Giải chi tiết chuyên đề Hóa học 12 Kết nối bài 8: Liên kết và cấu tạo của phức chất

Mở đầu: Trong phức chất [ML_n], các phối tử L sắp xếp xung quanh nguyên tử trung tâm M tạo ra các dạng hình học khác nhau. Vậy, sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện và phức chất bát diện được giải thích như thế nào theo thuyết liên kết hoá trị?

Bài làm chi tiết:

Sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện và phức chất bát diện được giải thích:  Theo thuyết liên kết hoá trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học tứ diện được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử vào các orbital lai hoá sp³ trống của nguyên tử trung tâm.

Theo thuyết liên kết hoá trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học bát diện ( còn được gọi là phức chất bát diện) được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử đến các orbital lai hoá d²sp³ hoặc sp³d² trống của nguyên tử trung tâm.

Câu hỏi 1: Xác định nguyên tử trung tâm và kiểu lai hoá của nó trong phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ có dạng hình học tứ diện và phức chất [CoF₆]^3-.

Bài làm chi tiết:

Phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺:

• Nguyên tử trung tâm: Zn²⁺
• Kiểu lai hoá: sp³

Phức chất [CoF₆]^3-:

• Nguyên tử trung tâm: Co³⁺
• Kiểu lai hoá: d²sp³

Câu hỏi 2: Phức chất [CoCl₂(en)₂]⁺ có cấu tạo như sau:

1. Chỉ ra các phối tử trong phức chất trên và dung lượng phối trí của chúng.
2. Chỉ ra nguyên tử trung tâm trong phức chất trên và số phối trí của nó.
3. Nguyên tử trung tâm trong phức chất trên đã nhận cặp electron từ nguyên tử nào của các phối tử?
4. Nêu dạng hình học của phức chất trên.

Bài làm chi tiết:

1. Phối tử Cl, dung lượng phối trí là 1

    Phối tử ethylenediamine, dung lượng phối trí là 2

1. Nguyên tử trung tâm trong phức chất: Co, số phối trí là 6
2. Nguyên tử trung tâm trong phức chất trên nhận cặp electron từ nguyên tử N và Cl của phối tử.
3. Dạng hình học của phức chất là: bát diện

Câu hỏi 3: Biết phức chất [NiCl₄]^2- có dạng hình học tứ diện.

1. Xác định nguyên tử trung tâm và số phối trí của nguyên tử trung tâm.
2. Trình bày sự hình thành liên kết trong phức chất [NiCl₄]^2- theo thuyết liên kết hoá trị, biết Ni có Z=28.

Bài làm chi tiết:

1. Nguyên tử trung tâm: Ni²⁺, số phối trí của nguyên tử trung tâm: 4
2. Nguyên tử trung tâm là Ni²⁺ có cấu hình [Ar]3d⁸. Để tạo ra dạng hình học tứ diện thì nguyên tử trung tâm Ni²⁺ lai hoá sp³, bốn phối tử Cl cho cặp electron chưa liên kết của nguyên tử Cl vào bốn orbital lai hoá sp³ trống của Ni²⁺, tạo thành bốn liên kết

Biểu diễn:

Câu hỏi 4: Dự đoán dạng hình học của phức chất [Ti(H₂O)₆]³⁺ và kiểu lai hoá của nguyên tử trung tâm trong phức chất, biết Ti có Z=22.

Bài làm chi tiết:

Nguyên tử trung tâm Ti³⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d¹

Dự đoán hình học: hình học bát diện

Kiểu lai hoá: d²sp³

Câu hỏi 5: Mô tả sự hình thành phức chất [FeF₆]^3- theo thuyết liên kết hoá trị. Biết Fe có Z=26.

Bài làm chi tiết:

Mô tả sự hình thành phức chất [FeF6]3- theo thuyết liên kết hoá trị :

+Ion trung tâm của phức chất là: Fe³⁺

+Cấu hình electron của Fe³⁺: [Ar]d⁵

+Để tạo ra dạng hình học bát diện, nguyên tử trung tâm Fe³⁺ lai hoá sp³d² , sáu phối tử F^- cho cặp electron chưa liên kết vào sáu orbital lai hoá sp³d² trống của Fe³⁺ tạo thành sáu liên kết .

+Biểu diễn: 

Hoạt động: Biểu diễn dạng hình học của phức chất tứ diện [NiCl₄]^2- và phức chất bát diện [Fe(H₂O)₆]³⁺.

Bài làm chi tiết:

Biểu diễn dạng hình học của phức chất tứ diện [NiCl₄]^2- : 

Hình học của phức chất bát diện [Fe(H₂O)₆]³⁺:

Hoạt động: Xét phức chất vuông phẳng có nguyên tử trung tâm M và hai loại phối tử A,B. Cả A và B đều có dung lượng phối trí là 1.

1. Viết các công thức hoá học có thể có của phức chất (bỏ qua điện tích của phức chất).
2. Biểu diễn dạng hình học có thể có của các phức chất.

Bài làm chi tiết:

1. CTHH: MA₂B₂, MAB₃ , MA₃B
2. Biểu diễn dạng hình học;

                MA₂B₂                                    MAB₃                    MA₃B

Câu hỏi 6: Cho các phức chất sau: [Ag(NH₃)₂]⁺, [ZnCl₄]^2-, [Ni(CN)₄]^2-, [PtCl₂(NH₃)₂] ( vuông phẳng).

1. Phức chất nào có đồng phân cis-, trans-?
2. Vẽ đồng phân cis-, trans- ( nếu có) của mỗi phức chất. 

Bài làm chi tiết:

1. Phức chất có đồng phân Cis- là: [ZnCl₄]^2-, [Ni(CN)₄]^2-, [PtCl₂(NH₃)₂]

Phức chất có đồng phân Trans- là : [PtCl₂(NH₃)₂]

1. Đồng phân cis của [ZnCl₄]^2-:

Đồng phân cis của [Ni(CN)₄]^2-:

Đồng phân cis của  [PtCl₂(NH₃)₂]:

Đồng phân trans của [PtCl₂(NH₃)₂]:

Hoạt động: Xét phức chất [MA₄B₂], trong đó phối tử A, B đều có dung lượng phối trí là 1.

1. Xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm M và dạng hình học của phức chất.
2. Biểu diễn dạng hình học có thể có của phức chất.

Bài làm chi tiết:

1.Số phối trí của nguyên tử trung tâm M là 6. Dạng hình học của phức chất là: bát diện

2.Biểu diễn dạng hình học:

Câu hỏi 7: Cho phức chất: [Ni(NH₃)₆]²⁺ và [PdCl₂(NH₃)₄].

1. Phức chất nào có đồng phân cis-, trans-?
2. Vẽ đồng phân cis-, trans- (nếu có) của mỗi phức chất.

Bài làm chi tiết:

1. Phức chất có đồng phân cis: : [Ni(NH₃)₆]²⁺ và [PdCl₂(NH₃)₄].

Phức chất có đồng phân trans: [PdCl₂(NH₃)₄].

1. Hình học của phức chất có đồng phân cis: : [Ni(NH₃)₆]²⁺ 

Hình học của phức chất có đồng phân cis, trans: [PdCl₂(NH₃)₄].

Câu hỏi 8: Phức chất (A) và phức chất (B) có cấu tạo như sau:

Hãy chỉ ra sự khác nhau về cấu tạo của hai phức chất này.

Bài làm chi tiết:

Sự khác nhau về cấu tạo của hai phức chất này:

 +Hình A: phối tử NO₂^- liên kết với Co qua nguyên tử N

+Hình B: phối tử NO₂^- liên kết với Co qua nguyên tử O

Em có thể: 

1. Mô tả được sự hình thành  liên kết của một số phức chất tứ diện và bát diện theo thuyết liên kết hoá trị. 

2. Biểu diễn được dạng hình học của một số phức chất dạng tứ diện và bát diện.

3. Xác định được đồng phân cis-, trans- , đồng phân liên kết, đồng phân ion hoá của một số phức chất

Bài làm chi tiết:

1. Mô tả sự hình thành liên kết của một số phức chất tứ diện và bát diện theo thuyết liên kết hoá trị: Theo thuyết liên kết hoá trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học tứ diện được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử vào các orbital lai hóa sp³ trống của nguyên tử trung tâm.

Theo thuyết liên kết hoá trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học bát diện ( còn được gọi là phức chất bát diện) được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử đến các orbital lai hoá d²sp³ hoặc sp³d² trống của nguyên tử trung tâm.

1. Ví dụ như hình học của phức chất tứ diện [NiCl₄]^2-;

Hình học của phức chất bát diện [Fe(H₂O)₆]³⁺:

1. Đồng phân cis là phức chất với hai phối tử giống nhau nằm cùng một phía với nguyên tử trung tâm. Vd: [Ni(NH₃)₆]²⁺

+Đồng phân trans là phức chất với hai phối tử nằm khác phía với nguyên tử trung tâm. Vd: [PdCl₂(NH₃)₄]. Có cả cis và trans. 

+Đồng phân liên kết có thể xuất hiện khi phối tử có hai hay nhiều nguyên tử có khả năng tạo liên kết cho nhận với nguyên tử trung tâm.

+Đồng phân ion hoá của phức chất có thành phần trong cầu nội và cầu ngoại khác nhau.