Giải chi tiết chuyên đề Hóa học 12 CTST Bài 6: Một số khái niệm cơ bản về phức chất

MỞ ĐẦU

Thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm (nhân trung tâm) và phối tử. Nguyên tử trung tâm và phối tử có đặc điểm nào? Số liên kết giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử được gọi là gì?

Bài làm chi tiết:

- Thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm (nhân trung tâm) và phối tử. Nguyên tử trung tâm và phối trí có đặc điểm:

+ Nguyên tử trung tâm có thể là cation hoặc nguyên tử kim loại

+ Phối tử là anion hoặc phân tử trung hoà còn cặp electron chưa liên kết, có khả năng cho nguyên tử trung tâm.

- Số liên kết giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử được gọi là số phối trí.

1. NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM VÀ PHỐI TỬ

Thảo luận 1: Hãy cho biết nguyên tử trung tâm và phối tử trong phức chất Na[Al(OH)₄].

Bài làm chi tiết:

Nguyên tử trung tâm là Al³⁺ và phối tử là OH.

Luyện tập: Hãy cho biết tại sao H₂O và Cl^- có thể đóng vai trò là phối tử.

Bài làm chi tiết:

Bởi vì chúng là phân tử trung hoà hoặc anion còn cặp electron chưa liên kết, có khả năng cho nguyên tử trung tâm. Nên H2O và Cl- có thể đóng vai trò là phối tử.

2. SỐ PHỐI TRÍ CỦA NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM

Thảo luận 2: Xác định và giải thích về số phối trí của nguyên tử trung tâm trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃.

Bài làm chi tiết:

Trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃  có 6 phối tử H₂O, mỗi phối tử tạo một liên kết σ với Fe³⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Fe³⁺ trong phức chất này là 6.

3. DUNG LƯỢNG PHỐI TRÍ CỦA PHỐI TỬ

Luyện tập: Hãy phân tích để xác định dung lượng phối trí của các phối tử: OH^-, Cl^-, NH₃, CH₃NH₂.

Bài làm chi tiết:

Dung lượng phối trí của các phối tử: OH-, Cl-, NH3, CH3NH2.OH­^-, Cl^-, NH₃ và CH_3­NH₂ có thể hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất aqua nên phối tử OH^-, Cl^-, NH₃ và CH_3­NH₂ có dung lượng phối trí bằng 1.

Vận dụng: Cryolite (Na₃[AlF₆]) là một phức chất được dùng để giảm nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp điện phân trong sản xuất nhôm.

a) Xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm, dung lượng phối trí của phối tử trong phức chất này.

b) Nêu một số lợi ích về kinh tế khi sử dụng cryolite trong sản xuất nhôm.

Bài làm chi tiết:

a) Trong phức chất [AlF₆]^3- có 6 phối tử F, mỗi phối tử tạo một liên kết σ với Al³⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Al³⁺ trong phức chất này là 6.

Phối tử F^- có thể hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất aqua nên phối tử F^- có dung lượng phối trí bằng 1.

b) Một số lợi ích kinh tế khi sử dụng cryolite trong sản xuất nhôm:

- Giảm chi phí sản xuất.

- Tăng hiệu suất sản xuất.

- Tiết kiệm nguyên liệu.

- Tiết kiệm năng lượng.

- Tăng năng suất và cải thiện chất lượng sản phẩm.

BÀI TẬP

Bài 1: Xác định và giải thích dung lượng phối trí của phối tử ethylamine.

Bài làm chi tiết:

Phân tử C₂H₅NH₂ có một cặp electron chưa liên kết trên nguyên tử N có thể cho nguyên tử trung tâm để hình thành 1 liên kết σ, nên phối tử này thường có dung lượng phối trí bằng 1. 

Bài 2: Dự đoán và giải thích số phối trí của nguyên tử trung tâm trong các phức chất sau:

a) [PtCl₄(NH₃)₂];                                         b) [CrCl₂(NH₃)₄]Cl;

c) Na₂[Sn(OH)₆];                                         d) [Ni(en)₃]Cl₂.

Bài làm chi tiết:

a) Trong phức chất [PtCl₄(NH₃)₂] có 4 phối tử Cl và 2 phối tử NH₃, mỗi phối tử tạo một liên kết σ với Pt⁴⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Pt⁴⁺ trong phức chất này là 6.

b) Trong phức chất [CrCl₂(NH₃)₄]^- có 2 phối tử Cl và 4 phối tử NH₃, mỗi phân tử tạo một liên kết σ với Cr³⁺ nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Cr³⁺ trong phức chất này là 6.

c) Trong phức chất [Sn(OH)₆]^2-có 6 phối tử OH, mỗi mỗi phối tử tạo một liên kết σ với Sn⁴⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Sn⁴⁺ trong phức chất này là 6.

d) Trong phức chất [Ni(en)₃]²⁺ có 3 phối tử en, mỗi phối tử tạo hai liên kết σ với Ni²⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Ni²⁺ trong phức chất này là 6.

Bài 3: Viết công thức phức chất aqua của Co²⁺, Co³⁺, Cr³⁺. Biết các nguyên tử trung tâm này đều có số phối trí bằng 6.

Bài làm chi tiết:

Công thức phức chất của Co2+, Co3+, Cr3+:

- Co²⁺: [Co(H₂O)₆]²⁺

- Co³⁺: [Co(H₂O)₆]³⁺

- Cr³⁺: [Cr(H₂O)₆]³⁺