nguyªn tö kim lo¹i nh− Co, Al, Zn, Ni. -VÝ dô:
+ Phèi tö cã thÓ lµ c¸c anion nh− OH-, F-, Cl-, Br-, I-,
+ Ni2+ cã sè phèi trÝ lµ 6 trong ion [Ni(NH3)6]2+ hoÆc cã sè
phèi trÝ lµ 4 trong ion phøc [Ni(CN) CN-, NO - 2- 2- 4]2-
2 , CO3 , C2O4 , …hay cã thÓ lµ ph©n tö nh−
+ Mét sè nh©n trung t©m cã sè phèi trÝ kh«ng ®æi nh− Cr3+, NH
Co3+, Pt4+ vµ ®Òu cã sè phèi trÝ lµ 6. HiÖn nay ch−a cã lý
3, H2O, CO, NO,…hay ph©n tö h÷u c¬ nh− NH
thuyÕt hoµn chØnh tiªn ®o¸n chÝnh x¸c sè phèi trÝ cña nh©n 2CH2CH2NH2, (NH2)2CO
trung t©m, nh−ng sè phèi trÝ th−êng gÆp lµ 4 vµ 6. 2+
3. Dung l−îng phèi trÝ cña phèi tö: H H 2 2
- Dung l−îng phèi trÝ cña phèi tö lµ sè liªn kÕt σ cña H2C N N CH2
mét phèi tö liªn kÕt víi nh©n trung t©m. Cu
VÝ dô: OH-, Cl-, I-, F-, NH3, CN-…trong c¸c vÝ dô trªn
cã dung l−îng phèi trÝ b»ng 1. H2C N N CH2 H2 - H
Phèi tö cã dung l−îng phèi trÝ b»ng 1 lµ phèi tö ®¬n 2 cµng.
- Phèi tö cã dung l−îng phèi trÝ lín h¬n 1 lµ phèi tö
Mçi ph©n tö etilen®iamin cã 2 nguyªn tö liªn kÕt víi
®a cµng, vÝ dô: etilen®iamin H2N-CH2-CH2-NH2 cã
nh©n trung t©m, tøc lµ gÊp ®«i so víi c¸c phèi tö ®¬n
dung l−îng phèi trÝ b»ng 2 thÓ hiÖn trong phøc sau:
cµng. Khi phèi tö ®a cµng liªn kÕt víi nh©n trung t©m
sÏ t¹o thµnh vßng vµ phøc chÊt chøa phèi tö ®a cµng
®−îc gäi lµ phøc chÊt vßng. 2 4/22/2012
5. C¸ch gäi tªn c¸c phøc chÊt:
4. C¸ch gäi tªn c¸c phèi tö th−êng gÆp:
* Phøc chÊt trung hoµ: chØ gåm mét tõ, b¾t ®Çu b»ng
sè vµ tªn cña phèi tö, sau ®ã lµ tªn cña nh©n trung CH3COO-: axetat H2O: acva
t©m víi chØ sè di, tri (trong tr−êng hîp nhiÒu nh©n) CN- : xiano NH3: ammoni VÝ dô: Cl- : clo CO: cacbonyl [Al2Cl6] – hexaclodialuminum NO - : [Ni(CO) 2 nitrit NO: nitrozin 4] – tetracacbonylnickel CO 2-
[Co2(CO)8] – octacacbonyldicoban 3 : cacbonat NH2CH2CH2NH2: etylendiamin
* Phøc chÊt cation: bao gåm sè vµ tªn cña phèi tö vµ tªn cña OH- : hydroxyl (NH2)2CO: cacbamid nguyªn tè t¹o phøc SO 2- [Ag(NH 3 : sunfit 3)2]+ - cation diamin b¹c (I) C 2- :
[Mn(H2O)6]2+ - cation hexaacva mangan (I ) 2O4 oxalat
[Hg2(H2O)2](NO3)2 - nitrat diacva di thuy ngan (I +)
* Phøc chÊt anion: bao gåm sè vµ tªn cña phèi tö vµ tªn cña
ThuyÕt liªn kÕt ho¸ trÞ gi¶i thÝch liªn kÕt ho¸
nguyªn tè t¹o phøc+ at vµ chØ sè sè oxi ho¸ häc trong phøc chÊt [BF4]- Tetrafloborat (I I) ion
1. ThuyÕt liªn kÕt ho¸ trÞ:
[Fe(CN)6]3- - hexaxiаnоferrat (I I)- ion
ThuyÕt axit-baz¬ cña Lewis ra ®êi n¨m 1927.
