Giải chi tiết Hóa học 12 CTST bài 20 Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch

MỞ ĐẦU

Trong dung dịch, hầu hết các ion kim loại chuyển tiếp đều có màu. Các ion kim loại chuyển tiếp tồn tại trong nước dưới dạng phức chất aqua. Phức chất gồm những thành phần gì? Trong phức chất tồn tại loại liên kết nào? Phức chất có những tính chất và ứng dụng gì?

Bài làm chi tiết:

- Phức chất gồm có nguyên tử trung tâm (nhân trung tâm) và phối tử.

- Trong phức chất tồn tại liên kết cho – nhận.

- Phức chất có tính chất: trong dung dịch, cation kim loại chuyển tiếp tồn tại ở dạng phức chất aqua. Hầu hất phức chất aqua của ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có màu. Do đó dựa vào các dấu hiệu như màu sắc bị thay đổi, sự xuất hiện kết tủa, kết tủa bị hoà tan,… người ta có thể dự đoán phức chất trong dung dịch được tạo thành.

- Ứng dụng:

+ Phức chất có ý nghĩa to lớn trong ngành y học và dược học: là cơ sở cho việc sản xuất thuốc chữa bệnh.

+ Ứng dụng trong hoá học phân tích để định lượng các ion kim loại.

+ Trong công nghiệp có nhiều phản ứng cần chất xúc tác là phức chất.

1. THÀNH PHẦN VÀ DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHỨC CHẤT

Thảo luận 1: Hãy cho biết thành phần của phức chất được thể hiện trong Hình 20.1

Bài làm chi tiết:

Trong thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm và phối tử.

Thảo luận 2: Quan sát Hình 20.2, cho biết dạng hình học của mỗi ion phức chất.

Bài làm chi tiết:

a) dạng tứ diện

b) dạng vuông phẳng

c) dạng bát diện

Luyện tập: Hãy cho biết nguyên tử trung tâm và phối tử trong các ion phức ở Hình 20.2.

Bài làm chi tiết:

a) Nguyên tử trung tâm: Zn, phối tử: NH₃

b) Nguyên tử trung tâm: Pt, phối tử: NH₃

c) Nguyên tử trung tâm: Co, phối tử: NH₃

2. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH

Thảo luận 3: Quan sát Hình 20.3, hãy cho biết màu sắc của dung dịch CuSO₄. Màu sắc đó là của phức chất aqua nào?

Bài làm chi tiết:

- Màu sắc của dung dịch CuSO₄ màu xanh lam. 

- Màu xanh lam là màu của phức chất aqua [Cu(H₂O)₆]²⁺.

Thảo luận 4: Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi hoà tan kết tủa Cu(OH)₂ bằng dung dịch ammonia.

Bài làm chi tiết:

Phương trình hoá học của phản ứng xảy ra khi hoà tan kết tủa Cu(OH)₂ bằng dung dịch ammonia

PTHH: Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

3. THÍ NGHIỆM TẠO THÀNH MỘT SỐ PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH

Thảo luận 5: Nêu các hiện tượng quan sát được ở Thí nghiệm 1. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm và giải thích.

Bài làm chi tiết:

Hiện tượng xảy ra: xuất hiện kết tủa màu xanh lam vì NH₃ có tính kiềm. Sau đó kết tủa tan tạo thành dung dịch màu xanh sẫm.

PTHH: CuSO₄ + NH₃ + H₂O → Cu(OH)₂ 

Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂

Thảo luận 6: Nêu các hiện tượng quan sát được ở Thí nghiệm 2. Viết phương trình hoá học của phản ứng xảy ra trong thí nghiệm.

Bài làm chi tiết:

Hiện tượng: dung dịch màu xanh chuyển thành dung dịch màu vàng.

PTHH: [Cu(H₂O)₆]²⁺ + 4Cl^- → [CuCl₄]^2- + 6H₂O

4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT

Thảo luận 7: Em hãy vẽ sơ đồ tư duy mô tả một số ứng dụng của phức chất.

Bài làm chi tiết:

Sơ đồ tư duy:

Vận dụng: Bằng kiến thức đã học, em hãy thiết kế poster trình bày một số ứng dụng của phức chất trong y học, dược học và hoá học

Bài làm chi tiết: 

BÀI TẬP

Bài 1: Trong phức chất, giữa phối tử và nguyên tử trung tâm có loại liên kết nào sau đây?

A. Ion . B. Hydrogen. C. Cho – nhận. D. Kim loại.

Bài làm chi tiết:

Chọn đáp án C vì trong phức chất, liên kết giữa phối tử và nguyên tử trung tâm là liên kết cho – nhận: phối tử cho cặp electron chưa liên kết vào orbital trống của nguyên tử trung tâm.

Bài 2: Viết công thức hoá học của phức chất aqua của ion Mn²⁺ và ion Co³⁺. Biết chúng đều có dạng hình học bát diện.

Bài làm chi tiết:

CTHH: phức chất aqua của ion Mn²⁺: [Mn(H₂O)₆]²⁺

Phức chất aqua của ion Co³⁺: [Co(H₂O)₆]³⁺

Bài 3: Ion [Cu(NH₃)₄]²⁺ có dạng vuông phẳng, ion [Cu(H₂O)₆]²⁺ có dạng bát diện. Hãy vẽ dạng hình học của chúng.

Bài làm chi tiết: