NGUYÊN tố CHUYỂN TIẾP (hóa vô cơ)

Trong một chu kỳ, khả năng đạt đến số OXH + cao giảm dần  Ở trạng thái OXH cao, các ngtố d muộn: chất OXH mạnh.. • Trong cùng một dãy chuyển tiếp các ngtố tạo thành các hợp chất cùng ki

CHƯƠNG VI

NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

I CÁC NHẬN XÉT CHUNG VỀ NGUYÊN

TỐ CHUYỂN TIẾP

II PHỨC CHẤT

III CÁC PHÂN NHÓM PHỤ

I CÁC NHẬN XÉT CHUNG VỀ NGUYÊN TỐ CHUYỂN TIẾP

1 Đặc điểm cấu tạo

2 Đặc tính chung

3 Quy luật biến đổi tính chất

1 Đặc điểm cấu tạo

 Ngoại lệ trong cấu trúc e ở các PN VIB, IB và VIIIB.

 Các công thức e trên hoàn toàn đúng chỉ với CK IV

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.

baz Ví dụ MnO, Mn(OH)2

Ở trạng thái OXH cao:

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

3 Quy luật biến đổi tính chất

• Các ngtố d muộn: chỉ có các số OXH < STT nhóm

Trong một chu kỳ, khả năng đạt đến số OXH (+) cao giảm dần  Ở trạng thái OXH cao, các ngtố d muộn: chất OXH mạnh

• Trong một PNP, số OXH (+) cao bền dần còn số OXH (+) thấp kém bền dần khi đi từ trên xuống dưới

• Trong cùng một dãy chuyển tiếp các ngtố tạo thành các hợp chất cùng kiểu có hình dạng tương tự nhau

do có SPT giống nhau Tuy nhiên trong một chu kỳ: SPT bền giảm dần Trong một PNP: SPT bền tăng

dần

II PHỨC CHẤT

1 Khái niệm chung

2 Các thuyết cơ học lượng tử về phức c

hất

1 Khái niệm chung

a Định nghĩa về phức chất: Phức chất là các

phần tử (ion hay phân tử) được tạo thành từ

các ion đơn giản và chúng có khả năng tồn tại độc lập trong dung dịch

b Cấu tạo của phức chất: [MLn ]X

c Sự phân ly của phức chất

2 Các thuyết cơ học lượng tử về

phức chất

a Thuyết liên kết hóa trị củ a Pauling

(VB)

b Thuyết trường tinh thể

c Thuyết orbital phân tử (MO) hay

thuyết trường phối tử

b Thuyết trường tinh thể

• Cơ sở của sự tạo phức

• Xét các phức chất của nguyên tố d

Cơ sở của sự tạo phức:

Dưới tác dụng đẩy tĩnh điện của các L, các phân lớp d, f của M bị tách ra thành các phân lớp nhỏ hơn

• Phức chất được mô tả bằng các định luật

của cơ học lượng tử.

Xét các phức chất của nguyên tố d

• Các AO (n - 1)d: dxy, dyz, dzx (d), dx2 –y2 , dz2 (d) tham gia tạo lk với các L

• Ở trạng thái cơ bản các AO nd có năng lượng như nhau: End

• Khi có các L bao quanh thì tùy cách phối trí của các phối tử mà các AO d bị ảnh hưởng khác nhau và

trở thành có năng lượng khác nhau:

Sự phối trí đối xứng cầu: các AO nd không suy biến

Thông số tách trường tinh thể 

Thông số tách trường tinh thể  phụ thuộc vào:

• Cấu hình phức chất: tứ diện = bát diện

• Bản chất nguyên tử trung tâm M và phối tử L:  tăng

dần theo dãy quang phổ hóa học:

 Phối tử trường yếu: I - < Br - < S 2- < SCN - < Cl - < F - < OH

-< ONO - < C2O42- < H2O

 Phối tử trường trung bình: NCS - < CH3CN < NH3 < en

(ethylenediamine) < bipy(2,2’-bipyridine) < phen

(1,10-phenanthroline)

 Phối tử trường mạnh: < phofpho < CN - < CO.

9 4

Sự phân bố electron trên các AO d

• Sự phân bố e trên các AO d của M trong

phức chất cũng tuân theo các nguyên lý và quy tắc của CHLT và đặc biệt phụ thuộc vào thông số tách 

Bát diện trường yếu ( < P): tạo phức spin cao

Bát diện trường mạnh ( > P): tạo phức spin

thấp

Đối với trường tứ diện: chỉ có trường yếu nên luôn tạo phức spin thấp

Kết luận: Thuyết trường tinh thể

• Giải thích được các đặc tính quang học của phức chất

• Giải thích được từ tính của phức chất

• Có thể dự đoán tính bền của các phức chất dựa vào gía trị năng lượng ổn định trường tinh thể.

• Nhược điểm:Thuyết trường tinh thể chỉ

chính xác nếu như liên kết trong phức là ion, còn nếu liên kết là cộng hóa trị thì các tính

toán định lượng chỉ là gần đúng.

Năng lượng ổn định trường tinh thể

• Phức bát diện spin cao:

5

2 n

5

3 n

E

mP n

2





AO d

Hình: tứ diện và bát diện

y

x z

Phối tử L

Nguyên tử trung tâm M

y

x z

Trường bát diện

Trường tứ diện

Crystal field d orbital splitting diagrams