1. Mở đầu
1. Na2[Be(OH)4] 4. CoCl3.4NH3
2. Na3[AlF6] 5. CoCl3.5NH3
3. H2SiF6 6. CoCl3.6NH3
NaCl ; SF6 ; MgNH4PO4 ; SO42- ; NH4Cl
Hợp chất ?
Tạp chất ?
Phức chất ?
1
1. Mở đầu
Vào TK XVIII
1. Xanh Beclin-KCl.Fe(CN)2.Fe(CN)3
Diesbach (người Đức)
Làm chất bột màu đầu tiên
2. Nâu đỏ (quặng KL Cobalt-amoniac)
Phức chất thứ 2 được biết đến 1789 bởiTassaert (người Pháp)
2
1. Mở đầu
Vào TK XIX
1. Nhiều amoniacat được điều chế
- Có màu sắc đẹp
- Có tên gọi gắn liền với màu của chúng
Thí dụ
CoCl3.5NH3 màu đỏ puappurêo
CoCl3.5NH3 .H2O màu hồng rozêo
2. Mãi đến cuối TK XIX thì các amoniacat của Cr, Pt được điều chế và chưa có lý thuyết nào giải thíchsự hình thành những amoniacat này.
3
2.Thuyết mạch4
Vận dụng những thành tựu trong những năm
60 tk XIX về khái niệm hóa trị
Mỗi nguyên tố có một hóa trị nhất định
Thí dụ
CH3-CH2-CH3
nhóm CH3- : hóa trị 1
-CH2- : hóa trị 2
2.Thuyết mạch5
Năm 1884 W.Blomstrand & Jorgensen đưa ra
thuyết mạch về các amoniacat
Nội dung
Cấu tạo của NH4Cl : H-NH3-Cl
Nhóm –NH3- : hóa trị 2
Nên các amoniacat có cấu tạo
2.1 Cấu tạo của các amoniacat theo thuyết mạch
6
Co
NH3 Cl
NH3 NH3 NH3
NH3 Cl
NH3 Cl
Co
Cl
NH3 NH3 NH3
NH3 Cl
NH3 Cl
Co
Cl
NH3 NH3 NH3 NH3 Cl
Cl
CoCl3.6NH3
CoCl3.5NH3
CoCl3.4NH3
2.2 Khả năng giải thích của thuyết mạch
7
Gải thích được phản ứng của Cl-
Ag+ + Cl- AgCl
Không giải thích được số lượng phân tử NH3
Tại sao chỉ có 6 phân tử NH3
Tại sao không là 8, 10 phân tử NH3 …
???
3.Thuyết phối trí8
A. Werner (1866-1919)
Nhà hóa học người Thụy Sĩ ( hóa học lập thể)
Giải Nobel hóa học 1913
Làm rất nhiều TN về amoniacat của Co,Cr,Pt
Không thể áp đặt những ý tưởng trong hóa hữu cơ
vào hóa vô cơ.
Năm 1892 thuyết phối trí của Werner ra đời với
những luận điểm sau :
3.1 Luận điểm thuyết phối trí của Werner
9
1. Nguyên tử của nguyên tố có 2 loại hóa trị Hóa trị chính ( số oxh)
Hóa trị phụ ( số phối trí )
2. Nguyên tử tạo phức có xu hướng bão hòa cả 2 loại
hóa trị Hóa trị chính ( bão hòa bằng anion)
Hóa trị phụ ( bão hòa bằng anion và phân tử trung hòa)
3. Hóa trị phụ có phương xác định trong không gian
3.2 Cấu tạo của các amoniacat theo thuyết phối trí
10
Nét liền ( ) hóa trị chính
Nét đứt (--------) hóa trị phụ
CoNH3NH3
NH3 NH3
Cl
Cl
Cl
CoNH3NH3
NH3 NH3
Cl
ClCl
NH3
CoNH3NH3
NH3 NH3
Cl
ClNH3
NH3Cl
CoCl3.6NH3 CoCl3.5NH3 CoCl3.4NH3
3.3 Khả năng giải thích của thuyết phối trí
11
Giải thích được khả năng tạo kết tủa AgCl
Giải thích được tính trơ về mặt hóa học của NH3
Với hơn 20 năm nghiên cứu và giảng dạy, dùng
công cụ giải thích là hiện tượng đồng phân, kết
hợp với thuyết cặp electron của Liuyt đã gặt hái
được những thành tựu nhất định, chứng minh
được những luận điểm của mình về cấu tạo và là
tiền đề về quan niệm liên kết phối trí sau này
4. PHỨC CHẤT - HỢP CHẤT PHỐI TRÍ
12
Từ sau nửaTK XIX với sự phát triển của
Lý thuyết hóa học
Phương tiện nghiên cứu hiện đại
