Dựa vào thuyết VB hãy giải thích sự hình thành liên kết phức [CoF6]

4p và 2(AO) 4d tham gia lai hoá tạo 6(AO) sp3d2 và tham gia liên kết với các

phối tử F .

3

Phức [CoF6] có tính thuận từ, -spin cao, cấu trúc bát diện.

3+



3



Nhận xét: [Co(NH3)6] và [CoF6]



-



Cả 2 phức đều có cấu hình bát diện nhưng với trường phối tử khác

nhau thì ion Co3+ lai hoá khác nhau: phức [Co(NH3)]3+ lai hoá 2(AO)d

bên trong 4s nên gọi là lai hoá trong (d 2sp3) để phân biệt với lai hoá ngoài

(sp2d2) là kiểu sử dụng 2(AO)d bên ngoài 4s như phức [CoF ]3-.

Về khả năng phản ứng của phức bát diện: Xét điều kiện thuận lợi cho sự trao

đổi các phối tử của phức với các ion hay phân tử khác trong dung dịch.

Đối với phức lai hoá ngoài: do (AO)4d trải rộng ra trong không gian,

ở xa nhân ion trung tâm nên liên kết giữa phối tử và hạt tạo phức yếu, phối

tử có thể tách ra khỏi ion phức nhường chỗ cho các hạt khác trong dung dịch.

Trong trường hợp (AO)d bên trong còn trống, có thể xảy ra sự kết hợp

ion hay phân tử trong dung dịch vào phức và sau đó là sự tách phối tử ra

khỏi phức. Khả năng trao đổi phối tử của phức lai hoá trong thấp hơn so

với phức lai hoá ngoài.

Câu 5:

Dựa vào thuyết VB giải thích liên kết trong ion phức [Co(CN)6]3Hướng dẫn

Co(27): [Ar] 3d7 4s2

3d

Co3+:[Ar]3d6



↑↓



↑



↑



4s

↑



4p



↑



CN- là phối tử trường mạnh nên có sự dồn electron. Ion Co3+ ở trạng thái lai

hoá d2sp3



6



Co3+:



↑↓ ↑↓ ↑↓

CN- CN-



CN-



CN- CN- CN-



CNCN3+



Co CN

CN-



CN-



CN-



Hình 2.2. Dạng hình học của ion phức [Co(CN)6]3Ion phức không còn electron độc thân nên có tính nghịch từ.

Câu 6:

Dựa vào thuyết VB hãy giải thích sự hình thành liên kết phức

[Fe(CN)6]4Hướng dẫn

Fe( Z=26): [Ar]3d64s2

3d

Fe2+:[Ar]3d6



↑↓



↑



↑



4s

↑



4p



↑



Phối tử CN- được coi là “phối tử trường mạnh” tương tác mạnh với ion

Fe



2+



Khi hình thành phân tử phức, 4e độc thân trên 4 orbitan d ghép đôi vào 2

orbitan và như vậy phân lớp d còn 2 orbitan tự do. Sự tổ hợp 2 obitan này với

1AO –s và 3 AO- p tạo 6AO – d2sp3

2AO-3d + 1AO-4s + 3AO-4p → 6AO-d2sp3. Nguyên tử Fe trong phức

[Fe(CN)6]4- sẽ có lai hoá d2sp3

6AO- d2sp3 sẽ xen phủ với các obitan cặp e dư của N trong các phân tử



CN- tạo 6 liên kết cho nhận.



Câu 7:

Kết quả thực nghiệm cho thấy Cr 3+ tạo ra 2 loại phức cùng có dạng bát

diện nhưng khác nhau về tính chất từ. Các phức như [Cr(CN) 6]4- có tính

chất từ với sự có mặt của 2e độc thân. Các phức như [Cr(H 2O)6]2+ với sự

có mặt của 4e độc thân. Thuyết VB giải thích kết quả đó như thế nào?

Trong 2 kiểu phức trên phức nào bền hơn?

Hướng dẫn

Theo thuyết hoá trị để hình thành phức bát diện ion kim loại trung tâm

dử dụng 4AO s, 3AO p và 2AO d trống lai hoá với nhau tạo thành 6AO lai

hoá sp3d2 hướng về 6 đỉnh của hình bát diện.

Liên kết của ion trung tâm với 6 phối tử được thực hiện bởi 6 liên kết

cho nhận giữa cặp e chưa sử dụng của phối tử và obitan trống của ion trung

tâm. Tuỳ theo loại phối tử mà ion trung tâm có thể sử dụng obitan 4d lúc này

ta có” lai hoá ngoài ” hay obitan 3d” lai hoá trong ”.

Với phức [Cr(CN)6]4- có 2e độc thân

Cr(24) :[Ar]3d54s1

d

2+



Cr :[Ar]3d



4



xy



d



↑



yz



↑



d



d



zx



↑



2 2

x x



dz



2



↑



3d



4s



4p



E trong AO dzx không dồn được sang AO dyz vì năng lượng năng lượng của

chúng khác nhau.

