Chuyờn phc cht - nhúm GV húa trng THPT chuyờn HVT -Hũa bỡnh thc hin
Trong nhng nm gn õy hoỏ hc phc cht phỏt trin mt cỏch mnh m khụng nhng
trong nghiờn cu hn lõm m c trong nghiờn cu ng dng vo cụng nghip. Trong cụng
nghip hoỏ hc, xỳc tỏc phc cht ó lm thay i c bn qui trỡnh sn xut nhiu hoỏ cht c
bn nh axetanehit, axit axetic, v nhiu loi vt liu nh cht do, cao su. Nhng ht nano
phc cht chựm kim loi ang c nghiờn cu s dng lm xỳc tỏc cho ngnh "hoỏ hc xanh"
sao cho nú c cỏc quỏ trỡnh sn xut khụng gõy c hi cho mụi trng, cng nh cho vic
to lp cỏc vt liu vụ c mi vi nhng tớnh nng u vit so vi cỏc vt liu truyn thng...

I. Khái niệm phức chất
Phức chất là hợp chất tạo đợc các nhóm riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặc phân tử với
những đặc trng sau:
- Có mặt sự phối trí.
- Không phân ly hoàn toàn trong dung dịch.
- Có thành phần phức tạp.
Trong đó đặc trng thứ nhất là quan trọng hơn cả.
Trong phân tử phức chất thờng gồm hai phần: ion phức hay còn gọi là cầu nội và các ion
trái dấu với ion phức gọi là cầu ngoại. Cầu nội đợc tạo thành bởi nguyên tử hoặc ion kim loại,
gọi là ion trung tâm liên kết trực tiếp với các phân tử trung hòa hoặc ion bao xung quanh nó.
Các ion hoặc phân tử trung hòa này gọi là phối tử, số phối tử bao quanh ion trung tâm gọi là số
phối trí.
là 6.

Ví dụ: K3[Fe(CN)6] thì Fe(CN)63- là cầu nội, K+ là cầu ngoại, CN- là phối tử và số phối trí

II. Phân loại phức chất
Dựa vào điện tích của ion phức, ngời ta chia phức chất thành 3 loại:
1. Phức chất cation:
Các phức chất cation thờng đợc tạo thành khi các phân tử trung hòa phối trí xung quanh
cation.
VD: [Zn(NH3)4]Cl2; [Cr(H2O)6]Cl3; NH4+; [FH2]+; H3O+; ClH2

2. Phức chất anion:
Các phức chất anion thờng đợc tạo thành khi các anion phối trí xung quanh cation.
VD: K2[BeF4]; Na3[AlF6]; K4[Fe(CN)6]; K3[Fe(CN)6]
3. Phức chất trung hòa:
Các phức chất này đợc tạo thành khi các phối tử trung hòa và các phối tử tích điện âm
phối trí xung cation. ở các phức chất trung hòa không có cầu ngoại.
VD: [Co(NH3)3 Cl3; [Pt(NH3)4Cl2]; [Fe(NO)]SO4


III- Giải thích liên kết trong phức
(thuyết phối trí của Vecne)
III-1 Thuyết phối trí:
Năm 1893 Vecne (26 tuổi) đã đa ra thuyết phối trí. Có 3 luận điểm.
1. Đa số các nguyên tố đều thể hiện 2 kiểu hóa trị: hóa trị chính và hóa trị phụ:
- Hóa trị chính:
- Hóa trị phụ: .
2. Mỗi nguyên tử các nguyên tố đều muốn bão hòa cả hai loại hóa trị đó.
3. Hóa trị chính và hóa trị phụ đều hớng đến những vị trí cố định trong không gian.
VD:
H3N
CoCl3.6NH3

CoCl3.5NH3

CoCl3.4NH3

CoCl3.3NH3

H3N


NH3
Co

H3N

NH3

H3N

Cl

H3N

Co

NH3

H3N

Cl
Co

Cl

H3N

NH3

H3N


Cl

H3N

Co

H3N

3AgCl

2Ag+

2AgCl

+

Ag+

AgCl

+

Ag+

Không có kết tủa

NH3 Cl2 +

H3N


H3N

3Ag+

NH3 Cl3 +

Cl

Cl

Cl

III-2. Một số khái niệm trên cơ sở thuyết Vecne
1. Ion trung tâm
Các nhóm có trong thành phần phức chất sắp xếp một các xác định xung quanh ion trung
tâm hay nguyên tử tạo phức, nguyên tử hay ion đó đợc gọi là ion trung tâm (nguyên tử trung
tâm).
VD: [Fe(CN)6]4- Fe2+ ion trung tâm
Fe(CO)5

Feo nguyên tử trung tâm

2. Phối tử (Ligan) (nhóm thế)
Nhóm phân tử hay ion sắp xếp một cách xác định xung quanh ion trung tâm thì đợc gọi là
phối tử.
[Co(NH3)6]3+ NH3 phối tử


3. Cầu nội:
Ion trung tâm và các phối tử tạo nên cầu nội, tổng điện tích các thành phần của cầu nội là

điện tích của phức.
Cầu nội của phức đợc đặt trong dấu [ ]n
4. Cầu ngoại:
Các ion mang điện tích trung hòa điện tích của cầu nội đợc gọi là cầu ngoại.
K4[Fe(CN)6]

VD:

Cầu nội
phối tử

Cầu ngoại

ion trung tâm

Hóa trị chính: cầu ngoại (cầu nội)
Hóa trị phụ: cầu nội.
Trong cầu nội chỉ có một loại phối tử thì các hóa trị chính và hóa trị phụ tơng đơng.
5. Sự phối trí và số phối trí
- Vecne gọi sự hút các nguyên tử hay ion trung tâm về phía mình là sự phối trí.
trí.

