Mức oxí hóa của các nguyên tố chuyền liếp thứ hai và thứ ba ( vòng tròn lớn hơn là mức oxi hóa thường gặp).. • Các hợp c h ấ t ứng với bậc oxi hóa cao lại bền hơn nhiều so với[r]
Trang 1C H Ư Ơ NG 6
6.1 Vị trí các kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hoàn
Trong bảng tuầri hoàn m ỗi chu kỳ ñều ñược bắt ñầu từ việc ñiển electron vào obitan ns ( n là số thứ tự chu kỳ) và sau ñó các electron k ế tiếp sẽ ñiền vào các obitan tiếp theo.
(1)« Ở chu kỳ thứ tư, sau hai nguyên tố kali ( 4 i ‘ ) và canxí (4i’2 ), các electron bắt ñầu ñược
xếp vào các obitan 3d Vì năm obitan 3í! c ó tối ña là 10 electron nên có 10 nguyêri tố họ d xuất
hiện trong chu kỳ thứ tư, ñó là các nguyên tố :
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
•N hững nguyên tố này ñược gọi là các nguyên t ố (hay kim loại) chuyển tiếp d ã y thử nhất.
(2)* Cũng tương tự vậy, trong chu kỳ thứ năm, sau hai nguyên tố rubiñi (55*) và stronti (5 s2), các electron tiếp tục xếp vào các obitan 4 d, hình thành 10 nguyên tố họ d là các nguyên tố :
Y Zr N b M o Tc Ru Rh Pd A g Cd
• Những nguyên tố này ñược gọi ỉà các nguyên tô'(hay kim loại) chuyên tiếp d ã y thứ hai.
(3)* Trong chu kỳ thứ sáu, sau khi electron xếp vào obitan 6s ở xezi (6s 1 ) và bari (6s2 ) và một electron xếp vào obitan 5(Ị ò lantan , thì các electron lần lượt xếp vào 7 obitan 4 / nên xuất
hiện 14 nguyên tố từ ô 58 (Ce) ñến ô 71 ( Lu).
• Vì không ứng với nguyên tố nào trong các chu kỳ trên, nên 14 nguyên tố này ñược xếp
chung cùng m ột ô với nguyên tố lantan, nên gọi là các n quyên t ố họ lantan hay ỉantanoit
( thường gọi là nguyên tố ñất hiếm ) ð ó là các nguyên tố :
Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Y b Lu
• Sau 14 nguyên tố họ ỉantanoit, các electron lại tiếp tục xếp vào các obitan 5 d hình thành
10 nguyên tố họ í/ là các nguyên tố :
La H f Ta w Re Os Ir Pt Au Hg
ñược gọi là các n quyên tô' ( kim ì o ạ i ) chuyển tiếp ciãy thứ ba.
(4) • Ở chu kỳ thứ bảy, bắt ñầu hai nguyên tố franxi và rañi c ó cấu hình l s l và l s 2, sau ñó là nguyên tố actini với cấu hình 7 s26 d l , các electron tiếp theo xếp vào các obitan 5f< ( hoặc 6d)
hình thành 14 nguyên tố xếp vào cùng m ột ô với actini nên ñược gọi là c ác nguyên t ố họ
actino it, ñó là các nguyên tố:
Th Pa u N p Pu Am Cm Bk C f Es Fm M d N o Lr
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 250 ðại cương vê' nguyên tố chuyển tiếp
• Sau các actinoit , người ta chỉ mới biết ñược hai nguyên tố họ d ở chu kỳ thứ bảy là
guyên tố có s ố thứ tự 104 là rơzefoñi R f ( còn có tên là kursatovi Ku) và nguyên tố có số thứ
; 105 là harii H a (còn c ó tên là ninxbori Ns).
Như vậy các ngu yên tố chuyển tiếp ở các chu kỳ dài và ñược chia thành ba nhóm lớn:
a) Nhóm n gu yên tố chuyển tiếp chính ( họ c ì)
b) N hóm lantanoit ( h ọ / ) c) N hóm actin oit ( h ọ / )
Các nguyên tố ch uy ển tiếp ( họ cỉ) ñược nêu tóm tắt ở bảng 29.
B ả n g 2 9 Các nguyên tố chuyển tiếp họ d trong bảng tuần hoàn
89 Ac
104 Rf
105 Ha
[106] [107] [108] [109]
(5) • Cung cần phải nói thêm rằng, nếu xuất phát từ ñịnh nghĩa " nguyên t ố chuyển tiếp là
những nguyên t ố có lớ p vỏ d ị hoặc f ) ñược ñiền m ột phần â trạng thá i c ơ hán và c ả những
nguyên t ố có lớp vỏ d h o ặ c f dược ñiền m ột phần trong các hợp chất" thì ñiều ñó có nghĩa là các
kim loại Cu, A g , A u vẫn là các kim loại chuyển tiếp, mặc dù c ó lớp vỏ (n -1 )cỉ ñã hoàn chỉnh
với 10 electron, nhưng, ion Cu(II) có cấu hình 3d 9 , ion Ag(II) c ó cấu hình 4<r/ 9 và ion Au(III)
có cấu hình 5 d 8 ; cò n các kim loại Zn, Cd, H g không phải là các kim loại chuyển tiếp, vì các
nguyên tố này ñều c ó cấu hình (n - ì) ñ i0 n s 2 giống như các nguyên tố tiếp theo, hơn nữa chúng
lại không tạo nên những hợp chất có lớp vỏ ( n -l)c/ bị ion hóa, v í dụ, ở trạng thái cơ bản kẽm có
cấu hình 2>di04 s 2 và io n Zn2+ duy nhất có cấu hình 3d 10 giống như ion Ga3+ ñứng sau kẽm.
Như vậy, có tất cả 57 nguyên tố chuyển tiếp ( kể cả nguyên tố 104 và 105).
6.2 ðặc ñiểm cấu tạo nguyên tử các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
(1)« Như trên ñã nêu các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm các nguyên tố từ ô 21 (Sc)
ñến ô 3 0 ( Z n) , ngu yên tử của các nguyên tố này có một số ñặc ñiểm hhư ñã nêu ở bảng 30.
• V ề cấu hình electron , trừ một vài ngoại lệ, các nguyên tố còn lại ñều có cấu hình
electron ngoài cùng c ủ a nguyên tử ñều là 4i'2 , do ñó các nguyên tố này ñều ỉà kim loại,và chính
vì vậy biến thiên tín h chất của các nguyên tố họ d theo chiều tăng của s ố z không rõ rệt như
trong các nguyên tố s v ằ p
(2 ) • V ề kích thư ớ c nguyên tử của các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất (và cả các dãy
khác) thì sự biến ñ ổ i của bán kính nguyên tử và ion không ñơn giản như các nguyên tố không
chuyển tiếp, nghĩa là không biến ñổi m ột chiều mà còn biến ñổi ít hơn so với các nguyên tố
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 3Hoá học Vô cơ 151
Bảng 3 0 Một số ñặc ñiểm nguyên tử của các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất Nguyên
tố
Cấu hình electron
tử<2» ( Ẳ )
Thế ion hóa thứ nhất (eV)
ðộ âm
ñ iệ n (1)
Thế tiêu chuẩn(3) (V)
01 ðộ âm ñiện theo Pauling
(2) Các trị số bán kính nguyên tử ñã trinh bày ỏ trên ứng với mạng lưới có số phối trí 12 thông thường nhất ñối với kim loại ( bán kính kim loại) Khi chuyển sang các số phối trí 8; 6; và 4 các bán kính nguyên tử giảm xuống bằng cách
nhân các trị số ñó với 0,97; 0,96; 0,88.
(3) Thế tiêu chuẩn trình bày trong bảng ứng vói quá trình M?' + 2e ^ > M° ; riêng trường hợp Sc và Cr ứng với quá trình M 3^ + 3e - =»■ M °
không chuyển tiếp N guyên nhân là trong các nguyên tố chuyển tiếp, electron ñược thêm dần
vào các obitan d , những obitan này chắn mạnh ñiện tích hạt nhân bởi các electron I1S làm cho
kích thước của nguyên tử không biến ñổi bao nhiêu.
(3) v ể năng lượng ion hóa cũng biến ñổi ít hơn so với các nguyên tố không chuyển tiếp,
nguyên nhân cũng như trong trường hợp trên, là khi số lóp electron của nguyên tử không ñổi,
lóp trong.
(4) • M ức oxi hóa của các nguyên tố này ñược trình bày ở hình 47, trong ñó mức oxi hóa
thường gặp nhất và quan trọng nhất ñược ghi bằng vòng tròn lớn.
Nhìn chung , ta thấy mức o xi hóa của các nguyên tố này thay ñổi trong khoảng từ +1 ở
Cu và +7 ở M n, trong ñó phổ biến nhất ñối với tất cả các nguyên tố là mức +2 và + 3 , ngoại lệ
không có mức +2 ở Sc và +3 ở Zn M ỗi mức oxi hóa ứng với m ột cấu hình electron nhất ñịnh
chẳng hạn với crom c ó cấu hình :
- 3(1 54 s ' ứng với mức oxi hóa 0
• Từ cấu hình electron , chúng ta thấy rằng những nguyên tố chuyển tiếp mà các obitan chưa hoặc ñã xếp ñíí m ột nửa s ố electron sẽ có số oxi hóa lớn nhất trùng với số thứ tự của nhóm
tương ứng ; còn với những nguyên tô' mà các obitan cì gần ñược hoàn chỉnh ( nghĩa là ñã xếp quá
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 4152 ðại cương về nguyên tố chuyển tiếp
H ìn h 4 7 Mức oxi hóa của các nguyên tố chuyển tiếp nhóm thứ nhất
( vòng tròn lớn là trạng thái oxi hóa thường gặp).
5 electron ) thì hầu như không có khuynh hướng tạo nên hợp chất ứng với mức oxi hóa cao.
Chính vì vậy , ta hiểu ñược tại sao sắt , coban, niken không có mức oxi hóa + 8 , còn Zn chỉ có
mức oxi hóa duy nhất là + 2
• M ức oxi h ó a + 2 thường gặp trong các hợp chất nhị tố và thường là hợp chất ion, chẳng
hạn các oxit M O ñều c ó tính bázơ Các ion hiñrat hóa [M (H 20 ) 6]2+ ñều ñược biết trong dung
dịch cũng như ở trạng thái tinh thể ( trừ ion Ti2+ ) Các ion v 2+ , C r + , Fe2+ dễ bị oxi hóa bởi
không khí trong d u n g dịch axit Màu sắc của các ion hiñrat ñó ñược ñưa ra ở bảng 31.
Có thể thu ñược các ion hiñrat hóa này khi hòa tan kim loại, oxit, muối cacbonat.v.v của các kim loại tương ứng trong axit cũng như khi ñiện phân các muối M 3+.
Những m u ố i hiñrat hóa mà anion không có khả năng tạo phức thl thường chứa các ion [M (H20 ) 6]2+ chẳng hạn như
Cr(C 104)2.6H 20 FeF2 8H20
M nCCỈO^-óHọO F e S 0 4 7H 20 Khi thêm k iề m vào dung dịch muối M2+ sẽ tạo thành hiñroxit , có trường hợp có thể tạo
ra dạng tinh thể n h ư F e(O H )i, N i(Ọ H )2 có cấu true tinh thể dạng M g(O H )2.
Khi thêm H C 0 3“ sẽ tạo ra kết tủa cacbonat của mangan , s ắ t , coban, niken và ñổng.
• V ới mức o x ì h ó a + 5 cũng là mức ñặc trựng cho các nguyên tố ñang xét R iêng với Cu
chỉ mới biết ñược m ộ t ít hợp chất của Cu(III) và thường là không bền với tác dụng của nước.
Các florua M F 3 , các oxit M ?03 thường là hợp chất ion , còn các hợp chất khác như các clorua, bromua, su n fu a c ó ñặc tính cộng hoá trị ñáng kể.
Các nguyên tố từ Ti ñến Co tạo thành ion hiñrat hóa tám mặt [M (H ,0 )6]3+ , màu sắc
của các ion này d ẫ n ra ở bảng 31
Trong d u n g dịch nước các ion ñó dễ bị thủy phân , thí dụ:
[Ti(H20 ) 6]3+ + HOH [Ti(H20) 5 OH]2+ + H30 +
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 5Hoá học Vô cơ 153
Các loại phèn như C s.T i(S 0 4)2.12H 20 , K V (S 0 4)2 1 2 H ,0 cũng ehứa các ion hexa hiñrat của các kim loại ñó.
Bảng 31 Thế tiêu chuẩn (V) và màu sắc của ion hiñrat hó.a [M(H20 ) 6]2+ và [M(H20 ) 6]3+
Nguyên tố £ °(V )
M3+ +1e := = ă = M 2+
E °(V) M3+ +3e M°
Màu của [M(H2o ) 6]2*
Màu của [M(H2o )6F
-<’> Cu24 + 1e Cụ* , E° = +0.15V ; Cu+ + 1e Cu° , £° = +0.52V
6.3 Tính chất lý - hóa học của các kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
Tính chất lý - hóa học cụ thể của các kim loại và các hợp chất của chúng ñược trình bày
cụ thể trong các chương sau, ò ñây chỉ nêu một số nhận xét chung.
(1)* Tất cả ñều là những kim loại , óng ánh, một số có màu, như coban có màu lam nhạt, ñồng có màu ñỏ nhạt.
• ð ều là những chất rắn có ñộ cứng cao (trừ Cu); khối lượng riêng lớn; dẫn ñiện dẫn nhiệt tốt; khó nóng chảy và khó bay hơi.
M ột số tính chất nêu trên ñược trình bày ở các bảng 2; 3; 4; 5; 6 ở chương 1.
(2)« Trừ Sc và Zn , các nguyên tố còn lại ñều ña hoá trị, tạo ra các hợp chất ñều c ó màu.
• Trừ mangan và sắt rất dễ tham gia phản ứng, các kim loại còn lại ở nhiệt ñộ phòng ít có khả năng phản ứng , ñều bền với sự ăn mòn Khi ñốt nóng ñều phản ứng với oxi, halogen, lưu
huỳnh và các phi kim khác.
• ðều phản ứng mạnh với các dung dịch axit như HF, HC1, H N O j, H2S 0 4 ở các nồng ñộ
và nhiệt ñộ khác nhau Các phản ứng với các ñơn chất và hợp chất ñược trình bày cụ thể trong
các chương sau.
(3) M ột trong những tính chất quan trọng của các nguyên tố chuyển tiếp là tính thuận từ
Như ñã biết, dựa vào tác dụng của từ trường, các chất ñược chia ra làm hai nhóm là các chất
thuận từ và các ch ất nghịch từ (hay phản từ) Những ion, nguyên tử, hay phân tử bất kỳ c ó một
số electron chưa ghép ñôi ( c ó số lẻ electron) ñều gây nên tính thuận từ, vì ít ra có m ột electron
trong số ñó c ó từ trường chưa khép kín , bất kỳ vật liệu nào c ó chứa các tiểu phân ñó ñếu bị từ
trường hút Ngược lại, các chất không có electron ñộc thân ( tức c ó số chẵn electron ) - trừ một
số ngoại lệ - ñều là chất nghịch từ.
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 6154 ðại cương về nguyên tố chuyển tiếp
• V iệ c n ghiên cứu từ tính của các chất là phương pháp hiệu nghiệm ñể phát hiện số electron không g h é p ñôi trong các nguyên tố hóa học và trong các hợp chất của chúng ðơn vị
dùng ñể nghiên cứu từ tính của nguyên tử, ion và phân tử là manheton Bohr ( |LI B ) và giả sử
môm en từ hoàn toàn gây ra bởi n electron không ghép ñôi của nguyên tử hay ion sẽ ñược tính
theo phương trình:
ịí = 2 j s ĩ s + 1) ( 1) ( trong ñó s là spin tổng cộng của tất cả các electron không ghép ñôi).
M ôm en từ của nguyên, tử và ion có từ m ột ñến năm electron không ghép ñôi tính theo
phương trình (1) ñược nêu ở bảng 32
ð ể minh h o ạ chúng ta lấy dẫn chứng C u S 0 4.5H20 và M n S 0 4.4H 20 ñể làm dẫn chứng
Từ thực nghiệm , m ôm en từ ño ñược của C u S 04.5H20 là 1,95 |i.B gần với trị số lý thuyết
(1 ,73ja B); và của M n S 0 4.4H 20 là 5,86 |0 B cũng gần tương ứng với trị số lý thuyết (5,92 |0 B ) •
Từ những kết quả ñó , có thể kết luận rằng trong phân tử C u S 0 4.5 H i0 có chứa ion Cu2+
ứng với cấu hình [A r].3 c/ 9 với một electron không ghép ñôi.
Bảng 32 Môm en từ của nguyên tử và ion tính theo phương trình(1)
Cũng tương tự , trong phân tử M n S 0 4.4H'>0 có mặt của ion M n2+ ứng với cấu hình
[A r].3 d 5 với 5 electro n ñộc thân.
• Trên hình 4 8 so sánh giá trị mômen từ tính theo lý thuyết (ñường nét liền) và giá trị thực ngh iệm (các chấm ñen) ñối với các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất Sự chênh
lệch giữa trị số thực nghiệm và trị số lý thuyết như ñã nêu trong hình 48, ñã ñược giải thích
bằng cách cho rằng có lẽ là do ảnh hưởng của các m ôm en từ gây ra bởi sự chuyển ñộng obitan
của electron.
Hình 48 Mômen từ của các ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 7Hoá học Vô cơ 155
• N ói tóm lại, nguyên tử và ion các nguyên tố họ cì ñều có tính thuận từ và ñặc biệt ba nguyên tố Fe Co, N i và hợp chất của chúng - ở ngay nhiệt ñộ thưòng - lại có tính thuận từ ñặc
biệt mạnh nên ñược gọi là các chất sắ t từ Tính chất này gây ra do các nguyên tử hay ion thuận
từ ở rất gần nhau, xuất hiện tác dụng hofp lực với nhau làm cho tính thuận từ trở nên rất mạnh.
Không những bị nam châm h ú t, mà các chất sắt từ dưới tác dụng của dòng ñiện - lại trở thành nam châm.
Những chất có tính sắt từ không nhiều lắm mà lại còn phụ thuộc vào nhiệt ñộ , chẳng hạn
Gd có tính sắt từ dưới 16°c ; còn Fe (760°C) , Co(1075°C), Ni(362°C) , trên nhiệt ñộ ñó - tính
sắt từ sẽ mất.
6.4 Nhận xét chung các nguyên tố dãy chuyển tiếp thứ hai và thứ ba
Dãy chuyển tiếp thứ hai và thứ ba gồm những nguyên tố thuộc chu kỳ 5 và 6 tương ứng
Các nguyên tố này c ó m ột số ñặc ñiểm khác với các nguyên tô' dãy chuyển tiếp thứ nhất
( bảng 33).
Bảng 33 Một số ñặc ñiểm nguyên tử của các nguyên tố chuyển tiếp dãy 2 và 3 Nguyên tố Cấu hình
electron
Nguyên tử khối
Bán kính nguyên tử*1) ( A )
Năng lượng ion hóa 1 (eV)
ðộ âm ñiện(2)
<’> ứng vối mạng lưới có số phối trí 12.
(2) ðộ âm ñiện theo Pauling.
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 8156 ðại cương về nguyên tố chuyển tiếp
(1) Bán kính của các kim loại ñều lớn hơn so với bán kính nguyên tử của các kim loại dãy
chuyển tiếp thứ nhất Tuy nhiên, bán kính của các nguyên tố ñãy thứ ba khác nhau không nhiều
so với bán kính của cá c nguyên tố dãy thứ hai cùng nhóm, mặc dù số lớp electron tăng lên , ñiều
ñó ñã ñược giải thích là do hiện tượng co lantanit.
(2)» Khác với c á c nguyên tố dãy một không tạo ra mức oxi hóa + 8 ; còn các nguyên tố
chuyển tiếp dãy 2 v à dãy 3 có s ố o x i h óa thay ñổi từ +1 ñến +8 như ñã nêu trong bình 49.
+8
+6
+4
+2 0
• Ã m
í
1 Á _Á .
i
~
Hình 4 9 Mức oxí hóa của các nguyên tố chuyền liếp thứ hai và thứ ba
( vòng tròn lớn hơn là mức oxi hóa thường gặp).
• Các hợp c h ấ t ứng với bậc oxi hóa cao lại bền hơn nhiều so với dãy chuyển tiếp thứ nhất
Chẳng hạn, w , R e , R u , Pt có khả năng tạo ra các hợp chất như WC16 , ReF7 , R u 0 4 , PtF6 ; trong
khi ñó những hợ p ch ấ t tương tự không hình thành ở các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất.
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 9Hoá học Vô cơ 157
(3) ðều là những chất rắn c ó nhiệt ñộ nóng chảy cao, nhất là w (T = 3 4 1 0 °c ) và Re
(TI1C = 3170°c ) M ột số tính chất khác như ñộ cứng, khối lượng riêng, nhiệt ñộ nóng chảy, nhiệt
ñộ sôi, ñộ dẫn ñiện dẫn nhiệt ñã ñược trình bày ở chương l ( các bảng 3 ' 4 ‘ 5 ' 6).
(4)« So sánh thế ion hóa và ñộ âm ñiện cho ta thấy tính khử của các kim loại thuộc hai dãy
này thay ñổi không nhiều so với các nguyên tố chuyển tiếp dãy thứ nhất trong cùng nhóm.
(5)» ð ặc biệt các nguyên tố thuộc dãy hai và dãy ba tạo ra c laste nhiều hơn so với các
nguyên tố dãy thứ n h ấ t.
C la ste là hợp ch ất m à trong ñ ó có tồn tạ i liên kết hóa học giữa các nguyên tử của các nguyên tô' chuyển tiếp họ d V í dụ hợp chất cacbonyl hai nhân dạng claste của mangan
[M n(CO)5]2:
CO
o c Ị
oc — Mn
/ I
OC I
c o
c o
1 / co Mn ;■ - CO
I CO
CO
ñộ dài liên kết = o qo Ẵ
Mn-Mn A
Trong cacbonyl hai nhân trên c ó liên kết ơ tạo ra trực tiếp giữa 2 nguyên tử Mn do hai electron chưa ghép ñôi của hai nguyên tử mangan:
nguyên tử Mn Ỹ ị t ị t ị t
\ - -/\ /
Hình thành liên kẽt 7 tp
với obitan phân tử của co
" ' "■ ■ V —
-Hình thành liên kết a với các cặp
electron của co
ơ Mn - Mn
• N gưòi ta ñã biết ñược khá nhiều claste và chia ra làm hai nhóm : a) Các halogenua thấp và một số oxit.
b) Các cacbonyl ña nhân (6) • Nhóm thứ nhất chủ yếu tạó ra bởi các kim loại Tc và Re , M o và w , N b và Ta.
Những claste hai nhân ñã ñược nghiên cứu kỹ là Mo,C193” , W 2C193- cũng như R e2Clg2~ D ự kiện
thực nghiệm cũng ñã thiết lập ñược rằng trong ion R e,C lg2~ (hình 50) c ó ñộ dài liên kết R e—R e
là 2,24 Ẳ bé hơn 0,5 Ẳ so với liên kết R e - R e trong tinh thể kim loại mạng lục phương ( bán
kính kim loại của Re bằng 1,37 A ) Khoảng cách ngắn hơn ñó ñã ñược giải thích là do sự tạo
thành liên kết bốn R e = Re trong ñó có m ột liên kết ơ, 2 liên kết n và một liên kết ô
• Claste ba nhân như polim e ReCI4' gổm các mảnh R e3C l|23~ nhừ ñã nêu trong
hình 51.Trong hợp chất này c ó khoảng cách d ( Re Re ) = 2,43 -ỉ- 2,50 A bé hơn khoảng cách
giữa hai nguyên tử R e trong cấu trúc tinh thể mạng lục phương của reni là 0,3 ^ 0,25 A
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN
Trang 1058 ðại cương về nguyên tố chuyển tiếp
• Re
o ct
Hình 5 0 cấu trúc của Re2CI82 Hình 51 Cấu trúc của Re3CI123'
trong K2Re2CI8 ■ 2HzO trong Cs3Re3CI,2
• M ột v í dụ v ề claste tám mặt là MoCỈT màu vàng Những dữ kiện phân tích Rơnghen cho thấy M o ơ 2 ứng vơi c ô n g thức [M o6Clg]Cl4 Trong ion phức M o6Og4+ các nguyên tử clo nằm ở
góc của hình lập phương , còn các nguyên tử m olipñen chiếm tâm ở mặt của hình ỉập phương
( hình 5 2 )
Hình 52 Cấu trúc claste ơạng M6X8 Hình 53 cấu trúc claste dạng M6X12
( ion Mo6Oa4+) ( ion M o 6CI122+)
Trong trường hợp này, các mảnh claste M 6X 8 ñều khá bền không bị biến ñổi khi chuyển thành hợp chất khác, chẳng hạn khi cho M oCIị tác dụng với kiềm tạo ra muối
bazơ [M o6Clg](OH) 4 , hợp chất này khi tác dụng với axit lại tạo ra ion [M o6C18]4+.
• C laste ña nhân khác c ó dạng M 6X I2 trong phân tử [N b6X 12]Cl2.7H 20 và [Pt6X 12]PtCl2 như ñã m inh họa ỏr hình 53.
(7 ) • N h óm c ỉa ste thứ hai chủ yếu tạo ra bởi các kim loại M n, Tc, R e, Co, R h N ói chung,
các nguyên tố họ d có số lẻ electron hóa trị ñểu c ó khả năng tạo ra các hợp chất cacbonyl hai
nhân dạng claste nh ư [Tc(CO)5]2 , [Re(CO)5]2 , [Co(CO)4]2 , [Rh(CO)4]2
Trong phân tử những cacbonyl này ñều tổn tại liên kết ơ tạo ra giữa hai nguyên tử M -M
do electron chưa g h é p ñôi của hai nguyên tử kim loại như ñã nêu ở trường hợp [M n(CO)5],.
Những c la ste này ñều là chất kết tinh , dễ tan trong dung m ôi hữu c ơ và cực kỳ ñộc
BỒI DƯỠNG TOÁN - LÍ - HÓA CẤP 2+3 1000B TRẦN HƯNG ĐẠO TP.QUY NHƠN