Chuyên đề Hóa 12 Bài 6 (Chân trời sáng tạo): Một số khái niệm cơ bản về phức chất

Giải Chuyên đề Hóa 12 Bài 6: Một số khái niệm cơ bản về phức chất

Khởi động trang 35 Chuyên đề Hóa học 12: 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 gọi là gì?

Lời 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.

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

1. Nguyên tử trung tâm và phối tử

Câu hỏi thảo luận 1 trang 35 Chuyên đề Hóa học 12: Hãy cho biết nguyên tử trung tâm và phối tử trong phức chất Na[Al(OH)₄].

Lời giải:

Phức chất Na[Al(OH)₄] có nguyên tử trung tâm là cation Al³⁺ và phối tử là ion OH⁻.

Luyện tập trang 35 Chuyên đề Hóa học 12: Hãy cho biết tại sao H₂O và Cl⁻ có thể đóng vai trò là phối tử.

Lời giải:

H₂O và Cl⁻ có thể đóng vai trò là phối tử do có cặp electron chưa liên kết.

2. Số phối trí của nguyên tử trung tâm

Câu hỏi thảo luận 2 trang 36 Chuyên đề Hóa học 12: Xác định và giải thích về số phối trí của nguyên tử trung tâm trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃.

Lời giải:

Trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃ có 6 phối tử H₂O, mỗi phối tử tạo một liên kết s với Fe³⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm trong phức chất [Fe(H₂O)₆]Cl₃ là 6.

3. Dung lượng phối trí của phối tử

Luyện tập trang 36 Chuyên đề Hóa học 12: Hãy phân tích để xác định dung lượng phối trí của các phối tử OH⁻, Cl⁻, NH₃, CH₃NH₂.

Lời giải:

- Mỗi ion OH⁻ có 2 cặp electron hoá trị:

Tuy nhiên, khi tạo phức chất, mỗi phối tử OH⁻ chỉ có dung lượng phối trí bằng 1 (do chỉ có thể hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất).

- Mỗi ion Cl⁻ có 4 cặp electron hoá trị:

Tuy nhiên, khi tạo phức chất, mỗi phối tử Cl⁻ chỉ có dung lượng phối trí bằng 1 (do chỉ có thể hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất).

- Mỗi phân tử NH₃ có một cặp electron hoá trị , có thể cho nguyên tử trung tâm để hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất nên mỗi phối tử NH₃ có dung lượng phối trí bằng 1.

- Mỗi phân tử CH₃NH₂ có một cặp electron hoá trị , có thể cho nguyên tử trung tâm để hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất nên mỗi phối tử CH₃NH₂ có dung lượng phối trí bằng 1.

Vận dụng trang 37 Chuyên đề Hóa học 12: 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 kinh tế khi sử dụng cryolite trong dản xuất nhôm.

Lời giải:

a) Cryolite có nguyên tử trung tâm là Al³⁺, phối tử F⁻. Mỗi phối tử F⁻ trong phức chất này đã cho nguyên tử trung tâm 1 cặp electron để hình thành 1 liên kết σ, nên phối tử F⁻ trong phức chất này có dung lượng phối trí bằng 1. Xung quanh nguyên tử trung tâm Al³⁺ có 6 liên kết s với 6 phối tử F⁻, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Al³⁺ trong cryolite bằng 6.

b) Do cryolite có vai trò làm tăng độ dẫn điện của Al₂O₃ nóng chảy, đồng thời cũng 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, làm giảm giá thành trong sản xuất nhôm.

Bài tập (trang 37)

Bài tập 1 trang 37 Chuyên đề Hóa học 12: Xác định và giải thích dung lượng phối trí của phối tử ethylamine.

Lời giải:

Mỗi phân tử ethyl amine (CH₃CH₂NH₂) có một cặp electron hoá trị , có thể cho nguyên tử trung tâm để hình thành một liên kết σ với nguyên tử trung tâm trong phức chất nên mỗi phối tử CH₃CH₂NH₂ có dung lượng phối trí bằng 1.

Bài tập 2 trang 37 Chuyên đề Hóa học 12: 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]Cl.

Lời giải:

a) Trong phức chất [PtCl₄(NH₃)₂] có 4 phối tử Cl⁻ và 2 phối tử NH₃, mỗi phối tử tạo một liên kết s với Pt⁴⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Pt⁴⁺ là 6;

b) Trong phức chất [CrCl₂(NH₃)₄]Cl có 2 phối tử Cl⁻ và 4 phối tử NH₃, mỗi phối tử tạo một liên kết s với Cr³⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Cr³⁺ là 6;

c) Trong phức chất Na₂[Sn(OH)₆] có 6 phối tử OH⁻, mỗi phối tử tạo một liên kết s với Sn⁴⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Sn⁴⁺ là 6;

d) Trong phức chất [Ni(en)₃]Cl có 3 phối tử (en) hay ethyldiamine , mỗi phối tử tạo hai liên kết s với Ni²⁺, nên số phối trí của nguyên tử trung tâm Ni²⁺ là 6.

Bài tập 3 trang 37 Chuyên đề Hóa học 12: Viết công thức phức chất aqua của Co²⁺, Co³⁺, Cr³⁺. Biết các nguyên tử trung tâm này đều có số phối trí bằng 6.

Lời giải:

Công thức phức chất aqua của Co²⁺, Co³⁺, Cr³⁺ lần lượt là: [Co(H₂O)₆]²⁺; [Co(H₂O)₆]³⁺; [Cr(H₂O)₆]³⁺.