- Số nhóm nguyên tử hay ion liên kết với ion trung tâm trong cầu nội đợc gọi là số phối
- Thực nghiệm cho ta biết đợc số phối trí đặc trng của một số ion trung tâm:
Số phối trí 6: Cr3+; Co3+; Fe2+; Fe3+; Ir3+, Pt4+
Số phối trí 4: C4+, B3+, Be2+, V3+, Pt2+, Au3+

6. Dung lợng phối trí
tâm.


- Dung lợng phối trí của một số phối tử là số phối trí mà nó chiếm đợc bên cạnh ion trung
- Dung lợng phối trí bằng 1: F-, Cl-, I-, NH3, piridin, H2O, ROH, amin
- Dung lợng phối trí bằng 2, gọi là đa phối trí (phối tử đa răng):
Etylenđiamin

H2N-CH2-CH2-NH2

Anion oxalat C2O42Đimetylglioxim

(kí hiệu: En)

(COO-)2
H3C

C

C

CH3

NOH NOH
Đietylentriamin

CH2 CH2 NH
NH2

IV. Cách gọi tên của phức
1. Theo Vecne
a. Phức cation


Me

CH2 CH2
NH2


- Gọi tên các gốc axit bằng cách thêm o vào đuôi
- Gọi tên phân tử trung hòa: gọi tên thông thờng
VD: NH3 ammin, H2O aquơ
- Số hy lạp chỉ số phối tử: đi, tri, tetra, penta
Đối với các phối tử phức tạp: 2 bis; 3 tris; 4 tetrakis
- Nguyên tử (ion) trung tâm: đợc gọi bằng tiếng la tinh
- Để chỉ mức độ oxi hóa của ion trung tâm:
1- thêm a
2 thêm o
3 thêm i
4 thêm e
- Tên cầu ngoại:
[Ag(NH3)2]NO3 Điamminagenta nitrat
[Fe(H2O)4Cl2]Cl Điclotetraaquơ st (III)clorua
[Co(NH3)4Cl2]Cl Điclotetraamincobanti clorua
[PtEn2Cl2](NO3)2 Điclobis-etylenđiamminplatine nitrat
Tổng quát:
Gốc axit phối tử trung hòa ion trung tâm cầu ngoại
Hy lạp

a-o-i-e

Bis
b. Phức anion

Tất cả đều giống nh tên gọi phức anion, chỉ khác khi gọi tên ion trung tâm và số oxi hóa
của nó thì thêm at vào sau cùng.
Na[Au(CN)2] Natri đixianoauraat
K4[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferoat
K3[Fe(CN)6] Kali hecxaxianoferiat
K2[PtCl6] Kali hecxacloro platineat
K[Co(DH)2Cl] Kali đicloro-bis-đimetylglioximato cobantiat
c. Phức trung hòa
Vẫn tuân theo quy luật trên.
Ion trung tâm đợc gọi tên thông thờng.
[Pt(NH3)2Cl2] Điclorođiammin platin


2. Danh pháp quốc tế
a. Các nhóm âm điện: thêm o
Phối tử trung hòa gọi đúng tên: H2O aquơ; NH3 amin (phần trên viết là ammin)
b. Ion trung tâm của anion phức: tên la tinh + at
cation phức: gọi nguyên tên
phức trung hòa: gọi nguyên tên
c. Số oxi hóa ion trung tâm đợc chỉ bằng số la mã đặt sau tên gọi.
d. Số lợng phối tử: Số hy lạp: đi, tri
phối tử phức tạp: bis, tris, tetrakis
Tổng quát:
Gốc axit phối tử trung hòa ion trung tâm
K4[Fe(CN)6]

Kali hecxaciano ferat (II)

Ca2[Fe(CN)6]


Canxi hexaciano ferat (II)

Na[Co(CO)4]

Natri tetracacbonyl cobantat (-I)

K4[Ni(CN)4]

Kali tetraciano nikelat (0)

[Fe(H2O)6]SO4

Hecxaaquơ sắt (II) sunfat

[Cr(NH3)4Cl]Cl

Điclorotetra crom (III) clorua

[Pt(NH3)4Cl2]Cl2

Đicloro tetraamin platin (IV) clorua.

[Pt(NH3)2Cl2]

Đicloro điamin platin

[Cu(NH3)4](NO3)2 Tetraamin đồng (II) nitrat
* Chú ý: Tên một số kim loại theo tiếng La tinh:
Ag: Argentum; Au: Aurum; Co: Cobaltum; Cr: Chromium; Cu: Cuprum; Fe: Ferrum; Pb:
Plumbum; Sn: Stannum; Zn: zincum.

Cấu tạo phức chất theo thuyết VB
Cấu hình không gian của phức phụ thuộc vào các dạng lai hóa.
Dạng lai hóa

Cấu trúc

Ion trung tâm

sp

Đờng thẳng

Ag+, Hg2+

sp3

Tứ diện

Al3+, Zn2+, Co2+

dsp2

Vuông phẳng

Pd2+, Pt2+, Cu2+, Ni2+, Au3+

d2sp3

Bát diện


Co3+, Fe3+, Pt4+, Cr3+


Các nội dung cơ bản:
1. Liên kết hoá học trong phức chất bao gồm các liên kết 2 electron, các phối tử có 2
electron không phân chia đóng vai trò chất cho electron, các ion trung tâm có các obitan trống
đóng vai trò chất nhận electron, giữa ion trung tâm và phối tử tạo thành liên kết cho-nhận và
phản ứng tạo phức đợc xem nh phản ứng axit-bazơ.
2. Sự xen phủ càng lớn thì liên kết càng bền. Muốn vậy, trớc khi tạo thành liên kết, các
obitan trống của ion trung tâm lai hóa với nhau để tạo thành các obitan lai hóa tơng đồng và số
phối trí của ion trung tâm bằng số obitan lai hóa. Kiểu lai hóa phụ thuộc vào cấu tạo electron
của ion trung tâm và trong một số trờng hợp phụ thuộc vào bản chất của phối tử. Tùy thuộc vào
kiểu lai hóa của ion trung tâm mà phức chất có cấu trúc này hay cấu trúc khác.
Lu ý:
Các obitan muốn lai hóa phải có điều kiện:
- Gần nhau về cấu hình không gian
- Gần nhau về năng lợng
VD: dsp2: 3dx2 y2 + 4s + 4p x + 4p y
d2sp3 dx2 y 2 + dz 2 + s + p x + p y
3. Khi có obitan d của ion trung tâm tham gia lai hóa, trong một số trờng hợp, việc lai
hóa ngoài hay trong phụ thuộc vào sự tơng tác giữa ion trung tâm và phối tử: phối tử tơng tác
yếu sẽ tạo ra lai hóa ngoài, phối tử tơng tác mạnh sẽ tạo ra lai hóa trong. Mức độ tơng tác giữa
phối tử và ion trung tâm giảm dần nh sau:
NO2, CO, CN- En >

NH3 >Py> SCN- > H2O >

OH- > F- > Cl- > Br- > I-.

Trung bình


Yếu

Mạnh

Phức chất có sự lai hóa ngoài thì độ bền phức kém bền hơn phức chất có sự lai hóa trong
(phức lai hóa ngoài có khả năng phản ứng cao) vì khi lai hóa ngoài thì mức năng lợng của các
obitan tham gia lai hóa (ns, np, nd) khác nhau nhiều hơn so với khi lai hóa trong ((n-1)d, ns,
np)).
Phức có obitan trống có khả năng phản ứng cao.
4. Quá trình tạo phức trên cơ sở liên kết hóa trị có thể chi thành các bớc sau:
Bớc 1: Biết đợc cấu trúc của ion trung tâm.
Bớc 2: Dạng lai hóa của các obitan của ion trung tâm
Bớc 3: Xây dựng cấu trúc của phức
* Để đặc trng cho mức độ thuận từ của một chất, ngời ta dùng một đại lợng là momen từ
à. Momen từ liên hệ với số electron độc thân theo hệ thức:
à = n(n + 2)à B

(manheton Bo)

trong đó, n: số electron độc thân.
VD 1: K2[NiCl4] à 0


+ ZNi = 28
Ni [Ar]3d84s2
Ni2+ [Ar]3d8
+ Lai hãa: µ ≠ 0 sp3
Ion


↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

↑

Lai hãa

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

↑
sp3

+ T¹o phøc:
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

↑

xx

xx xx xx

Cl

Cl Cl Cl

Chøng minh: µ = 2(2 + 2)µ B ≠ 0
VD 1: [FeF6]4- µ ≠ 0
+ ZFe = 26
Fe [Ar]3d64s2
Ni2+ [Ar]3d6
+ Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2

Ion

↑↓

↑

↑

↑

↑

Lai hãa

↑↓

↑

↑

↑

↑
sp3d2

+ T¹o phøc:
Ion

↑↓


↑

↑

↑

↑

Chøng minh: µ = 4(4 + 2)µ B ≠ 0
VD 3: [Fe(CN)6]4- µ ≠ 0 d2sp3
+ Lai hãa: µ ≠ 0 d2sp3 → sp3d2

xx

xx xx xx

xx xx

F

F

F

F

F

F



Ion



Lai hóa











d2sp3
VD 4: [Ni(CN)4]2- à = 0 (vuông phẳng)
Ion



Lai hóa








dsp2
VD 5: [CoCl6]3Ion











Lai hóa










sp3d2

à = 4,9
VD 6: [Co(CN)6]4Ion




Lai hóa










d2sp3

Khả năng phản ứng cao vì có 1e độc thân lớp ngoài cùng
VD 7: [V(NH3)6]3+
Ion





Lai hóa







d2sp3
Khả năng phản ứng cao vì có 1 obitan trống.
Cấu tạo không gian - đồng phân của phức
Thông thờng ngời ta gặp cấu hình không gian của phức trên cơ sở phối trí.
Phối trí 2: Dạng đờng thẳng: Ag(NH3)+
Phối trí 4: Tứ diện (4 mặt)

Hình chóp

Tứ diện

Vuông phẳng

Phối trí 4: bát diện (hình quả trám)

1. Đồng phân hình học
Phối trí 2: Không có đồng phân hình học
Phối trí 4:

* Tứ diện không có đồng phân
* Vuông phẳng: + MeA2B2 có 2 dạng đồng phân
A
A

cis

B

A


B

B

B

trans

A

VD: [Pt(NH3)2Cl2]
H3 N

Cl

H3N

Cl
(muối Rayde)

(muối Payron)
H3 N

cis

Cl

Cl

trans


NH3


+ MeABCD cã 3 ®ång ph©n
A

B

A

C

A

B

D

C

D

B

C

D

Phèi trÝ 6: MeA4B2 cã 2 ®ång ph©n

A

B

A

B

A

A

B

A

A

A cis

A
trans

B

+ MeA3B3 cã 2 ®ång ph©n
B

A


A

B

A

A
B

A

B

A

B
B

+ MeA2B2C2 cã 5 ®ång ph©n
+ MeABCDEG cã 15 ®ång ph©n
2. §ång ph©n quang häc
En

En
NH3

VD:

Cl


H3N
Cl

En

En

Một số bài tập về phức chất
Câu 1
Tổng hợp một hợp chất của crom. Sự phân tích nguyên tố cho thấy rằng thành phần có Cr
(27,1%); C (25,2%), H(4,25%) theo khối lượng, còn lại là oxy.
1. Tìm công thức thực nghiệm của hợp chất này.
2. Nếu công thức thực nghiệm gồm một phân
tử nước, ligand kia là gì? Mức oxy hóa của Cr là bao nhiêu?


