b, Phối tử nào sau đây có thể cho giá trị ∆0 lớn nhất.

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 35:

1. Hãy giải thích vì sao ion CrO 4 và MnO4 thuộc 2-phức d -nhưng

vẫn có màu.

2. Hãy dự đoán xem ở vùng khả kiến ion MnO4 hấp thụ bước sóng

2dài hơn hay ngắn hơn so với ion CrO4 , biết rằng năng

lượng của



chuyển mức kèm chuyển điện tích có liên quan đến thế khử

600

500

400

300



Phổ hấp thụ e của ion [Mn(H2O)6]2+ ở trong vùng trống

0.03



0.02



0.01



Tần số cm-1



20.0



25.00



30.00



3.



Giải thích nguyên nhân gây ra cường độ bé của các giải hấp thụ,



gây ra màu yếu của [Mn(H2O)6]2+



Hướng dẫn

Ion MnO4- có màu tím, còn ion CrO4 có màu vàng 2-đậm. Những ion



1.



đó theo thuyết trường tinh thể cũng được xem là những phức chất của kim loại

chuyển tiếp. Cường độ màu lớn của chúng không thể sinh ra bởi sự chuyển dời

electron d-d vì trong trường hợp này, ion trung tâm là Mn 7+ hay Cr6+ (không có

electron d). Theo thuyết MO, màu đậm đó sinh ra bởi sự chuyển dịch e từ phối tử

O đến nguyên tử trung tâm Mn hay Cr làm thay đổi điện tích của chúng và sự

chuyển đổi như vậy được gọi là sự chuyển điện tích. Khi nhận năng lượng của

bức xạ, eπ định chỗ chủ yếu ở các nguyên tử ôxi trong ion MnO 4- hay ion CrO4

2- chủ yếu ở nguyên tử kim loại

chuyển dời đến obitan phân tử π d trống định chỗ



Mn hay Cr. Sự chuyển dời này không bị ngăn cấm bởi quy tắc lọc lựa của hóa

học lượng tử nên dải hấp thụ có cường

độ lớn cho màu đậm.

- CrO .

2. MnO4 hấp thụ bước sóng dài hơn

4



3.



Cường độ hấp thụ bé của các dải hấp thụ gây ra màu yếu của ion



[M(H2O)6]2+, điều này có liên quan với độ bền cao của cấu hình electron 3d 5, vi

phạm quy tắc: độ bội, quy tắc Laport, tính đối xứng trong trường bát diện.

Câu 36:

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 12500cm1



.



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 37: (Bài chuẩn bị icho 39th)

Trong lịch sử đã có vài công thức chế tạo mực để viết mật mã và hầu

hết trong số chúng đều dựa trên những tính chất của muối coban (II). Do

có màu hồng nhạt nên mực coban sẽ trở nên không màu khi viết lên giấy.

Tuy nhiên khi đun nóng thì những dòng chữ màu xanh sáng sẽ xuất hiện.

Chúng ta cũng biết được một số ứng dụng của muối coban (II) cũng

phụ thuộc vào sự biến đổi màu như trên. Những viên silica-gel có thêm

vào muối Co(II) có màu xanh sáng trong các thiết bị làm khô sẽ nhanh

chóng trở thành màu hồng khi đã hút nước. Đây chính là tín hiệu để tiến

hành hoạt hóa lại silica-gel (làm khô lại vì nó hấp thụ quá nhiều nước).

Đơn giản hơn thì một tờ giấy có tẩm muối CoCl2 bão hòa sẽ chuyển

thành màu xanh trong không khí khô do có sự hình thành CoCl2·4H2O,

và lại chuyển về màu hồng của CoCl 2·6H2O trong môi trường ẩm ướt.

Như vậy tờ giấy có thể đóng vai trò như một vật chỉ thị trong các ẩm kế

(dụng cụ xác định độ ẩm)

1.



Sử dụng các giá trị nhiệt động cho ở bảng dưới hãy xác định



ngưỡng độ ẩm (%) mà ẩm kế có thể phát hiện được.

Hợp chất

CoCl2.6H2O(tt)

CoCl2.4H2O(tt)

HO

2



(l)



2



(k)



HO



�



�



-∆f����, KJ/mol

2113.0



����, J/(molK)

346.0



1538.6



211.4



285.8



70.1



241.8



188.7



Sự chuyển màu từ ”hồng (thỉnh thoảng tím) ↔ xanh da trời” được

mô tả ở trên được giải thích do có sự xây dựng lại kiểu phối trí quanh ion

Co2+: từ bát diện (octahedral) ↔ tứ diện (tetrahedral). Ở câu trên thì sự

chuyển



cấu



trúc



xảy



ra



giữa



các



chất [Co(H2O)6]oct2+↔



[Co(H2O)4]tetr2+. Như một quy luật, các hợp chất có kiểu phối trí tứ diện

đều ít bão hòa hơn so với bát diện. Tuy nhiên bây giờ ta sẽ thử so sánh

điều này đối với phức tứ diện và bát diện trong các hợp chất Co2+

2. Để hiểu được lý do về tính chất thì chúng ta hãy so sánh các phức:

a) [Cr(H2O)6]3+ và [Cr(H2O)4]3+,

b) [Co(H2O)6]2+ và [Co(H2O)4]2+.

Vẽ giản đồ tách mức năng lượng của ion trung tâm theo lý thuyết

trường tinh thể. Chỉ ra sự tách mức năng lượng trong các obitan 3d của

kim loại; chỉ ra thông số tách mức năng lượng các obitan d: ∆. Đố i với

mỗi ion trên hãy cho biết cấu hình electron có mặt ở phân lớp obitan d

của kim loại. Tính năng lượng bền hóa trường tinh thể (CSFE) của mỗi

ion , so sánh và rút ra kết luận.

Hướng dẫn

Phức [Co(H2O)6]2+ và [Co(H2O)4]2+.

Co2+: [Ar]3d7

H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn

e Cấu hình e trong phức t2g4eg2

Cr(24): [Ar]3d6

Cr3+: [Ar]3d3

H2O là phối tử trường yếu không có sự dồn e

a) CFSE ([Cr(H2O)6]3+) = –6/5 ∆o = –1.2∆o;



CFSE([Cr(H2O)4]3+) = –4/5 ∆t ≈ –16/45 ∆o = – 0.36 ∆o (cho rằng ∆t ≈

4/9 ∆o);

b) CFSE ([Co(H2O)6]2+) = –4/5 ∆o = –0.8 ∆o;

CFSE ([Co(H2O)4]2+) = –6/5 ∆t ≈ –24/45 ∆o = –0.53 ∆o (cho rằng ∆t ≈

4/9 ∆o);

Giá trị |CFSE(tứ diện) – CFSE(bát diện)| sẽ là nhỏ nhất dựa vào cấu hình

của d7 (trường hợp này là Co2+). Thuyết trường tinh thể giả thiết rằng tồn tại

liên kết ion giữa phối tử và ion trung tâm. Điều này đúng với trườ ng hợp của

axit cứng (ion trung tâm) – bazơ cứng (phối tử) trong HSAB (xem dưới). Đối

với ion Co2+ (gần như là một axit yếu) thì sự xây dựng tính chất cộng hoá trị

trong liên kết của ion trung tâm với một phối tử cực tính lớn sẽ làm bền hơn

đối với phức tứ diện.

3.7. Bài tập tự giải

Câu 38: Khi bị kích thích e được chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức

năng lượng cao hơn xảy ra sự hấp thụ ánh sáng ứng với bước sóng ƛ.

Hãy tính bước sóng này theo (A0) biết rằng năng lượng tách mức của

phức [Co(CN)6]3- là 99,528kcal/mol. Cho h= 6,62. 10-34 J. s c = 3.108 m/s

Câu 39:

Dựa vào thuyết trương tinh thể giải thích hiện tượng hợp chất của

các nguyên tố chuyển tiếp thường có màu, còn hợp chất của các nguyên

tố không chuyển tiếp thường không có màu. Các hợp chất của nguyên tố f

thường có màu không? Vì sao?

Câu 40:

Cho biết cấu hình electron, spin toàn phần của trường tinh thể trong

trường phối tử mạnh và trong trường phối tử yếu với trạng thái cơ bản



của phức bát diện. biết electron d của ion trung tâm là 1-10. Rút ra kết

luận sự phân bố e với năng lượng tách

Câu 41:

Giải thích tại sao các ion phức [Mn(H2O)6]2+ và [FeF6]3- hầu như

không có màu ? cho biết H2O và F- là phối tử trường yếu.

Câu 42:

Cả phức [Fe(CN)6]4- và phức [Fe(H2O)6]2+ đều không màu trong

dung dịch loãng. Phức thứ nhất có spin thấp và phức thứ hai có spin cao

a, Có bao nhiêu electron chưa ghép đôi trong mỗi ion trên.

b, Tại sao NL tách ∆ đối với 2 phức trên khác nhau đáng kể nhưng

không phải phức nào cũng có màu.

Câu 43: Giải thích tại sao phức [Co(NH3)6]3+ là phức spin thấp ? Sự

chuyển mức d-d trong phức đó có bị cấm theo quy tắc spin không ?

Giải thích tại sao phức [Co(NH3)6]3+ có màu ?



KẾT LUẬN

Trong quá trình thục hiện khoá luận, tôi đã tiến hành nghiên cứu được

các nội dung sau đây:

- Đưa ra được tổng quan về phức chất

- Nội dung của thuyết VB, trường tinh thể.

- Sưu tầm và xây dựng một số bài tập

+ Ứng dụng thuyết VB vào giải thích một số phức chất

+ Ứng dụng thuyết trường tinh thể vào giải thích một số phức chất.



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Đào Đình Thức. Cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học. Nxb ĐH và THCN, 1980.

2. Đào Đình Thức. Cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học. Nxb ĐH và THCN, 1980.

3. Đặng Trần Phách. Bài tập hoá cơ sở. Nxb giáo dục, 1985.

4. Hồ Viết Quý. Các phương pháp phân tích quang học trong hoá học. Nxb ĐHQG HN,

1999

5. Hồ Viết Quý. Phức chất, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng trong hoá học

hiện đại. Nxb ĐHQG HN, 1995.

6. Hồ Viết Quý. Phức chất trong hoá học. Nxb KH và KT, 2000

7. F. Cotton, G. Wilkinson. Cơ sở hoá học vô cơ. Nxb ĐH và THCN, 1984

8. Hoàng Nhâm. Hoá học vô cơ tập 1,2,3. Nxb giáo dục, 2000.

9. Hoàng Nhâm. Hoá học các nguyên tố T1, 2. Nxb đại học quốc gia, 2004.

10. Kiều Phương Hảo ( 2007), Thuyết VB với cấu trúc phân tử kiểu ABn của một số

chất vô cơ và vận dụng trong giảng dạy hoá học 10 THPT, khoá luận tốt

nghiệp, Trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2, Hà Nội.

11. Laitinen. Phân tích hoá học. Nxb KH và KT, 1975.

12. Lê Chí Kiên. Phức chất . Trường Đại học tổng hợp Hà Nội, 1971.

13. Nguyễn Tinh Dung. Hoá phân tích. Tập 1. Nxb GD.

14. Trần Thị Bình. Cơ sở hoá học phức chất. NXB Khoa học và kĩ thuật, 2008.

15. Trần Thị Đà-Nguyễn Hữu Đĩnh. Phức chất. Phương pháp tổng hợp và

nghiên cứu cấu trúc. Nxb KH và KT, 2007.

16. Võ Quang Mai - Trần Dương (2005), Bài giảng hoá học phức chất (dành cho

cao học), Huế.