K2[HgI4] – Tetariot thuy ngan (I ) kali
- Axit lµ phÇn tö nhËn cÆp electron ho¸ trÞ cßn
Baz¬ lµ phÇn tö cho cÆp electron ho¸ trÞ, vÝ dô: F F F B + :NH F B 3 = NH3 F F
- Dùa vµo thuyÕt liªn kÕt ho¸ trÞ ®Ó gi¶i thÝch liªn kÕt
ho¸ häc trong c¸c hîp chÊt phøc chÊt. VÝ dô 1: - Theo thuyÕt nµy:
Sù t¹o thµnh ion phøc [Co(NH3)6]3+, ion Co3+ kÕt hîp víi 6
+ Liªn kÕt t¹o thµnh trong phøc chÊt lµ liªn kÕt cho-
ph©n tö NH3 t¹o thµnh cation phøc h×nh b¸t diÖn nhê 6
nhËn gi÷a cÆp electron tù do cña phèi tö vµ obitan
liªn kÕt cho-nhËn gi÷a c¸c electron tù do cña c¸c ph©n tö
trèng cña nh©n trung t©m. Liªn kÕt cho-nhËn lµ liªn
NH3 vµ c¸c obitan lai ho¸ trèng d2sp3 cña ion Co3+ (3d6)
kÕt céng ho¸ trÞ vµ mçi liªn kÕt cho-nhËn øng víi
®−îc t¹o thµnh do sù lai ho¸ cña 2 obitan 3d, 1 obitan 4s
mét vÞ trÝ phèi trÝ (mét liªn kÕt σ). vµ 3 obitan 4p.
+ KÕt hîp víi kh¸i niÖm lai ho¸ cña Pauling, nh÷ng
obitan trèng ®ã ph¶i lµ nh÷ng obitan lai ho¸ cña
nh©n trung t©m míi cã thÓ tiÕp nhËn ®−îc nh÷ng cÆp electron cña phèi tö 3 4/22/2012
Sù lai ho¸ d2sp3 cña c¸c obitan ho¸ trÞ cña ion
Co3+, sù lai ho¸ nµy cã ®−îc do 4e ®éc th©n ë
3d ph¶i ghÐp cÆp ®Ó gi¶i phãng 2 obitan trèng, d2sp3
®©y ®−îc gäi lµ sù lai ho¸ trong. Lo¹i phøc nµy 3d 4s 4p
chøa Ýt hoÆc kh«ng chøa c¸c electron ®éc th©n Co3+
so víi nh©n trung t©m ë tr¹ng th¸i tù do, nªn
®−îc gäi lµ phøc chÊt spin ghÐp cÆp hoÆc phøc NH NH NH NH NH3 3 NH3 3 3 3
chÊt spin thÊp hoÆc phøc chÊt obitan trong. Ion
[Co(NH3)6]3+ kh«ng cã electron ®éc th©n nªn nã cã tÝnh nghÞch tõ VÝ dô 2:
Ion phøc [CoF6]3- ®−îc h×nh thµnh h¬i kh¸c so víi ion
[Co(NH3)6]3+, trong tr−êng hîp nµy nh©n trung t©m lµ
Co3+ cã lai ho¸ sp3d2, tøc lµ c¸c obitan 3d ë líp trong sp3d2
kh«ng tham gia lai ho¸ mµ x¶y ra sù lai ho¸ cña 1 4s 4p 4d 3d6
obitan 4s, víi 3 obitan 4p vµ 2 obitan 4d. §©y lµ sù lai ho¸ ngoµi
S¸u phèi tö F- ®−a ra s¸u cÆp electron ho¸ trÞ
Mét sè d¹ng lai ho¸ obitan th−êng gÆp vµ cÊu
®Ó liªn kÕt víi 6 obitan lai ho¸ cña nh©n trung tróc h×nh häc t−¬ng øng
t©m. S¸u obitan nµy h−íng tíi 6 ®Ønh cña b¸t
diÖn ®Òu do ®ã phøc chÊt cã h×nh b¸t diÖn ®Òu.
Sè phèi D¹ng lai CÊu h×nh cña VÝ dô
Phøc chÊt nµy t¹o thµnh cã sù tham gia cña trÝ ho¸ phøc chÊt
c¸c obitan d ho¸ trÞ bªn ngoµi nªn ®−îc gäi lµ 2 sp Th¼ng [Cu(NH3)2]+,
phøc chÊt obitan ngoµi (phøc chÊt spin ch−a [Ag(NH3)2]+, [Ag(CN)2]-,
ghÐp cÆp hoÆc phøc chÊt spin tù do). Phøc chÊt 4 sp3 Tø diÖn [Zn(NH3)4]2+, [Be(OH)4]2-
nµy vÉn gi÷ ®−îc sè electron tù do cña nh©n 4 dsp2
Vu«ng ph¼ng [PtCl4]2-, [Ni(CN)4]2-
trung t©m, nã cã tÝnh thuËn tõ. 6 d2sp3 B¸t diÖn [Co(NH3)6]3+, 6 sp3d2 B¸t diÖn [Fe(CN)6]3-, [CoF6]3- 4 4/22/2012
2. −u nh−îc ®iÓm
ThuyÕt tr−êng tinh thÓ
- §¬n gi¶n, dÔ hiÓu, cho phÐp gi¶i thÝch
ThuyÕt tr−êng tinh thÓ do hai nhµ B¸c häc
mét c¸ch ®Þnh tÝnh liªn kÕt cña phøc
VËt lý Bethe vµ Van Vleck ®Ò ra n¨m
chÊt, gi¶i thÝch tÝnh thuËn tõ vµ nghÞch tõ
1933 ®Ó gi¶i thÝch tÝnh chÊt cña c¸c chÊt cña chóng.
d¹ng tinh thÓ, m·i ®Õn n¨m 1950 nã míi
- Kh«ng gi¶i thÝch ®−îc mét sè tÝnh chÊt
®−îc ¸p dông vµo phøc chÊt cña c¸c
cña phøc chÊt nh− tÝnh céng h−ëng tõ, kim lo¹i chuyÓn tiÕp
tÝnh dÞ h−íng, tÝnh chÊt quang häc còng
nh− mµu cña c¸c phøc chÊt.
ThuyÕt tr−êng tinh thÓ dùa vµo c¸c gi¶ thuyÕt
1. Sù t¸ch c¸c obitan ho¸ trÞ d cña nguyªn sau ®©y:
tö trung t©m d−íi t¸c dông cña tr−êng
- Phøc chÊt ®−îc h×nh thµnh lµ nhê vµo lùc hót
c¸c phèi tö trong ion phøc t¸m mÆt ®Òu
tÜnh ®iÖn gi÷a chÊt t¹o phøc vµ phèi tö
- Kh¶o s¸t vÞ trÝ cña c¸c obitan d cña nguyªn tö
CÊu tróc h×nh häc cña ion phøc t¸m mÆt ®Òu:
trung t©m (chÊt t¹o phøc) vµ kh¶o s¸t sù biÕn L5
thiªn n¨ng l−îng cña 5 obitan d d−íi t¸c dông z
cña ®iÖn tr−êng cña c¸c phèi tö. ThuyÕt nµy L
coi c¸c phèi tö lµ c¸c ®iÖn tÝch ®iÓm hay ph©n 3 y
tö l−ìng cùc, chóng ®−îc s¾p xÕp trong L2 A
kh«ng gian sao cho n¨ng l−îng ®Èy gi÷a c¸c x
®iÖn tÝch ®ã lµ cùc tiÓu L4 L1 L6 L5 L3 L3 L dz2 L 2 L L2 5 1 dx2-y2 L1 L4 L L2 L 6 1 L4 L L 5 dzx 3 L6 L3 L L 2 4 L 3 L 1 d x y d zy L L6 4 5 4/22/2012
- Nguyªn tö trung t©m cã 5 obitan ho¸ trÞ d, ë
tr¹ng th¸i tù do c¸c obitan nµy cã n¨ng
+ Hai obitan dz2 vµ dx2-y2 cña nguyªn tö l−îng b»ng nhau
trung t©m h−íng trùc tiÕp ®Õn c¸c phèi
- Khi c¸c ion phøc tiÕn l¹i gÇn ®Ó t¹o liªn kÕt
tö nªn d−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng c¸c
th× do lùc hót tÜnh ®iÖn gi÷a c¸c phèi tö víi
phèi tö n¨ng l−îng cña hai obitan nµy
c¸c obitan d cña nh©n trung t©m, n¨ng t¨ng lªn m¹nh.
l−îng cña c¸c obitan d t¨ng lªn. Tuy nhiªn + Ba obitan cßn l¹i d
do t−¬ng t¸c gi÷a phèi tö víi nh©n kh«ng xy, dxz, dzy ®Þnh h−íng
gi÷a c¸c phèi tö do t−¬ng t¸c gi÷a c¸c
gièng nhau nªn n¨ng luîng cña c¸c obitan
obitan nµy víi c¸c phèi tö kÐm h¬n nªn nµy t¨ng lªn kh«ng ®Òu:
n¨ng l−îng cña chóng t¨ng lªn Ýt h¬n
- D−íi t¸c dông cña ®iÖn tr−êng s¸u phèi E
tö trong ion phøc t¸m mÆt x¶y ra hiÖn e E g 2
t−îng t¸ch c¸c obitan ho¸ trÞ d cña 0, 0 6 ,∆ 6∆ o o Cã E0 ∆
nguyªn tö trung t©m: thµnh hai møc o 0,4∆ 0,4∆ o o kh¸c nhau: e t2g g vµ t2g, møc eg cã n¨ng E N¨ N n ¨ng g ll− −îî n n g g tr t u r n u g n b× g n h 1 l−îng cao h¬n møc t b×cn ñ h a cc¸ñ c aO 5 A- o d bitan d
Sù t¸ch n¨ng l−îng 2g
trong tr−êng tinh thÓ cña c¸c obitan d
trong tr−êng tinh thÓ
2. Sù ph©n phèi c¸c electron ho¸ trÞ d trong
- HiÖu sè gi÷a hai møc n¨ng l−îng eg vµ
ion phøc b¸t diÖn ®Òu:
t2g ®−îc gäi lµ th«ng sè t¸ch, ký hiÖu lµ
- Nguyªn lý v÷ng bÒn: c¸c electron chiÕm tr−íc ∆
hÕt c¸c obitan cã n¨ng l−îng thÊp o = E2- E1
- Møc n¨ng l−îng trung b×nh cña 5 obitan
- Nguyªn lý Pauli: mçi obitan chøa nhiÒu nhÊt 2e
d trong phøc chÊt n»m kho¶ng gi÷a hai
- Quy t¾c Hund: ®èi víi c¸c obitan cã cïng n¨ng
l−îng th× c¸c e ®−îc ph©n bè vµo c¸c obitan
møc eg vµ t2g, coi møc nµy n¨ng l−îng
sao cho sè e ®éc th©n víi spin song song lµ lín
nµy b»ng 0, tøc lµ: 3E1 + 2E2 = 0
nhÊt. Tuy nhiªn ®èi víi phøc chÊt sù tu©n theo Ta cã: E
quy t¾c nµy phøc t¹p h¬n so víi nguyªn tö, ®Æc 1 = -0,4∆o vµ E2= 0,6∆o
biÖt ®èi víi ion cã tõ 4, 5, 6 vµ 7 e trªn obitan d. 6 4/22/2012 e e g g
P lµ n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó cÆp ®«i electron, lµ t t 2g ∆ 2g
n¨ng l−îng cÇn thiÕt ®Ó chuyÓn hai electron ®éc o

∆o>P
th©n víi sè l−îng tö tõ spin ms cïng dÊu tõ hai e e g g
obitan cïng n¨ng l−îng vµo cïng mét obitan. t + NÕu P > ∆ 2g t2g
o th× e thø t− vµ n¨m sÏ kh«ng ghÐp ®«i ë
t2g v× sù ghÐp ®«i tèn nhiÒu n¨ng l−îng h¬n e e + Ng−îc l¹i nÕu P < g g
∆o th× sù ghÐp ®«i ë t2g x¶y ra dÔ dµng h¬n. t t2g 2g
+ NÕu sè electron ho¸ trÞ d cña nguyªn tö trung
t©m lín h¬n 7 th× kh«ng cã sù kh¸c nhau gi÷a e e g g