3. Khảo sát từ tính cho thấy hợp chất này là nghịch từ, phải giải thích từ tính của hợp chất này
như thế nào? Vẽ thử cấu tạo phù hợp của chất này.
Chất
NiO
TiO2
TiC
CO
NH3

t, 0C
1627
727
727
727

27

∆fG0, kJ/mol
-72,1
-757,8
-162,6
-200,2
-16,26

Cho: O = 16; Fe = 55,85; As = 74,9;
HDG:
1. Công thức thực nghiệm CrC4H8O5.
2. Từ công thức thực nghiệm CrC4H8O5, hợp chất là [Cr(CH3COO)2(H2O)]. Như vậy, ligand là
các nhóm axetat. Do nhóm (CH3COO-) có điện tích –1 nên mức oxy hóa của Cr là +2.
3. Ion Cr2+ là hệ d4, nghĩa là hệ có 4e thuộc obitan d. Sự phân bố 4 electron phải thuộc loại spin
năng lượng cao do ligand yếu. Chỉ yếu tố này đã cho thấy [Cr(CH3COO)2(H2O)] có tính thuận
từ. Tuy nhiên từ các kết qủa thực nghiệm, hợp chất này lại có tính nghịch từ đó là do hợp chất
này ở dạng nhị hợp có cấu tạo như sau:
CH3 CH
3
C

H2O

C

OO

OO


Cr

Cr

O O

O O
C

C

OH2

CH3 CH3

Trong cấu tạo này, hai nguyên tử Cr tạo liên kết bốn, bao gồm một sigma, hai pi và một delta,
với bậc liên kết tổng cộng là 4. Sự hình thành liên kết bốn đòi hỏi tất cả các electron thuộc
obitan d đều phải cặp đôi. Vì vậy dựa theo tính chất từ, hợp chất ở dạng nhị hợp là nghịch từ.
Câu 2 :
Độ bền của cation Au+.
Thế tiêu chuẩn: Au+/Au có Eθ1 = 1,68V; Au3+/Au có Eθ2 = 1,50V
1. Tính nồng độ cation Au+ lớn nhất trong dung dịch Au3+ 10-3 mol.l-1.
2. Trong dung dịch có dư anion X -, Au+ tạo phức AuX2- (hằng số không bền K1). Au3+ tạo
phức AuX4- (hằng số không bền K2), dư ion X- có cân bằng sau (hằng số cân bằng là K′).
3AuX2-

AuX4- + 2X- + 2Au

Viết biểu thức tính K′ theo K, K1, K2
Cho biết: X- = Br-, pK1 = 12, pK2 = 32; X- = CN-, pK1 = 38, pK2 = 56; dựa vào tính toán

đưa ra kết luận gì?
3. Vàng có thể tan trong dung dịch KCN 1M có bão hoà khí oxi, dựa vào tính toán hãy giải
thích hiện tượng này.(ở pH=0 thế tiêu chuẩn: O2/H2O có Eθ = 1,23V; HCN có pKa = 9,4)
HDG:
1. Au3+ + 3e → Au E 02 = 1,5V


Au+

+

3+

Au
E

0

298K:

2e → Au

+
Au 3+ / Au +

n(E (0+ )

lgK =

0


⇒ trong dung dịch có thể xảy ra các phản ứng sau:
3Au+ D Au3+ + 2Au
+

E (0− ) )

0,0591

⇒[Au+]

=

3

3Au

Ở

3+

=

,122
2(1,68 − 1,41)
[ Au ]
= 9,122 ⇒ K = 10 9 =
0,0592
[ Au + ]3


[ Au 3+ ] 3 10 −3
=
= 9,106×10-5(mol/l)
K
10 9,122

D

+

2.

3E 20 − E10 3 × 1,5 − 1,68
E =
=
= 1,41V
2
2

+

0

>E

Au + / Au

→ Au E 10 = 1,68V

e


3+

Au

[ Au 3+ ]
K=
[ Au + ]3

+ 2Au

Có dư X-, tồn tại cân bằng sau:
3AuX
AuX

AuX

−
4

−
2

D AuX

−
2

D


D

−
4

+

Au+

3+

Au

[ AuX 4− ][ X − ] 2
2X +2Au K ' =
[ AuX 2− ]3
-

+
− 2
+
− 2
[
Au
][
X
]
[
Au
][

X
]
−
⇒
[
AuX
]
=
2X- K 1 =
2
K1
[ AuX 2− ]

+

K2 =

-

+

4X

[Au 3+ ][X − ] 4
[AuX −4 ]

⇒

[AuX −4 ] =


[Au 3+ ][X − ] 4
K2

[ Au 3+ ][ X − ]4
× [ X − ]2
3
3
K2
K1
[ Au 3+ ] K1
=
×
= K×
Suy ra: K ' =
K2
[ Au + ]3 [ X − ]6
[ Au + ]3 K 2
3
K1
-

-

X = Br

X- = CN-

⇒ K’= 10
⇒


9,122

,122
10 −36
× −32 = 10 5
10

K’=109,122×

10 −114
= 10 −48,878
−56
10

+ Khi anion là Br- : Au+ → Au3+ và Au
+ Khi anion là CN- : Au3+ và Au → Au+
KCN
→ K+
+ CN1M
1M
CN + H2O D HCN +
Ban đầu
1
x
Phản ứng x
x
Cân bằng (1 - x )
3.