thì phức chất hiện nay là một hợp chất
hóa học rõ ràng như các hợp chất khác
4.1 Định nghĩa phức chất13
1. Phức chất là sản phẩm acid-baz theo quan
điểm Lewis
Acid là một nguyên tử trung tâm ( NTTT) có
các vân đạo hóa trị trống
Baz là các tiểu phân có điện tử hóa trị tự do
được gọi là Ligan (L)
4.1 Định nghĩa phức chất14
2. LK giữa NTTT và Ligand là liên kết phối trí
( LK cộng hóa trị cho nhận)
Năng lượng liên kết không cao
Khả năng bị cắt đứt dễ
Ở điều kiện thường có bị phân ly một phần
hay hoàn toàn
4.2 Phân loại15
Phức chất đa nhân
là phức chất có chứa nhiều hơn một NTTT
Thí dụ : [Cl3TlCl3TlCl3]3-
Phức chất chùm kim loại (cluster)
là phức chất đa nhân có liên kết kim loại
Thí dụ : [Cl4Re-ReCl4]2-
4.2 Phân loại16
Phức chất đồng đa
là phức chất đa nhân mà các nguyên tử trung
tâm thuộc cùng một loại nguyên tố
Thí dụ : [(CO)4Co-Co(CO)4]
Phức chất dị đa
là phức chất đa nhân mà các NTTT gồm nhiều
hơn một loại nguyên tố
Thí dụ : [(CO)4Co-Re(CO)5]
4.3 Các hợp phần của phức chất17
1. Nguyên tử trung tâm (NTTT)
Nguyên tử trung tâm thường là các ion kim
loại chuyển tiếp do chúng có các vân đạo hóa
trị d trong với năng lượng thấp nên dễ dàng
tạp chủng khi liên kết. Thí dụ: [Cu(NH3)2]+
Một số kim loại cũng tạo được phức chất ngay
khi ở số oxy hóa 0 hay âm. Thí dụ: [Cr(CO)6]
[Co(CO)4]-
1. Nguyên tử trung tâm (NTTT)18
Một số ion của nguyên tố s và p ở chu kỳ nhỏ
như Be, B, Mg,…cũng có khả năng tạo phức
với số phối trí thấp do có tạp chủng sp3 bền.
thí dụ: [BeF4]- ; [BF4]
-
Một số ion của nguyên tố p ở chu kỳ lớn như
Al, Si, Sn, Bi, …cũng có khả năng tạo phức do
có các vân đạo hóa trị ns np và nd có năng
lượng tương đối gần nhau nên dễ dàng tạo
tạp chủng sp3, sp3d2. Thí dụ: [Al(OH)4]-
4.3 Các hợp phần của phức chất19
2. Ligan
Các ligand là các baz Lewis có khả năng cho
điện tử. Các ligand có thể là:
Anion, thí dụ : OH-
Phân tử trung hòa, thí dụ: NH3
Cation (rất ít gặp), thí dụ : H2N-NH3+
2. Ligand20
Các ligand có thể có
Một đầu nối (1 nha) như OH-, F-, CN-, SCN-
Nhiều đầu nối (đa nha).
Thí dụ:
MN
H2C
H2C
NCH2
N
CH2
2. Ligan21
Ligand lưỡng thủ
Ligand kìm
M SCN
M NCS
SCN-tiocyanato
isotiocyanato
CH2
H2N NH2
H2C
M
4.3 Các hợp phần của phức chất22
3. Phức chất
[nội cầu]ngoại cầu
Nội cầu : NTTT(ligand)
Ngoại cầu : cation, anion, phức chất
4.4 số phối trí của NTTT 23
Số phối trí Hình dạng phân tử Tạp chủng
2 Thẳng hàng sp
4 Tứ diện, vuông phẳng sp3 , dsp2
6 Bát diện d2sp3 ; sp3d2
8 Lập phương d4sp3; d5p3
4.5 Đồng phân quang học24
Co
Cl
Cl
en en Co
Cl
Cl
en en
Dong phan trans cua [Co(en)2Cl2]+ khong co dong phan quang hoc
Co
Cl
en
en
Cl
Dong phan cis cua [Co(en)2Cl2]+ co dong phan quang hoc
Co
Cl
en
Clen
4.6 Một số tính chất quan trọng25
1. Từ tính
Có điện tử độc thân : thuận từ
Không có điện tử độc thân : nghịc từ
Độ cảm từ rất yếu, không ứng dụng trong kỹ
thuật.
