Sơ lược về phức chất lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Tài liệu Sơ lược về phức chất Hóa học lớp 12 gồm các dạng bài tập từ cơ bản đến nâng cao với phương pháp giải chi tiết và bài tập tự luyện đa dạng giúp Giáo viên có thêm tài liệu giảng dạy Hóa học 12.

Sơ lược về phức chất lớp 12 (Chuyên đề dạy thêm Hóa 12)

Xem thử

Chỉ từ 300k mua trọn bộ Chuyên đề dạy thêm Hóa học 12 (sách mới) bản word có lời giải chi tiết:

• B1: gửi phí vào tk: 0711000255837 - NGUYEN THANH TUYEN - Ngân hàng Vietcombank (QR)
• B2: Nhắn tin tới Zalo VietJack Official - nhấn vào đây để thông báo và nhận giáo án

❖HỆ THỐNG LÝ THUYẾT

I. Một số khái niệm cơ bản về phức chất

- Phức chất là hợp chất có chứa nguyên tử trung tâm và các phối tử.

Trong đó: + Nguyên tử trung tâm (thường kí hiệu M) là cation kim loại hoặc nguyên tử kim loại.

                 + Phối tử (thường kí hiệu L) là anion hoặc phân tử.

                 + Phức chất [ML_n] có thể mang điện tích hoặc không mang điện tích.

Phức chất	Điện tích phức chất	Nguyên tử trung tâm	Phối tử
[Co(NH3)6]3+	+3	Cation Co3+	Phân tử NH3
[Zn(OH)4]2-	-2	Cation Zn2+	Anion OH-
[Fe(CO)5]	0	Nguyên tử Fe	Phân tử CO

- Nếu phức chất [ML_n] mang điện thì có thể có thêm cầu ngoại để trung hòa điện tích.

VD: [Cu(NH₃)₄]²⁺ hay [Cu(NH₃)₄](OH)₂ đều là phức chất.

II. Liên kết trong phức chất và một số dạng hình học của phức chất

1. Liên kết giữa nguyên tử trung tâm và phối tử

- Liên kết hóa học giữa nguyên tử trung tâm và phối tử trong phức chất là liên kết cho – nhận, trong đó phối tử cho cặp electron chưa liên kết vào orbital trống của nguyên tử trung tâm.

VD: Trong phức chất [Co(NH₃)₆]³⁺ liên kết hóa học được hình thành do phối tử NH₃ cho cặp electron chưa liên kết vào AO trống của nguyên tử trung tâm Co³⁺.

2. Dạng hình học của phức chất

- Trong phức chất, các phối tử sắp xếp một cách xác định xung quanh nguyên tử trung tâm tạo ra các dạng hình học khác nhau, phổ biến là dạng tứ diện, vuông phẳng và bát diện.

- Dạng hình học của phức chất được xác nhận bằng thực nghiệm.

Dạng tứ diện [ML4]	Dạng vuông phẳng [ML4]	Dạng bát diện [ML6]

III. Sự hình thành phức chất trong dung dịch

1. Sự hình thành phức chất aqua của một số ion kim loại chuyển tiếp

- Trong dung dịch, các ion kim loại chuyển tiếp Mⁿ⁺ thường nhận cặp electron chưa liên kết của phối tử H₂O tạo thành liên kết cho – nhận, hình thành phức chất aqua.

- Hầu hết phức chất aqua của ion kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất đều có màu, chúng thường có dạng hình học bát diện [M(H₂O)₆]ⁿ⁺: [Cu(H₂O)₆]²⁺, [Fe(H₂O)₆]²⁺, [Co(H₂O)₆]³⁺, …

- Theo IUPAC, khi viết công của phức chất nên hướng nguyên tử cho cặp e hóa trị riêng trong phối tử về phía nguyên tử trung tâm nên phức chất [M(H₂O)₆]ⁿ⁺ có thể viết là [M(OH₂)₆]ⁿ⁺.

2. Dấu hiệu phản ứng tạo thành phức chất trong dung dịch

- Phản ứng tạo phức chất trong dung dịch có thể được nhận biết dựa vào một số dấu hiệu như: Xuất hiện kết tủa, hòa tan kết tủa, thay đổi màu sắc.

Thí nghiệm	Hiện tượng	Phức tạo thành
Nhỏ vài giọt dd NaOH vào dd AlCl3	Xuất hiện kết tủa	[Al(OH)3(H2O)3]
Nhỏ vài giọt dd NaCl vào dd AgNO3 sau đó thêm tiếp dung dịch NH3 đến dư.	Ban đầu xuất hiện kết tủa trắng sau đó kết tủa tan	[Ag(NH3)2]+
Nhỏ vài giọt dd HCl đặc vào ống nghiệm chứa dd CuSO4 loãng	Dung dịch từ màu xanh chuyển sang màu vàng	[CuCl4]2-

3. Thí nghiệm sự tạo thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp

♦ Thí nghiệm sự tạo thành phức chất [Cu(NH₃)₄]²⁺

- Cho từ từ từng giọt NH₃ vào ống nghiệm chứa 5 mL dung dịch CuSO₄ 2% đến khi tạo thành dung dịch trong suốt.

- Hiện tượng: Xuất hiện kết tủa xanh lam sau đó kết tủa tan.

                     CuSO₄ + 2NH₃ + 2H₂O → Cu(OH)₂↓ xanh lam + (NH₄)₂SO₄

                     Cu(OH)₂ + 4NH₃ → [Cu(NH₃)₄](OH)₂ tan

♦ Thí nghiệm sự tạo thành phức chất [CuCl₄]^2-

- Thêm 2 mL dung dịch HCl đặc vào ống nghiệm chứa khoảng 1 mL dung dịch CuSO₄.