[Cr(CN)6]4- có sự dồn e

CN- là phối tử trường

mạnh



↑↓



Ta có phức lai hoá trong



↑

↑



√ (

)

� = � � + 2 = √2.4 = √8��



Với phức [Cr(H2O)6]2+ có 4e độc thân

Cr(24): [Ar]3d54s1



Cr2+: [Ar]3d4



H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn e

3d



4p

↑ 4s

↑

Ta có phức lai hoá ngoài

� = �. (� + 2) = 4.6 = 24 ��

√

√

√

Trong 2 phức trên phức lai hoá trong bền hơn vì:

-



Phức lai hoá ngoài sử dụng obitan 4d có mức năng lượng cao hơn do đó



kém bền hơn

-



Phức lai hoá ngoài còn 1 obitan trống phía trong nên các phối tử dễ tạo



liên kết trong các phản ứng thay thế.

Câu 8:

Giải thích sự hình thành liên kết trong phức [Ag(NH3)2]+

Hướng dẫn

Ag: [Kr]4d105s1

Ag+: [Kr]4d10

Lai hoá sp tạo 2 AO sp

5s0



10



+



Ag : [Kr]4d



10



↑↓



4d

↑↓ ↑↓



↑↓



5p0



↑↓

NH3



NH3



Sau khi có 2(AO) sp, sẽ xen phủ với 2(AO) chứa đôi electron trên N trong

NH3, hay nói cáchkhác, cation [Ag(NH3)2]+ tạo thành do 2 liên kết cho

nhận giữa cặp e tự do của NH3 và 2 AO lai hoá sp trong của ion Ag+.



Câu 9: (Olympic hóa học các trường đại học việt nam II -2004)

Với thành phần [Cr(H2O)2(NH3)2Br2]+, ion này có 5 đồng phân hình học,

trong đó 1 đồng phân hình học lại có 2 đồng phân quang học, tất cả các

dạng đồng phân trên đều có cấu tạo bát diện đều.

Áp dụng thuyết lai hóa giải thích hình dạng đó.

Hướng dẫn:

Ta có ion Cr3+ có 6 AO lai hóa d2sp3 để nhận 6 cặp e của phối tử và tạo

thành cấu trúc bát diện

Với phức [Cr(H2O)6]2+ có 4e độc thân

Cr(24): [Ar]3d54s1

H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn e

Cr2+:[Ar]3d4



↑



↑



↑



↑



3d



4s



4p



Câu 10: (Đề thi olympic hóa học sinh viên toàn quốc - 2006)

Ion [Mn(CN)6]3- có hai electron không cặp đôi. Ion [MnBr4]2- có 5 cặp e

không cặp đôi. Trong ion [Ni(CN)4]2- tất cả các electron đều cặp đôi. Dựa

vào thuyết liên kết hóa trị (thuyết VB), hãy viết cấu hình electron (dưới

dạng ô lượng tử) của các ion phức trên, cho biết kiểu lai hóa và cấu hình

hình học của chúng.

Hướng dẫn:

• Xét ion phức [Mn(CN)6]3CN- là phối tử trường mạnh có sự dồn electron

Mn3+:[Ar]3d4



↑↓



↑



↑

3d



4s



4p



Ta có ion Mn3+ có 6 AO lai hóa d2sp3 để nhận 6 cặp e của phối tử và tạo

thành cấu trúc bát diện

• Xét ion phức [Mn(Br)4]2Br- là phối tử trường yếu không có sự dồn electron

Mn2+:[Ar]3d5



↑



↑



↑



↑



↑



3d



4s



4p



Ta có ion Mn2+ có 4 AO lai hóa sp3 để nhận 4 cặp e của phối tử và tạo

thành cấu trúc tứ diện

• Xét ion phức [Ni(CN)4]2CN- là phối tử trường mạnh có sự dồn electron

Ni2+:[Ar]3d8



↑↓



↑↓



↑↓



↑↓



3d



4s



4p



Ta có ion Ni2+ có 4 AO lai hóa dsp2 để nhận 4 cặp e của phối tử và tạo

thành cấu trúc vuông phẳng.

Câu 11: (Đề thi HSGQG vòng 2 CT 2006)

Coban tạo ra được các ion phức: [CoCl2(NH3)4]+ (A), [Co(CN)6]3-(B),

[CoCl3(CN)3]3-(C).

1.



Viết tên của (A), (B), (C).



2.



Theo thuyết liên kết hoá trị, các nguyên tử trong B ở trạng thái lai hoá



nào?

3.



Các ion phức trên có thể có bao nhiêu đồng phân lập thể? Vẽ cấu trúc



của chúng.

4.



Viết phương trình phản ứng của (A) với ion sắt (II) trong môi trường



axit.

Hướng dẫn: