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

CHÀO MỪNG CÁC EM

ĐẾN VỚI BÀI HỌC HÔM NAY!

Trong phức chất [MLn], các phối tử L sắp xếp xung quanh nguyên tử trung tâm M tạo ra các dạng hình học khác nhau. Vậy, sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện và phức chất bát diện được giải thích như thế nào theo thuyết liên kết hoá trị?

KHỞI ĐỘNG

BÀI 8:

LIÊN KẾT VÀ CẤU TẠO CỦA PHỨC CHẤT

NỘI DUNG BÀI HỌC

Liên kết trong phức chất

Biểu diễn dạng hình học của phức chất

Một số đồng phân cơ bản của phức chất

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.

Bảng 8.1. Một số kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của phức chất

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.

Vẽ dạng hình học tứ diện đều của phân tử methane.

Phân tử methane:

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

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 (SGK trang 40), cho biết dạng hình học bát diện ứng với hai trạng thái lai hóa nào?

sp3d2

d2sp3

THẢO LUẬN CẶP ĐÔI

Câu hỏi 1 (SGK - tr.41)

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-.

Zn2+

Co3+

sp3

sp3d2 hoặc d2sp3

Câu hỏi 2 (SGK - tr.41)

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

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

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

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.

Gợi ý

a)

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.

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 được hình thành từ đâu?

Từ sự cho cặp electron

chưa liên kết của phối tử vào các orbital lai hóa sp3 trống của nguyên tử trung tâm.

Ví dụ:

Sự hình thành phức chất [Zn(NH3)4]2+:

Câu hỏi 3 (SGK - tr.42)

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

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

HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN

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

Nguyên tử trung tâm là Ni2+, số phối trí là 4.

Sự hình thành liên kết trong phức chất [NiCl4]2- 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:

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 được hình thành từ đâu?

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.

Dạng hình học của phức chất bát diện

Ví dụ:

Sự hình thành phức chất [CoF6]3- và [Cr(H2O)6]3+:

HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN

Câu hỏi 4 (SGK - tr.43)

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.

Vì phức chất [Ti(H2O)6]3+ thuộc dạng [ML6]

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.

Câu hỏi 5 (SGK - tr.43)

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.

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

II.

BIỂU DIỄN DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHỨC CHẤT

1. Phức chất tứ diện

Dạng hình học tứ diện của phức chất có công thức tổng quát [ML4] mô tả nguyên tử trung tâm M ở tâm của hình tứ diện, bốn phối tử L nằm ở 4 đỉnh của hình tứ diện.

Hình 8.1. Dạng hình học tứ diện của phức chất: a) [ML4 ], b) [Zn(OH)4]2-

2. Phức chất bát diện

Dạng hình học tứ diện của phức chất có công thức tổng quát [ML6] mô tả sáu phối tử L nằm ở sáu đỉnh của hình bát diện, M ở tâm hình bát diện.

GHI NHỚ

• Bước 1: Chọn M là tâm của hình lập phương.

Các bước biểu diễn dạng hình học của phức chất tứ diện [ML4] và bát diện [ML6]:

• Bước 2: Vị trí các phối tử L được xác định như sau:
• Phức chất dạng bát diện: sáu phối tử L nằm ở tâm của sáu mặt của hình lập phương.
• Phức chất dạng tứ diện: hai phối tử L thuộc hai góc đối diện nhau ở đỉnh hình lập phương, hai phối tử L còn lại ở các góc đối diện phía dưới, hai góc dưới này không nằm ngay bên dưới các góc chiếm ở đỉnh của hình lập phương.
• Bước 3: Nối các liên kết giữa M và L biểu diễn được hình học của phức chất.

HOẠT ĐỘNG NHÓM 4 HS

Hoạt động (SGK - tr.43)

Biểu diễn dạng hình học của phức chất tứ diện [NiCl4]2- và phức chất bát diện [Fe(H2O)6]3+.

III.

MỘT SỐ ĐỒNG PHÂN

CƠ BẢN CỦA PHỨC CHẤT

1. Đồng phân cis-, trans-

Đồng phân cis-, trans- là gì?

Nêu điều kiện cần

để có các đồng phân cis-, trans-.

HOẠT ĐỘNG CÁ NHÂN

Đồng phân cis-

Đồng phân trans-

Điều kiện để có các đồng phân cis-, trans-

Phức chất với hai phối tử giống nhau nằm cùng một phía đối với nguyên tử trung tâm được gọi là đồng phân cis-.

Phức chất với hai phối tử giống nhau nằm khác phía đối với nguyên tử trung tâm được gọi là đồng phân trans-.

Trong phức chất phải có các loại phối tử khác nhau.

a) Phức chất vuông phẳng

Hoạt động (SGK - tr.44)

Xét phức chất vuông phẳng có nguyên tử trung tâm M và hai loại phối tử A, B. Cả A và B đều có dung lượng phối trí là 1.

• Viết các công thức hóa học có thể có của phức chất (bỏ qua điện tích của phức chất).
• Biểu diễn dạng hình học có thể có của các phức chất.

THẢO LUẬN CẶP ĐÔI

--------------------------------------

--------------------- Còn tiếp ----------------------