hai tr−êng hîp trªn. Ion phøc cã cÊu h×nh t t 6 2 6 3 2g 2g
electron: t2g eg (8e); t2g eg (9e) T¹o phøc spin cao T¹o phøc spin thÊp
3. N¨ng l−îng lµm bÒn bëi tr−êng tinh thÓ Ws
B¶ng 1: N¨ng l−îng lµm bÒn bëi tr−êng tinh thÓ cña c¸c ion
§èi víi ion phøc t¸m mÆt víi sè electron d lín h¬n 1 th× phøc t¸m mÆt ®Òu
n¨ng l−îng lµm bÒn bëi tr−êng tinh thÓ ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Ws = (0,4n1 - 0,6n2)∆o
Trong ®ã: n1- sè electron trªn c¸c obitan t2g
n2- sè electron trªn obitan eg
N¨ng l−îng lµm bÒn bëi tr−êng tinh thÓ kh«ng ph¶i lµ n¨ng
l−îng liªn kÕt trong ion phøc, mµ nã chØ ®ãng gãp vµo n¨ng
l−îng liªn kÕt. N¨ng l−îng nµy mµ cµng lín th× phøc cµng bÒn.
4. C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn th«ng sè t¸ch:
+ §é ph©n cùc cña phèi tö: Phèi tö cã ®é ph©n
Gi¸ trÞ cña th«ng sè t¸ch ®−îc x¸c ®Þnh dùa
cùc lín vµ kÝch th−íc cµng nhá sÏ t¹o ra ∆
vµo phæ hÊp thô cña phøc chÊt.
lín. HoÆc phèi tö cã 1 cÆp e ho¸ trÞ ch−a tham
- Nã phô thuéc vµo b¶n chÊt cña nguyªn tö
gia liªn kÕt th× kh¶ n¨ng x©m nhËp vµo c¸c
trung t©m, vµo cÊu tróc cña ion phøc t¹o thµnh vµ b¶n chÊt cña phèi tö.
obitan d cña nh©n trung t©m dÔ h¬n so víi c¸c
- §é ©m ®iÖn vµ kÝch th−íc cña phèi tö:
phèi tö cã nhiÒu cÆp e ho¸ trÞ, vÝ dô H ∆ lín 2O t¹o ra
khi phèi tö cã ®é ©m ®iÖn lín, kÝch th−íc nhá,
th«ng sè t¸ch kÐm h¬n so víi NH3
v× khi ®ã phèi tö cã thÓ l¹i gÇn nh©n h¬n, t¹o
+ Tuy nhiªn b»ng thùc nghiÖm cho thÊy kh¶
nªn ®iÖn tr−êng m¹nh, do ®ã t−¬ng t¸c m¹nh
víi c¸c obitan d cña nguyªn tö trung t©m. VÝ
n¨ng t¹o ra th«ng sè t¸ch cña c¸c phèi tö
dô c¸c ion halogenua t¹o ra gi¸ trÞ th«ng sè
kh¸c nhau ®èi víi cïng mét nh©n trung t©m
t¸ch gi¶m dÇn theo thø tù: F- - Cl- - Br-- I-, cã
t¨ng dÇn theo thø tù sau ®©y:
nghÜa lµ theo thø tù t¨ng dÇn cña kÝch th−íc - ph©n tö
I- < S2- < Br- < Cl- < OH- < F- < H O < SCN- < NH < NO < CN- < CO 2 3 2
Tr−êng phèi tö yÕu tr−êng phèi tö trung b×nh tr−êng phèi tö m¹nh 7 4/22/2012
C¸c phèi tö m¹nh th−êng t¹o ra c¸c phøc spin thÊp,
cßn c¸c phèi tö yÕu th−êng t¹o ra c¸c phøc spin cao.
