Bài 6. Một số khái niệm cơ bản về phức chất - Chuyên đề Hóa học 12 Chân trời sáng tạo

CH tr 35 MĐ

Thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm (nhân trung tâm) và phối tử. Nguyên tử trung tâm và phối tử có đặc điểm nào? Số liên kết giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử được gọi là gì?

Phương pháp giải:

Nêu đặc điểm của nguyên tử trung tâm và phối tử, nêu tên của số liên kết giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử.

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử trung tâm có thể là cation hoặc nguyên tử kim loại.

- Phối tử là anion hoặc phân tử trung hòa còn cặp electron chưa liên kết, có khả năng cho nguyên tử trung tâm.

- Số liên kết σ giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử gọi là số phối trí.

CH tr 35 TL

Hãy cho biết nguyên tử trung tâm và phối tử trong phức chất Na[Al(OH)₄].

Phương pháp giải:

- Nguyên tử trung tâm có thể là cation hoặc nguyên tử kim loại.

- Phối tử là anion hoặc phân tử trung hòa còn cặp electron chưa liên kết, có khả năng cho nguyên tử trung tâm.

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử trung tâm là Al.

- Phối tử là ion $O{H}^{-}$.

CH tr 35 LT

Hãy cho biết tại sao H₂O và $C{l}^{-}$có thể đóng vai trò là phối tử.

Phương pháp giải:

Trong phức chất, liên kết giữa nguyên tử trung tâm và phối tử là liên kết cho – nhận. Phối tử có khả năng cho cặp electron chưa liên kết vào orbital trống của nguyên tử trung tâm, hình thành liên kết cho - nhận.

Lời giải chi tiết:

H₂O và $C{l}^{-}$có cặp electron chưa liên kết nên có thể đóng vai trò là phối tử.

CH tr 36 TL

Xác định và giải thích về số phối trí của nguyên tử trung tâm trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃.

Phương pháp giải:

Số liên kết s giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử gọi là số phối trí.

Lời giải chi tiết:

Trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃ có 6 phối tử H₂O, mỗi phối tử tạo một liên kết s với $F{e}^{3+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $F{e}^{3+}$trong phức chất này là 6.

CH tr 36 LT

Hãy phân tích để xác định dung lượng phối trí của các phối tử:$O{H}^{-}$, $C{l}^{-}$, NH₃, CH₃NH₂

Phương pháp giải:

Dung lượng phối trí của một phối tử bằng số liên kết ở giữa phối tử đó với nguyên tử trung tâm khi hình thành phức chất.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử có dung lượng phối trí là 1.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm qua 2, 3, 4,... nguyên tử có dung lượng phối trí là 2, 3, 4,... tương ứng. Các phối tử này thường tạo ra phức chất vòng bền.

Lời giải chi tiết:

- Phối tử $O{H}^{-}$liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử (O) nên dung lượng phối trí của $O{H}^{-}$là 1.

- Phối tử $C{l}^{-}$liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử (Cl) nên dung lượng phối trí của $C{l}^{-}$là 1.

- Phối tử NH₃ liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử (N) nên dung lượng phối trí của NH₃ là 1.

- Phối tử CH₃NH₂  liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử (N) nên dung lượng phối trí của CH₃NH₂ là 1.

CH tr 37 VD

Cryolite (Na₃[AlF₆]) là một phức chất được dùng để giảm nhiệt độ nóng chảy của hỗn hợp điện phân trong sản xuất nhôm.

a) Xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm, dung lượng phối trí của phối tử trong phức chất này.

b) Nêu một số lợi ích về kinh tế khi sử dụng cryolite trong sản xuất nhôm.

Phương pháp giải:

- Số liên kết s giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử gọi là số phối trí.

- Dung lượng phối trí của một phối tử bằng số liên kết ở giữa phối tử đó với nguyên tử trung tâm khi hình thành phức chất.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử có dung lượng phối trí là 1.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm qua 2, 3, 4,... nguyên tử có dung lượng phối trí là 2, 3, 4,... tương ứng. Các phối tử này thường tạo ra phức chất vòng bền.