10 −14

x2
=
⇒ x ≈ 5 × 10 −3 (mol / l )
−9 , 4
1− x
10
10 −14
+
[H ] =
= 2 × 10 −12 (mol / l )
−3
5 × 10

OHx
x

[CN − ] = 1 − 5 × 10 −3 = 0,995(mol / l )


+

[Au ] =

K 1 [Au(CN) −2 ]
[CN − ] 2

E Au(CN )− / Au = E10 + 0,059 lg[Au + ] = E10 + 0,059 lg

K 1 [Au(CN) −2 ]


2

E Au ( CN ) − / Au = 1,68 + 0,059 lg
2

O2

+

4H+

[CN ]

( [ Au (CN ) −2 ] = 1 )

2

−38

10
= −0,562V
0,995 2

4e D 2H2O

0,059
( PO2 = 1atm)
lg[ H + ]4
4
0,0591

= 1,23 +
lg[(2 × 10 −12 ) 4 ] = 0,537V
4
< E O2 / H 2O , Au có thể tan trong dung dịch KCN theo phản ứng hóa học sau:

EO2 / H 2O = EO0 2 / H

E

+

−

2O

+

Au ( CN ) −
2 / Au

4Au + 8KCN + 2H2O + O2 → 4K[Au(CN)2] + 4KOH
E = 1,099V (K = 1074,257)
Câu 3:
Khi thêm ion Co3+ vào nước amoniac xảy ra phản ứng sau:
Co3+ (aq) + 6 NH3 (aq) → [ Co(NH3)6]3+ (aq)
Hằng số cân bằng chung của phản ứng tạo phức K = 4,5 × 1033 (mol/L)–6.
Trong một dung dịch, nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH 3 (aq)) = 0,1 mol/l và tổng các
nồng độ cân bằng của Co3+ (aq) vµ [Co(NH3)6]3+ (aq) bằng 1 mol/l.
1)
Tính nồng độ của Co3+ (aq) trong dung dịch này.

2)
Hằng số cân bằng chung K của [Co(NH3)6]2+ (aq) nhỏ hơn nhiều,
K = 2,5 × 104 (mol/l)-6. Tính tỉ lệ c(Co2+ (aq))/c([Co(NH3)6]2+ (aq)) trong một dung dịch
mà nồng độ cân bằng của amoniac là c(NH3 (aq)) = 0,1 mol/L.
3)
Co3+ (aq) phản ứng với nước giải phóng khí nào? Giải thích.
4)
Vì sao không giải phóng khí trong dung dịch ở câu a)?
HDG
1
⇒
2.

3
Theo giả thiết:
Co3+ (aq) + e2H2O + 2e

-

⇌ Co2+ (aq)

E° = + 1,82V

⇌ H2 (k) + 2OH (aq) E° = – 0,42V tại pH = 7

O2 (k) + 4H+ (aq) + 4e- ⇌ 2H2O

-

E° = + 0,82V tại pH = 7



Co3+ phản ứng nên phải là chất oxi hóa (nhận e), do đó theo các phương trình trên, nếu có
giải phóng khí, bắt buộc H2O phải nhường electron và giải phóng khí O2.
4

[Co3+] = 2,2 × 10-28 mol/L quá nhỏ nên thế nhỏ hơn thế của (2H 2O/O2, 4H+) nên quá trình
oxi hóa không thể xảy ra được.

Câu 4
Ion Fe (SCN)2+ có màu đỏ ở nồng độ bằng hoặc lớn hơn 10-5M. Hằng số điện li của nó là
10-2.
1. Một dung dịch chứa vết Fe3+. Thêm vào dung dịch này một lượng KSCN đến nồng độ
10-2M (coi thể tích dung dịch không đổi). Xác định nồng độ tối thiểu của Fe 3+ để dung dịch xuất
hiện màu đỏ.
2. Một dung dịch chứa Ag+ 10-2M và Fe3+ 10-4 M. Thêm SCN vào tạo kết tủa AgSCN
(coi thể tích không đổi). Xác định nồng độ Ag + còn lại trong dung dịch khi xuất hiện màu đỏ.
Biết TAgSCN = 10-2.
3. Thêm 20cm3 dung dịch AgNO3 5.10-2M vào 10cm3 dung dịch NaCl không biết nồng
độ. Lượng dư Ag+ được chuẩn độ bằng dung dịch KSCN với sự có mặt của Fe 3+ điểm tương
đương (khi bắt đầu xuất hiện màu đỏ) được quan sát thấy khi thêm 6cm 3 dung dịch KSCN 101

M. Tính nồng độ của dung dịch NaCl.

HDG
a/ Xét CB Fe3+ +
C0

[ ]


SCN − € Fe ( SCN )

C0

10−2

C0 − x

10−2 − x

x

(

2+

K = 102

x
= 10−2
0
−2
C − x 10 − x

)(

Khi có mầu thì x = 10-5M thay vào ta được :

(


10−5
2
0
−5
=
10
⇒
C
=
2.10
M
C0 − 10−5 10−2 − 10−5

)(

)

−5
b/ Khi xuất hiện mầu đỏ thì [ FeSCN ] = 10 M thì

 Fe3+  = 10−4 − 10−5 = 9.10−5 M



)