4.6 Một số tính chất quan trọng26
2. Màu sắc
Đồng hồ màu
Chàm(Blue) : 430-480
Chàm lục : 480-495
Lục chàm : 500-560
Lục (green) : 500-560
Vàng lục : 560-580
Vàng (yellow) : 580-595
Cam(Orange) : 595-650
Đỏ (red) : 650-730
Đỏ tía (purple) : 730-760
Tím(Violet) : 400-430
Quy tắc 1 : sự tổ hợp 2 màu đối nhau
làm triệt tiêu màu
VD : chàm lục + cam không màu
Quy tắc 2 : sự tổ hợp 2 màu không đối
nhau tạo ra màu mới nằm ở vị trí chính
giữa của cung tròn nhỏ của 2 mầu ấy
VD : chàm lục + vàng lục
27
Sự tổ hợp màu
5. Danh Pháp phức chất (IUPAC)(International Union of Pure and Applied Chemistry)
Tên của phức chất gồm có 3 phần chính sau :
Số phối tử-Tên phối tử-Tên nguyên tử trung tâm
28
5.1 Số phối tử
1. Để chỉ số phối tử một càng người ta dùng:
Tiếp đầu ngữ Số lượng phối tử
mono 1
di 2
tri 3
tetra 4
penta 5
hexa 6
29
5.1 Số phối tử
2. Để chỉ số phối tử nhiều càng người ta dùng:
Tiếp đầu ngữ Số lượng phối tử
mono 1
bis 2
tris 3
tetrakis 4
pentakis 5
hexakis 6
30
5.2 Tên phối tử
Nếu phối tử là anion
Tên phối tử = tên anion + o
Nếu phối tử là phân tử trung hòa
Tên phối tử = tên của phân tử đó
Một số trường hợp ngoại lệ
31
Tên gọi một số phối tử anion
F- floro
Cl- cloro
Br- bromo
I- iodo
NO2- nitro
ONO- nitrito
SO32- sulfito
SO42- sulfato
S2O32- thiosulfato
C2O42- oxalato
CN- ciano
O2- oxo
HSO3- hydrogen sulfito
SCN-- thiocianato
NCS- isothiocianato
NH2 amido
32
Tên gọi phối tử trung hòa
C2H4 etylen
C5H5N pyridin
CH3NH2 metylamin
H2NCH2CH2NH2 etylendiamin
C6H6 benzen
Một số trường hợp ngoại lệ
H2O aqua (aquo)
NH3 ammin
CO carbonyl
NO nitrosyl
33
5.3 Tên nguyên tử trung tâm
Trong cation phức
Tên NTTT = Tên nguyên tử ( SOXH viết bằng chữ La Mã )
Trong anion phức
Tên NTTT = Tên nguyên tử + at + (SOXH, La Mã)
34
Tên Latinh của một số kim loại trong anion phức
Kim loại Tên trong anion phức
Fe Ferrat
Cu Cuprat
Pb Plumbat
Ag Argnetat
Zn Zincat
Au Aurat
Sn Starnat
Hg Mercurat
35
Thí dụ
K3[Fe(CN)6]
[Co(NH3)6]Cl3
[Co(H2O)5Cl]Cl2
K3[Fe(SCN)6]
K[Cu(CN)2]
[Ag(S2O3)2 ]3-
[Cu(NH3)4]SO4
[Ni(H2O)6]2+
Kali hexaciano ferrat (III)
Hexa ammin cobalt (III) clorua
Penta aquoclorocobalt(III) clorua
Potasiumhexathiocianatoferrate(III)
Kali diciano cuprate(I)
Ion dithiosulfato argentate(I)
Tetra ammin đồng (II) sulfate
Ion hexa aquo nikel (II)
36
Thí dụ37
Na4[Ni(C2O4)3]
Natri tris oxalato nikelate (II)
[Pt(NH3)Cl3]-
Ion ammin tricloro platinate (II)
[Pt(NH3)4Cl2][PtCl4]
Tetraammindicloroplatin(IV) tetracloroplatinate(II)
Thí dụ38
[Ni(en)3]Br2
Tris etylendiammin nikel(II) bromua
[Ru(NH3)5H2O]3+
Ion pentaammin aqua ruthenium(III)
[Co(NH3)4(NO2)Cl]Cl
Tetraammincloronitrocobalt(III) clorua
Bài tập39
[Cu(NH3)2]+ ; [CoCl4]
2- ;[PtCl4]2- ; [Co(NH3)6]
3+
1. Cấu hình điện tử
2. Đặc điểm liên kết ?
3. Hình dạng phân tử
4. Màu sắc
5. Từ tính
40
3d10
4s 4p
NH3NH3
sp
Cu+
[Cu(NH3)2]+
41
3d6 4s 4p
NH3NH3
Co3+
d2sp3
NH3NH3 NH3 NH3
[Co(NH3)6]3+
42
Trường yếu
Trường trung bình
Trường mạnh
2 2
3 2 4 2I Br S SCN Cl NO F OH C O H O
3 3NCS CH CN py NH en bipy phen
2NO phosph CN CO
Dựa vào kết quả phân tích quang phổ, người ta sắp xếp các ligand
theo thứ tự làm tăng dần giá trị của tạo thành dãy quang phổ hóa
học như sau :