Lời giải chi tiết:

a) Trong phức chất Na₃[AlF₆] có 6 phối tử $F^{-}$, mỗi phối tử tạo một liên kết s với $A{l}^{3+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $A{l}^{3+}$trong phức chất này là 6, dung lượng phối trí của phối tử $F^{-}$là 1.

b) Cryolite làm tăng độ dẫn điện của Al₂O₃ nóng chảy, làm giảm nhiệt độ nóng chảy của Al₂O₃, tạo lớp ngăn cách để bảo vệ nhôm nóng chảy nên khi sử dụng cryolite sẽ giúp nâng cao hiệu suất, tiết kiệm năng lượng và nguyên liệu, làm giảm giá thành trong sản xuất nhôm.

CH tr 37 BT1

Xác định và giải thích dung lượng phối trí của phối tử ethylamine.

Phương pháp giải:

Dung lượng phối trí của một phối tử bằng số liên kết ở giữa phối tử đó với nguyên tử trung tâm khi hình thành phức chất.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử có dung lượng phối trí là 1.

Phối tử liên kết với nguyên tử trung tâm qua 2, 3, 4,... nguyên tử có dung lượng phối trí là 2, 3, 4,... tương ứng. Các phối tử này thường tạo ra phức chất vòng bền.

Lời giải chi tiết:

Trong phân tử ethylamine có một cặp electron của nguyên tử nitrogen chưa tham gia liên kết, có khả năng cho cặp electron chưa liên kết vào orbital trống của nguyên tử trung tâm. Do đó, phối tử C₂H₅NH₂  liên kết với nguyên tử trung tâm chỉ qua một nguyên tử (N) nên dung lượng phối trí của C₂H₅NH₂ là 1.

CH tr 37 BT2

Dự đoán và giải thích số phối trí của nguyên tử trung tâm trong các phức chất sau:

a) [PtCl₄(NH₃)₂];

b) [CrCl₂(NH₃)₄]Cl;

c) Na₂[Sn(OH)₆];

d) [Ni(en)₃]Cl₂.

Phương pháp giải:

Số liên kết s giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử gọi là số phối trí.

Lời giải chi tiết:

a) Trong phức chất [PtCl₄(NH₃)₂] có 4 phối tử $C{l}^{-}$và 2 phối tử NH₃, mỗi phối tử tạo một liên kết s với $P{t}^{4+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $P{t}^{4+}$trong phức chất này là 6.

b) Trong phức chất [CrCl₂(NH₃)₄]Cl có 2 phối tử $C{l}^{-}$và 4 phối tử NH₃, mỗi phối tử tạo một liên kết s với $C{r}^{3+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $C{r}^{3+}$trong phức chất này là 6.

c) Trong phức chất Na₂[Sn(OH)₆] có 6 phối tử $O{H}^{-}$, mỗi phối tử tạo một liên kết s với $S{n}^{4+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $S{n}^{4+}$trong phức chất này là 6.

d) Trong phức chất [Ni(en)₃]Cl₂ có 3 phối tử en (ethylenediamine), mỗi phối tử tạo hai liên kết s với $N{i}^{2+}$nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $N{i}^{2+}$trong phức chất này là 6.

CH tr 37 BT3

Viết công thức phức chất aqua của $C{o}^{2+},C{o}^{3+},C{r}^{3+}$. Biết các nguyên tử trung tâm này đều có số phối trí bằng 6.

Phương pháp giải:

Số liên kết s giữa nguyên tử trung tâm với các phối tử gọi là số phối trí.

Lời giải chi tiết:

Công thức phức chất aqua của $C{o}^{2+}$: $[Co(H_{2}O{)}_6{]}^{2+}$

Công thức phức chất aqua của $C{o}^{3+}$: $[Co(H_{2}O{)}_6{]}^{3+}$

Công thức phức chất aqua của $C{r}^{3+}$: $[Cr(H_{2}O{)}_6{]}^{3+}$