phức: [CoF6] và [Co(NH3)6] .
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (562.72 KB, 72 trang )
= 2,4∆o + 2P = 2,4 . 65,8 + 2 . 64,3 = 286,52 kcal/mol
Câu 22:
Dựa vào thuyết trường tinh thể vẽ sơ đồ sắp xếp các electron d của
ion Co3+, Fe3+ trong các phức bát diện sau: [Co(H 2O)6]3+, [Fe(CN)6]3Biết H2O là phối tử trường yếu và CN- là phối tử trường mạnh.
Hướng dẫn
Phức [Co(H2O)6]3+
Co3+: [Ar]3d6 , H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn e
4
Cấu hình e trong phức �2���
2
Phức có tính thuận từ
Phức [Fe(CN)6]3+
Fe3+: [Ar]3d5 , CN- là phối tử trường mạnh có sự dồn e
Cấu hình e trong phức �6
2�
Phức có tính thuận từ.
Câu 23:
Dựa vào thuyết trường tinh thể, vẽ sơ đồ sắp xếp các electron d của ion
Cr3+, Cr2+ trong các phức bát diện sau:
∆
(cm-1)
0
p (cm-1)
[Cr(H2O)6]3+
Tính spin toàn phần, so sánh độ bền các phức trên.
Hướng dẫn
Cr(24) : [Ar]3d6
Cr3+ : [Ar]3d3
Cr2+ : [Ar]3d4
[Cr(H2O)6]3+ ∆0 < P không có sự ghép đôi e
S=3/ 2
Cr(H2O)6]2+ có ∆0 < P không có sự ghép đôi e
S= 2
[Cr(CN)6 ]3- có ∆0 > P có sự ghép đôi e
S= 1/2
Câu 24:
Phổ hấp thụ electron của dung dịch TiCl3 cho dưới đây:
20300
10000 20000 30000 ν (cm-1)
5000
1.
Hãy nêu nguyên nhân sinh ra các vân hấp thụ trên các phổ đó .
2.
Dung dịch TiCl3 có màu gì? Tại sao?
Hướng dẫn:
1. TiCl3 Ti3+ + 3Cl-
Ti3+ +6H2O [Ti(H2O)]+
Trong phức chất [Ti(H2O)6]+ dưới tác dụng của trường tạo ra bởi 6H2O
Ti3+: [Ar]3d1
Cấu hình e trong phức �1
2�
Electron duy nhất trong ion Ti3+ của phức chất được điền vào 1 trong 3
obitan ở mức năng lượng t2g.
Khi chiếu ánh sáng nhìn thấy vào dung dịch TiCl 3 nghĩa là chiếu vào
dung dịch chứa các ion phức [Ti(H2O)6]3+. Electron nhận được năng lượng
kích thích của tia sáng có E photon của ánh sáng =∆0 nó chuyển từ mắc năng
lượng t2g lên eg. Do đó sinh ra 1 vân hấp thụ.
2. Phức [Ti(H2O)6]3+ có ν = 20300cm-1
ν=
1
ƛ
=
20300
Câu 25:
= 493nm dung dịc1h chứa phức [Ti(H2O)6]3+ có màu đỏ da cam.
Phổ hấp thụ của [Cu(H2O)6]2+ cũng chỉ có một cực đại hấp thụ ở
12500cm-1. Tại sao khi chuyển từ [Ti(H2O)6]3+ sang [Cu(H2O)6]2+ lại có sự
chuyển dịch phổ hấp thụ như vậy?
Hướng dẫn
Phổ hấp thụ của [Cu(H2O)6]2+ cũng chỉ có một cực đại hấp thụ ở
12500cm-1.
Các ion Cu2+ chỉ có điện tích 2+ nên hút các phối tử yếu hơn Ti3+. Ảnh
hưởng của phối tử đến các mây điện tích các electron d sẽ giảm đi nên năng
lượng tách nhỏ hơn trường hợp Ti3+. Do đó bức xạ chuyển sang vùng có bước
sóng dài.
Câu 26:
Giải thích tại sao Pt2+ và Pd2+ luôn tạo phức vuông phẳng nhưng chỉ có 1
số phức của Ni2+ là vuông phẳng.
Hướng dẫn
Pt2+ và Pd2+ chỉ tạo phức với phối tử trường mạnh nên dạng lai hoá của
chúng là dsp2 nên dạng hình học là vuông phẳng.