 FeSCN 2+ 
10−5
2

= 10 ⇒
= 102
Khi đó ta có :
3+
−
−
−5
 Fe   SCN 
 SCN  .9.10
−12
10
−10
⇒  SCN  = 1,1.10 M ⇒  Ag  =
M
−3 = 9,1.10
1,1.10
−

−3

+

+
−10
0
c/ Theo phần trên  Ag  = 9,1.10 << CAg+

⇒ nAgCl↓ + nAgSCN↓ = nAg+ (ban đầu)
0
−3

−1
⇒ 10.10−3.CCe
= 20.10−3.5.10−2
− + 6.10 .10
0
⇒ CNaCl
= 4.10−2 M

CÂU 5 :
Cấu hình electron của nguyên tố M ở trạng thái cơ bản chỉ ra rằng: M có 4 lớp electron,
số electron độc thân của M là 3.
a. Dựa vào các dữ liệu trên cho biết M có thể là các nguyên tố nào.
b. M tạo được ion phức có công thức [M(NH3)6]3+, phép đo momen từ chỉ ra rằng ion này
là nghịch từ.
- Cho biết tên gọi của [M(NH3)6]Cl3
- Cho biết trạng thái lai hoá của M trong ion phức trên và chỉ ra dạng hình học của ion
phức này.
HDG :
Vì có 4 lớp điện tử do vậy phân lớp cuối cùng trong phân bố điện tử chỉ có thể là 4S,
3d, 4P.
Vì có 3 điện tử độc thân do vậy, phân lớp cuối cùng chỉ có thể là
3d3 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d3 4S2 Nguyên tố 23V
3d7 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d7 4S2 Nguyên tố 27Co
3P3 → Cấu hình hoàn chỉnh 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d10 4S2 4P3 Nguyên tố 33As

Tạo phức với NH3 có công thức [M(NH3)6]3+ do vậy không thể là As. Vì phức nghịch
từ do vậy không có điện tử độc thân → M chỉ có thể là Coban [CO]
Tên gọi [CO(NH3)6]Cl3 : Hexa amin coban (III) Clorua:



CO3+: 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3d6
Vì NH3 là phối tử trường mạnh do vậy khi tạo phức có sự dồn 2 electron vào
vậy:

NH3 NH3 NH3 NH3NH3NH3

Vậy Co lai hoá d2sp3
Hình dạng phân tử bát diện:
NH3
NH3

H3N
Co
NH3

H3N
NH3

Câu 6:
Phức [Fe(CN)6]4- có năng lượng tách là 394,2 kJ/mol, phức [Fe(H2O)6]2+ có năng lượng tách là
124,2 kJ/mol và năng lượng ghép electron là 210,3 kJ/mol.
a) Hãy vẽ giản đồ năng lượng của hai phức trên và cho biết phức nào là phức spin cao,
phức nào là phức spin thấp?
b) Hỏi với sự kích thích electron từ t2g đến eg thì phức [Fe(CN)6]4- hấp thụ ánh sáng có bước
sóng λ bằng bao nhiêu.
HDG :
Các phức [Fe(CN)6]4- và [Fe(H2O)6]2+ đều là phức bát diện. Trong phức [Fe(CN)6]4- có năng lượng
tách (∆) > năng lượng ghép electron nên phức này có giản đồ năng lượng như sau:

eg


∆
↑↓
↑↓

↑

↑

↑

↑

↑↓

↑↓

t2g


Trong giản đồ trên tổng spin S = 0 và là phức spin thấp.
Trong phức [Fe(H2O6)]2+ có năng lượng tách thấp hơn năng lượng ghép electron nên
eg
↑
↑
phức này có giản đồ năng lượng như sau:
∆

↑↓
↑↓


↑

↑

↑

↑

↑

↑

Trong giản đồ trên tổng spin S = 4 x 1/2 = 2 và là phức spin cao.
λ=

b)

hc 6,625.10 −34. 3.10 8
=
E
394,2.10 3

= 3,034.10-7 m hay 3034

0

A

6,02.10 23


C©u 7: 1. Cho X là muối sắt sunfat khan có 36,84% sắt về khối lượng.
a) Xác định công thức hóa học của X.
b) Hoàn thành phương trình hóa học theo sơ đồ:
+KCN dư
(X)

2.

+Cl2

+ KOH đặc

(A)

(B)

(A)

dung dịch vàng

dung dịch vàng

Bảng độ dài sóng của bức xạ bị hấp thụ và màu nhìn thấy
Mầu của bức xạ
bị hấp thụ

Bước sóng của bức xạ
bị hấp thụ (nm)


Mầu trông thấy ở chất

Tím

400-424

Vàng – lục

Xanh chàm

424-480

Vàng

Lam

480-500

Da cam

Lục

500-575

Đỏ tía

Vàng

575-585


Tím

Da cam

585-647

Lam

(mầu phụ)

t2g


Đỏ tía

647-710

Lục

HDG:
1. a) X là FeSO4
b) (1) FeSO4 + 6KCN → K4[Fe(CN)6] + K2SO4
(2) K4[Fe(CN)6] + Cl2 → K3[Fe(CN)6] + 2KCN
(3) 4K3[Fe(CN)6] + 4KOHđặc, nóng → K4[Fe(CN)6] + O2 + 2H2O
2.

