Giáo án chuyên đề Hoá học 12 kết nối Bài 8: Liên kết và cấu tạo của phức chất

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV giới thiệu về liên kết hóa trị. GV yêu cầu HS cá nhân đọc thông tin trong CĐHT trang 40 và trình bày các luận điểm cơ bản.

- GV: Trong chuyên đề học tập Hóa học 10, em đã biết về sự lai hóa sp³ để giải thích dạng hình học của phân tử methane:

Sự lai hóa sp³ tạo ra 4 orbital tương đương nhau, hướng về bốn đỉnh của tứ diện đều, dẫn đến phân tử methane có dạng tứ diện đều.

- GV yêu cầu HS: Vẽ dạng hình học tứ diện đều của phân tử methane. 

- GV: Tương tự, trong phức chất, nếu nguyên tử trung tâm lai hóa sp³ thì dạng hình học của phức chất là hình tứ diện.

- GV yêu cầu HS: 

+ Từ dạng hình học của phân tử methane, vẽ dạng hình học tứ diện của ion phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ bằng cách thay thế C  Zn²⁺, H  NH₃. 

+ Tham khảo Bảng 8.1 (CĐHT, trang 40) cho biết 2 trạng thái lai hóa ứng với dạng hình học bát diện và viết vào bảng sau:

- GV cho HS thảo luận cặp đôi trả lời câu hỏi 1, 2 trong CĐHT trang 41:

1. Xác định nguyên tử trung tâm và kiểu lai hóa của nó trong phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ (có dạng hình học tứ diện) và phức chất [CoF₆]^3-

2. Phức chất [CoCl₂(en)₂]⁺ có cấu tạo như sau:

a. Chỉ ra các phối tử trong phức chất trên và dung lượng phối trí của chúng.

b. Chỉ ra nguyên tử trung tâm trong phức chất trên và số phối trí của nó. 

c. Nguyên tử trung tâm trong phức chất trên đã nhận cặp electron từ nguyên tử nào của các phối tử?

d. Nêu dạng hình học của phức chất trên. 

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS nghiên cứu thông tin trong CĐHT và trả lời câu hỏi của GV. 

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS khi cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời 2 – 3 HS vẽ dạng hình học tứ diện của phân tử methane , ion phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺  và nêu trạng thái lai hóa ứng với dạng hình học bát diện: 

phân tử methane

ion phức chất [Zn(NH3)4]2+

2 trạng thái lai hóa ứng với dạng hình học bát diện:

- GV mời đại diện 2 nhóm trình bày kết quả thực hiện câu hỏi 1, 2 CĐHT trang 41:

1. Nguyên tử trung tâm trong phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ và [CoF₆]^3- là Zn²⁺ và Co³⁺ và kiểu lai hóa tương ứng là sp³ và sp³d²hoặc d²sp³.

2. 

a. Phối tử trong phức chất là: en và Cl^-; dung lượng phối trí tương ứng là 2 và 1.

b. Nguyên tử trung tâm trong phức chất là Co³⁺, số phối trí của nó là 6.

c. Nguyên tử trung tâm trong phức chất đã nhận cặp electron từ nguyên tử Cl^- của phối tử Cl^- và N của phối tử en.

d. Phức chất có dạng hình học bát diện. 

- Các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có). 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, chuẩn kiến thức về thuyết liên kết hóa trị. 

- GV chuyển sang nội dung mới.

I. Liên kết trong phức chất

 Thuyết liên kết hóa trị giải thích sự hình thành liên kết hóa học giữa nguyên tử trung tâm M và phối tử L trong phức chất dựa trên các luận điểm cơ bản:

- Liên kết hóa học giữa M và L trong phức chất là liên kết cho – nhận. Phối tử cho cặp electron chưa liên kết vào orbital lai hóa trống của nguyên tử trung tâm.

- Kiểu lai hóa của các orbital của nguyên tử trung tâm quyết định dạng hình học của phức chất. 

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, đọc CĐHT trang 41 và trả lời câu hỏi: 

 Theo thuyết liên kết hóa trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học tứ diện được hình thành từ đâu?

- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi phân tích ví dụ về sự hình thành phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺.

- GV yêu cầu HS hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi 3 CĐHT trang 42:

3. Biết phức chất [NiCl₄]^2- có dạng hình học tứ diện.

a. Xác định nguyên tử trung tâm và số phối trí của nguyên tử trung tâm.

b. Trình bày sự hình thành liên kết trong phức chất [NiCl₄]^2- theo thuyết liên kết hóa trị, biết Ni có Z = 28. 

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS nghiên cứu thông tin trong SGK để tìm câu trả lời.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 HS trả lời câu hỏi của GV (DKSP). 

- GV mời đại diện 1 nhóm trình bày ví dụ về sự hình thành phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ : 

Sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện:

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi 3 CĐHT trang 42:

a. Nguyên tử trung tâm trong phức chất [NiCl₄]^2- là Ni²⁺, nó có số phối trí là 4.

b. Sự hình thành liên kết trong phức chất theo thuyết liên kết hóa trị:

Nguyên tử trung tâm Ni²⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d⁸.

Để tạo ra dạng hình học tứ diện, nguyên tử trung tâm Ni²⁺ lai hóa sp³, bốn phối tử Cl^- cho cặp electron chưa liên kết vào bốn orbital lai hóa sp³ trống của Ni²⁺ tạo thành bốn liên kết .

Sự hình thành bốn liên kết  này có thể được biểu diễn như sau:

- Các HS khác lắng nghe để nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, chuẩn kiến thức về sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện.

- GV chuyển sang nội dung mới.

1. Sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện

 Theo thuyết liên kết hóa trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học tứ diện (còn được gọi là phức chất tứ diện) được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử vào các orbital lai hóa sp³ trống của nguyên tử trung tâm. 

HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN - HỌC SINH

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV yêu cầu HS làm việc cá nhân, đọc CĐHT trang 42 và trả lời câu hỏi: 

 Theo thuyết liên kết hóa trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học bát diện được hình thành từ đâu?

- GV yêu cầu HS hoạt động cặp đôi phân tích ví dụ về sự hình thành phức chất [CoF₆]^3- và [Cr(H₂O)₆]³⁺.

- GV yêu cầu HS hoạt động cá nhân trả lời câu hỏi 4, 5 CĐHT trang 43:

4. Dự đoán dạng hình học của phức chất [Ti(H₂O)₆]³⁺ và kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm trong phức chất, biết Ti có Z = 22.

5. Mô tả sự hình thành phức chất [FeF₆]^3- theo thuyết liên kết hóa trị. Biết Fe có Z = 26. 

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ

- HS nghiên cứu thông tin trong SGK để tìm câu trả lời.

- GV hướng dẫn, theo dõi, hỗ trợ HS nếu cần thiết. 

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận

- GV mời đại diện 1 HS trả lời câu hỏi của GV (DKSP). 

- GV mời đại diện 1 – 2 nhóm trình bày ví dụ về sự hình thành phức chất [CoF₆]^3- và [Cr(H₂O)₆]³⁺:  

Sự hình thành liên kết trong phức chất bát diện: 

- GV mời đại diện 2 – 3 HS trả lời câu hỏi 4, 5 CĐHT trang 43:

4. Vì phức chất [Ti(H₂O)₆]³⁺ thuộc dạng [ML₆] nên có dạng hình học bát diện. 

Nguyên tử trung tâm Ti³⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d¹ do vậy kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm là d²sp³.

5. Mô tả sự hình thành phức chất [FeF₆]^3- theo thuyết liên kết hóa trị.

Nguyên tử trung tâm Fe³⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d⁵.

Để tạo ra dạng hình học bát diện, nguyên tử trung tâm Fe³⁺ lai hóa sp³d², sáu phối tử F^- cho cặp electron chưa liên kết vào sáu orbital lai hóa sp³d² trống của Fe³⁺ tạo thành sáu liên kết .

Sự hình thành 6 liên kết  này có thể được biểu diễn như sau:

- Các HS khác lắng nghe để nhận xét, bổ sung. 

Bước 4: Kết luận, nhận định

- GV nhận xét, chuẩn kiến thức về sự hình thành liên kết trong phức chất bát diện.

- GV chuyển sang nội dung mới.

2. Sự hình thành liên kết trong phức chất bát diện

 Theo thuyết liên kết hóa trị, liên kết trong phức chất có dạng hình học bát diện (còn được gọi là phức chất bát diện) được hình thành từ sự cho cặp electron chưa liên kết của phối tử đến các orbital lai hóa d²sp³ hoặc sp³d² trống của nguyên tử trung tâm.