Ni(28): [Ar]3d84s2
Ni2+: [Ar]3d8
Ni2+ có khả năng tạo phức với phối tử trường yếu và 1 số phối tử trường
mạnh như NH3, En, CN- nên dạng lai hoá chủ yếu của chúng là sp 3 dạng hình
học là dạng tứ diện.
Câu 27:
Hãy tính năng lượng ổn định của trường tinh thể của ion có cấu hình e
ngoài cùng d8 trong trường vuông phẳng trong 2 trường hợp
TH1: trường phối tử mạnh
TH2: trường phố tử yếu.
Hướng dẫn
8
0
TH1: trường mạnh . Cấu hình e của phức chất là �2��� .
Vậy năng lượng ổn định trường tinh thể
E1 = 8.
5
. ∆� + 0. ∆�
3
=
216
5 ∆�
5
5
3
TH2: trường yếu. Cấu hình e của phức chất là �3��� .
Vậy năng lượng ổn định trường tinh thể
2
E2 = 5. . ∆� + 3.
∆�
5
3
=
19
5 ∆�
5
Câu 28:
Xác định bậc oxi hoá của Co và giá trị x, y trong các phức sau
[Co(NH3)6]Clx và [Co(NH3)6Cly ( x≠y). Biết rằng chất đầu là thuận từ còn
chất thứ 2 là nghịch từ. Biết Co( Z=27).
Hướng dẫn
Trong phức với NH3, Co thường thể hiện số oxi hoá +3 và +2
3d
Co3+:[Ar]3d6
↑↓
↑
↑
↑
↑↓
↑↓
↑
↑
4p
4s
4p
↑
3d
Co2+:[Ar]3d7
4s
↑
Qua cấu hình trên ta thấy trong phức bát diện Co 3+ có thể thuận từ hay
nghịch từ, còn Co2+ luôn luôn là thuận từ. Vì chất thứ 2 là [Co(NH3)6Cly là
chất nghịch từ nên nó phải là phức của Co3+ → y = 3
Ta có x≠y nên hợp chất thứ 2 [Co(NH3)6Clx → x= 2.
Câu 29:
Momen từ và màu sắc của một số chất coban được cho dưới đây:
a, Hãy vẽ giản đồ tách mức năng lượng cho mỗi phức chất
b, Tính năng lượng ổn định trường tinh thể theo NL tách ∆ và NL ghép
đôi electron P
c, Giải thích tại sao các phức coban có nhiều màu trong khi Ti(IV) và
Zn(II) lại không màu.
1
2
3
4
5
Phức
[Co(NH3)6]3+
[Co(F)6]3[Co(H2O)6]2+
[Co(Cl)4]2[Co(oaph)2]
Momen từ, µB
0,0
4,9
3,8
3,8
1,7
Màu
Vàng
Xanh
Hồng
Xanh
Đỏ
Hướng dẫn
a, Áp dụng công thức � = �(� + �)
√
Từ giá trị momen từ tính được số e chưa ghép đôi ở phức 1,2,3,4,5 lần lượt là
0,4,3,3,1.
Phức 1,2,3 có cấu trúc bát diện ( 6 phối tử ) .
Phức [Co(NH3)6]3+
NLOĐ= 2,4∆0 +2P
Phức [Co(F)6]3NLOĐ= - 0,4∆0
Phức [Co(H2O)6]2+
NLOĐ= - 0,8∆0
Phức [Co(Cl)4]2NLOĐ= - 0,6∆0
Phức [Co(oaph)2]
NLOĐ= - 2,684∆0 + P
[CoCl4]2- và [Co(oaph)2] có số phối trí là 4 vì không có 6 nguyên tử cho
(oaph là phối tử 2 càng ). Chúng có thể vuông phẳng hoặc tứ diện.
Phức tứ diện sẽ tương ứng với 3e chưa ghép đôi. Còn phức vuông phẳng
tương ứng với 1e chưa ghép đôi.
c, Phức Co có nhiều màu vì Co(II) và Co(III) đều có các obitan chưa
được lấp đầy e. Electron có thể chuyển từ obitan có năng lượng thấp lên
obitan có năng lượng cao hơn. Năng lượng cần thiết cho sự chuyển e đó nằm
trong vùng nhìn thấy.
Trái lại, phức Zn(II) không màu vì các obitan d đã được lấp đầy hoàn
toàn và bất kì sự chuyển e nào lên obitan có năng lượng cao hơn đòi hỏi năng
lượng nằm ngoài vùng nhìn thấy do đó không có màu.
Ti(IV) không có electron d, nên không có sự chuyển e, do đó không có màu.
Câu 30:
Viết cấu hình của 2 phức sau đây theo thuyết trường tinh thể
[Fe(H2O)6]2+ và [Fe(CN)6]4-. Biết năng lượng tách tương ứng với các phúc
trên là ∆1 = 38kcal/mol và ∆2 = 95kcal/mol. Hãy tính nang lượng ổn định
bởi trường tinh thể và momen từ của 2 phức trên.
Hướng dẫn
[Fe(H2O)6]2+: ∆1
và eg theo quy tắc Hund.
4
Cấu hình e trong phức �2���
2
Phức spin cao, thuận từ
NLOĐ = (-(0,4.4) +2.0,6) ∆1 + P = -0,4. ∆1 + P= -0,4.38 + 50= -34,8kcal/mol
[Fe(CN)6]4-: ∆2 > P có sự dồn e
Cấu hình e trong phức � 6
2�
Phức spin thấp, nghịch từ
NLOĐ = (-(0,4.6) +0.0,6)∆2 + 3P = -2,4. ∆2 + 3P= -2,4.95 +3. 50
= -78kcal/mol
Câu 31:
Người ta đã tổng hợp được [NiSe4]2-, [ZnSe4]2- và xác định được rằng
1.
phức chất của Ni có hình vuông phẳng, của Zn có hình tứ diện đều. Hãy đưa
ra một cấu tạo hợp lí cho mỗi trường hợp trên và giải thích quan điểm của
mình.
2.
Phức chất [PtCl2(NH3)2] được xác định là đồng phân trans-. Nó phản
ứng chậm với Ag2O cho phức chất [PtCl2(NH3)2(OH2)2]2+ (kí hiệu là X).
Phức chất X không phản ứng được với etylenđiamin (en) khi tỉ lệ mol
phức chất X : en = 1 : 1. Hãy giải thích các sự kiện trên và vẽ (viết) cấu
tạo của phức chất X.
Hướng dẫn
1.
Niken có mức oxi hoá phổ biến nhất là +2, kẽm cũng có mức oxi hoá phổ
biến nhất là +2.
Selen có tính chất giống lưu huỳnh do đó có khả năng tạo thành ion
polyselenua Se 2− hay [ -Se —Se-]2-.
2
Cấu tạo vuông phẳng của phức chất [NiSe4]2- là do cấu hình electron của
ion Ni2+ cho phép sự lai hoá dsp2.
Cấu tạo tứ diện đều của phức chất [ZnSe4]2- là do cấu hình electron của
Zn2+ cho phép sự lai hoá sp3.
Tổng hợp của các yếu tố trên cho phép đưa ra cấu tạo sau đây của 2
phức chất:
Zn
Se
Se
Se
Se
Se
Se
Ni
Se
Se
trong đó ion điselenua đóng vai trò phối tử 2 càng.
2.
[PtCl2(NH3)2] (1) là đồng phân trans- đòi hỏi phức chất phải có cấu tạo
vuông phẳng:
Cl
H3N
Pt
NH3
(1)
Cl
Phản ứng của (1) với Ag2O:
Trans-[PtCl2(NH3)2] + Ag2O + H2O → Trans-[PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ + 2OHEtylenđiamin là phối tử hai càng mạch ngắn. Khi phối trí với các ion kim
loại nó chỉ chiếm 2 vị trí phối trí cạnh nhau (vị trí cis). Hiện tượng en không
thể phản ứng với [PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ theo phản ứng:
[PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ + en → [PtCl2(NH3)2(H2O)2en]2+ + 2H2O
chứng tỏ rằng 2 phân tử H2O nằm ở 2 vị trí trans đối với nhau. Như vậy công
thức cấu tạo của phức chất phải là:
OH2
Cl
H3N
Pt
Cl
NH3
OH2
Câu 32:
1.
Trong TH nào NL tách ∆ hoặc NN ổn định trường tinh thể bằng 0.
Hai trường hợp trên có trùng nhau không ? cho ví dụ ?
2.
Giải thích tại sao thuyết trường tinh thể không áp dụng được với
phức của KL thuộc phân nhóm chính.
3. Cho các ion có phân lớp ngoài cùng d5, d6,d7, d8,d9,d10. Ion dn nào
sẽ có NL ổn định trường tinh thể nhỏ nhất trong TH năng lượng tách ∆
lớn hơn NL ghép đôi P. giải thích ?
4. Ion phức dn nào có tính chất từ sẽ thay đổi đối với phối tử trường
mạnh và trường yếu trong trường bát diện. Giải thích ?