∆o =

hc.N A
λ


* Ion phức [Mn(H2O)6]3+:
λ=

6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23
= 0,476.10-6 (m) = 476 nm.
3
250,5.10

Ion phức [Mn(H2O)6]3+ hấp thụ màu xanh chàm nên hợp chất Mn(III) trong nước có màu vàng.
* Ion phức [Rh(H2O)6]3+:
λ=

6,6.10 −34.3,0.10 8.6,023.10 23
= 0,371.10-6 (m) = 371 nm.
3
321,6.10

Ion phức [Rh(H2O)6]3+ hấp thụ bức xạ có λ = 371 nm ngoài vùng nhìn thấy nên hợp chất Rh(III)
trong nước không có màu.
Câu 8:
Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl-, có cùng thành phần 19,51% Cr;
40,57% H2O và 39,92% Cl.
+ Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ion
Cl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch.
+ Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -.
Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl.
+ Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ion
này cho kết tủa với AgCl.
Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên.

HDG:


Các phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vì vậy,
nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52) thì số
nguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là:
39,92.52

- Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 3
40,57.52

- Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6
Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2O
Từ các luận cứ sau:
- Cr3+ thường có 6 phối trí
- Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+
- Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl- trong cầu nội của phức
chất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch
- Các dữ kiện của đề bài
Có thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau:
(1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O
Khi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau:
Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2ClPhức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng với
AgNO3 cho kết tủa AgCl.
Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau:
[Cr(H2O)6]3+
Hexaaquơ Crom (III)

[Cr(H2O)5Cl]2+
Clopentaaquơcrom (III)


[Cr(H 2O)4Cl2]+
Điclotetraaquơcrom (III)

Câu 9
1.Cho biết dạng hình học của các ion sau: [Ni(CN) 4]2-; [FeF6]3-. Hãy cho biết các ion trên
có tính thuận từ hay nghịch từ? Giải thích?


2 Gọi tên và vẽ các cấu trúc lập thể cho các ion phức của coban sau: [CoCl 2(NH3)4]+ và
[CoCl3(CN)3]3-.
HDG
1.
Cấu hình electron của Ni2+ : [Ar]3d8

3d

4s

4p

• Xét phức [Ni(CN)4]2- :
CN- là phối tử trường mạnh, dẫn đến ion Ni2+ ở trạng thái kích thích :

3d8

dsp 2

⇒ Ni2+ ở trạng thái lai hóa dsp2
⇒ [Ni(CN)4]2- có dạng vuông phẳng và ion trung tâm Ni2+ không còn electron độc thân,

do đó ion [Ni(CN)4]2- có tính nghịch từ.

• Xét phức [FeF6]3- :
Cấu hình electron của Fe3+: [Ar]3d5
F- là phối tử trường yếu

3d5

4s

4p

4d

⇒ Fe3+ ở trạng thái lai hóa sp3d2
⇒ [FeF6]3- có dạng bát diện đều và ion trung tâm Fe3+ còn 5 electron độc thân ⇒ có tính


thuận từ.

2.
- Tên của các ion phức :
Điclorotetraamincoban (III) : [CoCl2(NH3)4]+
Triclorotrixianocobanat (III) : [CoCl3(CN)3]3-.
- Cấu trúc lập thể :
Cl

Cl

H3N


NH3

H3N

NH3

H3N

Co
H3N
Cl

Co

Cl

NH3
NH3

Cl
NC

Cl

CN
CN

Co
Cl


NC

Cl

Co

Cl

CN

Cl
CN

Bài 10.
1. Sử dụng thuyết liên kết hóa trị (VB) để giải thích dạng hình học, từ tính của các phức chất
sau:[Ni(CN)4]2-, [NiCl4]2-, [Ni(CO)4]. Cho C (Z=6), N (Z=7), O (Z=8), Ni (Z=28), Cl (Z=17).
2. Hòa tan 2,00 gam muối CrCl 3.6H20 vào nước, sau đó thêm lượng dư dung dịch AgNO3 và
lọc nhanh kết tủa AgCl cân được 2,1525 gam. Cho biết muối crom nói trên tồn tại dưới dạng
phức chất.
a) Hãy xác định công thức của phức chất đó.
b) Hãy xác định cấu trúc (trạng thái lai hóa, dạng hình học) và nêu từ tính của phức chất trên.
HDG:
1.
Ni : 3d84s2 ; Ni2+ : 3d8
Ni2+ :

3d

4s


4p


Phức [Ni (CN)4]2- : CN- là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron d → tạo phức
vuông phẳng với lai hóa dsp2 . Spin thấp (S = 0 ). Nghịch từ

dsp2
[Ni(CN)4]24s

3d

4p

Phức [NiCl4]2- : Cl- là phối tử cho π → tạo trường yếu → không dồn ép electron d được → tạo
phức tứ diện với lai hóa sp3 . Spin thấp (S = 1 ). Thuận từ
sp3
[Ni(Cl)4]24s

3d

4p

Ni : 3d84s2

4s

3d

4p


Phức [Ni(CO)4] : CO là phối tử nhận π → tạo trường mạnh → dồn electron 4s vào 3d → tạo
obitan 4s,3d trống → lai hóa sp3 , phức tứ diện. Spin thấp (S = 0). Nghich từ
sp3
[Ni(CO)4]
4s

3d

CO

4p
CO CO CO

2. a.
n(AgCl) = (2,1525:143,5) = 0,015; n(CrCl 3 . 6H2O) = (2:266,5) = 7,5.10-3
n(Cl- tạo phức) = 3(7,5.10-3) - 0,015 = 7,5.10-3
Trong phân tử phức chất tỷ lệ mol Cl − : Cr3+ = (7,5.10-3) : (7,5.10-3) = 1:1
Công thức của phức: [Cr(H2O)5Cl]2+
b.

24 Cr3+ (1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3) →

24 Cr3+ : [Ar] 3d3


3d3

4s


Ar

4p

Cl

900

H 2O

H2O

A
H 2O

Phøc thuËn tõ

Cr lai hãa sp3d2

900

H2O
B¸t diÖn ®Òu

H2O


Câu 11:
Cho 3 hợp chất khác nhau của Cr(III) với nước và ion Clo Cl -, có cùng thành phần 19,51% Cr;
40,57% H2O và 39,92% Cl.