5. H»ng sè ®iÖn ly vµ h»ng sè bÒn cña ion phøc:
C¸c phèi tö g©y ra th«ng sè t¸ch lín nh− CO, CN- v×
Trong dung dÞch phøc chÊt th−êng bÞ ph©n ly thµnh
trong chóng tån t¹i liªn kÕt céng ho¸ trÞ, chóng cã kh¶ cÇu néi vµ cÇu ngo¹i:
n¨ng t¹o liªn kÕt π víi nh©n trung t©m. [Ag(NH
- §iÖn tÝch cña ion trung t©m còng ¶nh h−ëng ®Õn 3)2]Cl → [Ag(NH3)2]+ + Cl-
Sau ®ã ion phøc l¹i bÞ ph©n ly thµnh ion trung t©m
th«ng sè t¸ch: Ion cã ®iÖn tÝch lín cã ∆ lín, v× ion cã
vµ c¸c phèi tö. §¹i l−îng ®Æc tr−ng cho sù ®iÖn ly
®iÖn tÝch lín cã kh¶ n¨ng hót m¹nh phèi tö vÒ nã vµ
cña ion phøc ®−îc gäi lµ h»ng sè ®iÖn ly:
phèi tö cã t¸c dông m¹nh lªn c¸c obitan d cña nh©n.
VÝ dô c¸c ion phøc Cr2+ vµ Co2+ cã th«ng sè t¸ch nhá + [ ( Ag NH)] .[NH] 3 3
h¬n c¸c ion phøc Cr3+ vµ Co3+
[Ag(NH ) ]+ ⇋ [Ag(NH )]+ + NH K = 3 2 3 3; 1 + [ ( Ag NH ) ] 3 2
- KÝch th−íc cña ion trung t©m cña ¶nh h−ëng ®Õn + [ ] Ag .[NH ]
th«ng sè t¸ch: Ion phøc cña Cr3+ cã th«ng sè t¸ch 3 [Ag(NH )]+ ⇋ Ag+ + NH K = ; 2 3 3 + [ ( Ag NH )] 3
nhá h¬n ion phøc t−¬ng tù Rh3+
H»ng sè ®iÖn ly K cµng lín khi ion phøc ph©n ly
Tæng cña hai ph¶n øng trªn ta cã:
cµng m¹nh, nghÜa lµ ion phøc cµng kÐm bÒn. Bëi
vËy h»ng sè ®iÖn ly K chØ ®é bÒn cña ion phøc trong [Ag(NH ) ]+ ⇋ Ag+ + 2NH 3 2 3
dung dÞch cßn ®−îc gäi lµ h»ng sè kh«ng bÒn ký
H»ng sè ®iÖn ly cña qu¸ tr×nh ph©n ly: hiÖu lµ Kkb. [ + Ag ][.NH
§a sè c¸c ion phøc lµ chÊt kÐm ®iÖn ly, qu¸ tr×nh 3]2 K = = K .K 1 2 [
ph©n ly chuyÓn dÞch m¹nh vÒ phÝa tr¸i cña qu¸ tr×nh + ) Ag(NH 3 2 ] t¹o phøc.
§Ó chØ kh¶ n¨ng t¹o phøc cña nguyªn tö trung t©m,
ng−êi ta dïng h»ng sè c©n b»ng cña qu¸ tr×nh
ng−îc víi qu¸ tr×nh ph©n ly, gäi lµ h»ng sè bÒn Kb
vµ lµ nghÞch ®¶o cña h»ng sè kh«ng bÒn: K -1 b= Kkb
H»ng sè bÒn tæng vµ h»ng sè bÒn tõng nÊc:
Qu¸ tr×nh t¹o thµnh vµ qu¸ tr×nh ph©n ly cña ion phøc
x¶y ra theo tõng nÊc, øng víi mçi nÊc cã mét h»ng sè
bÒn vµ h»ng sè kh«ng bÒn, ®èi víi ion phøc [Ag(NH3)2]+: [Ag(NH ) + 3 ] K = 1 b [Ag + ].[NH 3 ] Ag+ + NH ⇆ [Ag(NH )]+ 3 3 [Ag(NH) + 3 2 ] K = [Ag(NH 2b + 3)]+ + NH3 ⇆ [Ag(NH3)2]+; [Ag(NH3 ]) [NH ] 3
Trong tr−êng hîp tæng qu¸t h»ng sè bÒn tæng céng cña
mét ion phøc bÊt kú ®−îc tÝnh b»ng c«ng thøc sau: βnb = (K1.K2…Kn)b 8