HÓA học các NGUYÊN tố CHUYỂN TIẾP (hóa vô cơ) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

HÓA HỌC CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP... • Các hợp chất ở trạng thái oxy hóa thấp liên kết có bản chất ion, còn trong hợp chất có số oxy hóa cao lại có tính cộng hóa trị... • Các hợp chất củ

HÓA HỌC CÁC NGUYÊN

TỐ CHUYỂN TIẾP

CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

• 1 ĐẶC ĐIỂM C U T O ẤU TẠO ẠO

VỊ TRÍ CÁC NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

 phân nhóm IB: số OXH (+) max > STT nhóm

 phân nhóm IIB và IIIB chỉ có 1 số OXH (+) = STT nhóm

 phân nhóm VIIIB hiện nay mới chỉ biết vài ngtố có số OXH (+) max = STT nhóm.

2 Đặc tính chung

• Các ngtố d ở số OXH (+) thấp thể hiện

tính KL (≈ KL s, p có cùng số OXH), ở số OXH cao (≥ +4) thể hiện tính phi kim (≈

phi kim cùng nhóm) Đó là do sự tương tự

về tổng số e hóa trị và đặc điểm LK trong hợp chất.

• Trạng thái oxy hóa cực đại là bền nhất, tùy từng nhóm mà có các trạng thái đặc trưng khác.

– VD: Cr (+6, +3), Mn (+7, +2, +4).

• Các hợp chất ở trạng thái oxy hóa thấp liên kết có bản chất ion, còn trong hợp chất có số oxy hóa cao lại có tính cộng hóa trị Ví dụ:

• Trạng thái oxy hóa thấp: Các hợp chất của nguyên tố chuyển tiếp có tính base ( có khả năng cho đi e ).

– VD: CrO, Cr(OH)2, MnO, Mn(OH)2+acid  muối

• Trạng thái oxy hóa cao có tính acid.

– VD: CrO3, H2CrO4, Mn2O7, HMnO4 +kiềm  muối

• Các hợp chất của kim loại chuyển tiếp (đặc biệt là ở trạng thái oxy hóa dương thấp) có màu, do hiện tượng tách mức năng lượng (trong phần lý thuyết trường tinh thể).

Vanadium kim loại và các hợp chất trong dung dịch:

V 2+ , V 3+ , VO 2+ , and VO 2 + , từ trái sang phải.

3 Quy luật biến đổi tính chất

• Các ngtố dãy 3d khác nhiều so với các dãy còn lại

(vì các AO 3d có tính đối xứng khác hẳn với các

AO s, p trước đó) Do sự “co d” nên sự giống nhau theo hàng ngang khá lớn

• Do có nhiều  hoặc , các ngtố d sớm thường có

số OXH (+) max = STT nhóm  Ở trạng thái OXH thấp, các ngtố d sớm: có tính khử mạnh Trong một chu kỳ, độ bền của số OXH thấp tăng dần

PHỨC CHẤT

• Phức chất là những hợp chất phức tạp trong đó

nguyên tử hay ion kim loại (chuyển tiếp) liên kết với 1 nhóm nguyên tử hay ion.

• VD: Fe(CO)5, [Fe(CN)6]4-, [Cu(NH3)4]2+…

• Nguyên tử hay ion kim loại trung tâm gọi là chất

tạo phức.

• Nhóm các phân tử hay ion (CO, NH 3 , CN - …) gọi là phối tử (ligand).

• Cầu nội: Là các ion phức trong ngoặc [ ].

• Cầu ngoại: Là các ion đơn giản bên ngoài.

• VD: [Co(NH 3 ) 6 ] Cl 3

• Cầu nội Cầu ngoại

• Sự sắp xếp các cấu tử xung quanh ion trung tâm gọi là sự phối trí (Coordination).

• Số vị trí sắp xếp xung quanh ion trên những khoảng cách gần nhất và theo một trật tự nhất định gọi là

số phối trí (Coordination number).

• Phân loại phức chất

 Phức Cation: Chất tạo phức là ion dương, phối tử là những phân tử trung hòa, VD [Co(NH3)6]Cl3

 Phức anion: Ion trung tâm là ion dương, các phối tử là các anion, VD Na[BF4], K4[Fe(CN)6]

 Phức trung hòa: Chất tạo phức là những phân tử trung hòa, phối tử cũng là phân tử trung hòa, VD: [Ni(CO)4]

• Hoặc chất tạo phức là ion dương, phối tử là những phân tử trung hòa và ion âm, VD [Co(NH3)3Cl3]

O

H H

• Số phối trí 3

– Phẳng (D3h)

– Chóp (kim tự tháp) (C3v)

– Một số có hình chữ T (C2v)

• Được biết với các nguyên tố trung tâm có hóa trị 3.

– Không phổ biến lắm với các ion kim loại

N H

B

H

H H

• Số phối trí 5

– Hai hình chóp tam giác (D3h)

– Hình chóp tứ giác (vuông) (C4v)

• Có thể tự chuyển dạng qua lại

– Dạng hai hình chóp tam giác thường gặp hơn

• Thường với các cấu tử kim loại pentachloride (Cl5).

Cu

Cl Cl

Cl Cl

Cl

In

Cl Cl

Cl

• Số phối trí 6

• Là số phối trí rất thường gặp.

• Các dạng hình học thường gặp

• Bát diện (Oh)

• 2 hình chóp tứ giác (D4h)

–Có thể bị kéo dài hay nén ngắn theo trục z

• 2 chóp tứ giác đáy hình thoi (D2h)

–Có thể thay đổi 2 đường chéo

• Hình khối 6 mặt tam giác (D3d)

• Các dạng chuyển đổi theo hình dưới đây

Các số phối trí cao hơn

Phối trí 7

Phối trí 8

Phối trí 9

Kim loại và phối tử cứng - mềm

• Dựa trên định nghĩa acid của Lewis

– Phối tử đóng vai trò base, cho cặp e cho ion kim loại.

• Ion kim loại cứng dễ tương tác với base cứng.

– Các phối tử cứng N, O, F.

– Các phối tử mềm P, S, Cl.

• Độ cứng của ligand giảm từ trên xuống theo nhóm.

• Kim loại mềm

– Mật độ điện tích dương thấp

– Bán kính ion lớn

– Lớp vỏ chưa bão hòa

• Có vị trí nằm về bên phải của dãy chuyển tiếp

• Lanthanides và actinides là các kim loại cứng

– Actinides thì mềm hơn lanthanides

– Bảng sau đây phân loại tương đối các phần tử

cứng – trung bình – mềm.

Cứng

Trung bình

Mềm

LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT

• Có các lý thuyết khác nhau để giải thích sự tạo thành liên kết trong phức chất: Thuyết liên kết hóa trị (VB), thuyết orbital phân tử (MO), thuyết Trường tinh thể (CF-Crystal Field), thuyết Trường phối tử (LF – Dẫn xuất từ thuyết CF và MO).