+ Hợp chất thứ nhất có màu tím, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 3+ và 3 ion
Cl-. Tất cả các ion này kết tủa ngay thành AgCl khi thêm AgNO3 vào dung dịch.
+ Hợp chất thứ 2 có màu xanh, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 2+ và 2 ion Cl -.
Cả 2 ion này đều kết tủa cho AgCl.
+ Hợp chất thứ 3 có màu lục, tan nhanh trong nước cho ion phức có điện tích 1+ và ion Cl -. Ion
này cho kết tủa với AgCl.
Hãy viết cấu tạo, gọi tên và vẽ cấu trúc của ion phức nêu trên.
HDG
Các phức chất được xét trong chương trình phổ thông thường là phức chấ đơn nhân. Vì
vậy, nếu giả thiết rằng trong phân tử của phức chất được xét chỉ có một nguyên tử Cr (M=52)
thì số nguyên tử Cl và số phân tử nước sẽ là:
39,92.52

- Số nguyên tử Cl (m) bằng: m = 19,51.35,5 = 2,997 ≈ 3
40,57.52

- Số phân tử nước (n) bằng: n = 19,51.18 = 5,9969 ≈ 6
Như vậy, CTPT của phức chất là CrCl3.6H2O
Từ các luận cứ sau:
- Cr3+ thường có 6 phối trí
- Cl- và nước đều có thể đóng vai trò là phối tử để tạo phức với Cr3+
- Liên kết Cr-Cl trong cầu nội của phức chất khá bền, làm cho Cl - trong cầu nội của phức
chất không phân ly thành ion tự do trong dung dịch
- Các dữ kiện của đề bài
Có thể đưa ra giả thiết về thành phần của 3 phức chất như sau:
(1)[Cr(H2O)6]Cl3 ; (2) [Cr(H2O)5Cl2]Cl2.H2O ; (3) [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O
Khi đó phương trình điện ly của các phức chất trong dung dịch được biểu diễn như sau:
Phức chất (1): [Cr(H2O)6]Cl3 → [Cr(H2O)6]3+ + 3ClPhức chất (2): [Cr(H2O)5Cl]Cl2 → [Cr(H2O)5Cl]2+ + 2Cl-



Phức chất (3): [Cr(H2O)4Cl2]Cl → [Cr(H2O)4Cl2]+ + ClCác ion Cl- nằm ở cầu ngoại bị phân ly thành ion tự do trong dung dịch do đó tác dụng với
AgNO3 cho kết tủa AgCl.
Tên của các ion phức và cấu trúc tương ứng của chúng như sau:
[Cr(H2O)6]3+

[Cr(H2O)5Cl]2+

Hexaaquơ Crom (III)

Clopentaaquơcrom (III)

OH2
H2O

OH 2
Cr

H2O

H2O

H2O

OH 2

H2O

OH2

Điclotetraaquơcrom (III)


Cl

Cl

OH 2
Cr

Cr

OH 2

[Cr(H2O)4Cl2]+

H2O

OH 2

Cl
OH2

OH2

Cl
H2O

OH 2
Cr

H2O


OH 2
Cl

Câu 12:
Cho biết ion phức Co(III) có cấu trúc bát diện.
1. Vẽ tất cả các đồng phân của [Co(NH3)Br(en)2]2+ (en: etylenđiamin)
2. Những ion phức Co(NH 3 )3+
và CoF63− đựng trong những ống mẫu riêng đặt trên một cái cân.
6
Ở đây các ion phức được một nam châm điện vây quanh. Khi kích hoạt nam châm điện thì
khối lượng của CoF63− tăng lên còn khối lượng của Co(NH 3 )3+
không bị ảnh hưởng gì. Giải
6
thích.
Câu 13: Viết công thức dạng cis và trans của ion phức bát diện [Co(NH 4)4Cl2]+. Nhận xét về vị
trí tương đối của 2 nguyên tử Cl đối với nguyên từ Co trung tâm
Câu 14: Phim đen trắng chứa lớp phủ bạc bromua trên nền là xenlulozơ axetat.
1. Viết phản ứng quang hóa xảy ra khi chiếu ánh sáng vào lớp AgBr phủ trên phim.
2. Trong quá trình này thì lượng AgBr không được chiếu sáng sẽ bị rửa bằng cách cho tạo
phức bởi dung dịch natri thiosunfat. Viết phương trình phản ứng.
3. Ta có thể thu hồi bạc từ dung dịch nước thải bằng cách thêm ion xianua vào, tiếp theo là
kẽm. Viết các phản ứng xảy ra.
HDG:
hν

•

1. Phản ứng: 2AgBr(r) → 2Ag (r) + Br2 /2Br
2. AgBr(r) + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

3. [Ag(S2O3 ) 2 ]3− + 2CN − → [Ag(CN)2 ]− + 2S2O3−
2[Ag(CN) 2 ]− + Zn → [Zn(CN) 4 ]2− + 2Ag +

Câu 15: Một vài tính chất của một hợp chất vô cơ chưa biết A được liệt kê dưới đây:
- A là một chất rắn màu trắng hơi vàng, dễ chảy rữa và thăng hoa khi đun nóng. A có KLPT
là 266.
- A phản ứng mãnh liệt với nước để cho dung dịch B.
- Khi một dung dịch hỗn hợp gồm NH4OH và NH4Cl được thêm vào dung dịch B thì nhận
được kết tủa keo màu trắng.