- Hiện tượng: Dung dịch từ màu xanh chuyển sang màu vàng.

                       [Cu(H₂O)₆]²⁺ + 4Cl^- → [CuCl₄]^2- + 6H₂O

4. Phản ứng thế phối tử của phức chất trong dung dịch

- Quá trình xảy ra sự thế phối tử này bằng phối tử khác được gọi là phản ứng thế phối tử của phức chất. Quá trình này xảy ra thuận lợi khi phức chất mới được hình thành bền hơn phức chất ban đầu.

            [Cr(H₂O)₆]³⁺(aq) + 6OH^-(aq) → [Cr(OH)₆]^3-(aq) + 6H₂O(l)             (thế H₂O bằng OH^-)

            [Cu(H₂O)₆]²⁺(aq) + 4Cl^-(aq) → [CuCl₄]^2-(aq) + 6H₂O(l)                   (thế H₂O bằng Cl^-)

            [Fe(H₂O)₆]²⁺(aq) + 6CN^-(aq) → [Fe(CN)₆]^4- + 6H₂O(l)                    (thế H₂O bằng CN^-)

            [PtCl₄]^2-(aq) + NH₃(aq) → [PtCl₃(NH₃)]^-(aq) + Cl^-(aq)                     (thế 1Cl^- bằng 1NH₃)

IV. Ứng dụng của phức chất

Trong y học	Trong CN hóa chất	Trong hóa học
- Chữa trị hoặc kiểm soát bệnh. VD: Phức chất cisplatin [Pt(NH3)2Cl2] dùng làm thuốc chữa bệnh ung thư.	- Làm chất xúc tác trong điều chế các hợp chất hóa học. VD: Phức chất [Pd(P(C6H5)3)4] xúc tác cho phản ứng ghép mạch carbon.	- Nhận biết và xác định hàm lượng các ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch. VD: Phức chất  [Ag(NH3)2]+ để phân biệt aldehyde và ketone.

❖ BÀI TẬP TỰ LUẬN

Câu 1. [KNTT - SGK] Cho các phức chất sau: [Cu(H₂O)₆]²⁺, [CoF₆]^3-, [Ni(CO)₄], [PtCl₂(NH₃)₂]

(a) Hãy chỉ ra phối tử và nguyên tử trung tâm trong mỗi phức chất trên.

(b) Hãy cho biết số lượng phối tử có trong mỗi phức chất trên.

(c) Hãy cho biết điện tích của mỗi phức chất trên.

Câu 2. [CD - SBT]  Nối những đặc điểm ở cột B với phức chất tương ứng ở cột A. 

Biết rằng khi ion Cr³⁺ hoặc nguyên tử Cr tạo phức chất thì trở thành nguyên tử trung tâm chromium có 6 liên kết cho - nhận với các phối tử xung quanh. 

Cột A	Cột B
(1) [Cr(en)3]3+  (2) [Cr(NH3)6]6+  (3) [Cr(CO)6]	(a) Một phối tử chỉ tạo một liên kết cho - nhận với nguyên tử trung tâm  (b) Một phối tử tạo hai liên kết cho - nhận với nguyên tử trung tâm  (c) Là phức chất trung hoà  (d) Là phức chất ion  (e) Nguyên tử trung tâm được hình thành từ quá trình cation kim loại nhận các cặp electron hoá trị  (g) Nguyên tử trung tâm được hình thành từ quá trình nguyên tử kim loại nhận các cặp electron hoá trị

Câu 3. [CD - SBT]

(a) Vì sao AgCl không phải là phức chất trong khi cation [H₃N–Ag–NH₃]⁺ là phức chất? 

(b) Vì sao sodium chloride (NaCl) không phải là một phức chất?

Câu 4. [KNTT - SGK] Cho các phức chất [Ag(NH₃)₂]⁺ và [CoF₆]^3-

Hãy chỉ ra nguyên tử trung tâm, phối tử và giải thích sự hình thành liên kết trong mỗi phức chất trên.

Câu 5. [CD - SGK] Khi cho copper(II) sulfate vào nước thì hình thành phức chất bát diện với các phối tử là 6 phân tử H₂O.

(a) Viết công thức của phức chất.

(b) Vẽ dạng hình học của phức chất trên.

Câu 6. [CTST - SGK] Viết công thức hóa học của phức chất aqua của ion Mn²⁺ và ion Co³⁺. Biết chúng đều có hình dạng bát diện.

Câu 7. [KNTT - SGK] Phức chất aqua của Ni²⁺ và Zn²⁺ đều có dạng hình học bát diện.

(a) Viết công thức hóa học mỗi phức chất aqua trên.

(b) Mô tả sự hình thành liên kết giữa phối tử và nguyên tử trung tâm trong mỗi phức chất.

Câu 8. [KNTT- SGK] CuSO₄ khan màu trắng, khi hòa tan trong nước, các phân tử nước liên kết với ion Cu²⁺ tạo phức chất aqua [Cu(H₂O)₆]²⁺. Hãy cho biết dấu hiệu nào chứng tỏ phức chất aqua đã tạo thành.

Câu 9. [CD - SBT] Dự đoán hiện tượng của quá trình diễn ra khi cho mỗi chất: Ba(OH)₂, Na₂CO₃, NH₃, CuO vào dung dịch sulfuric acid loãng dư. Quá trình nào có dấu hiệu của phản ứng tạo phức chất trong dung dịch? Giải thích.

Câu 10. [KNTT - SGK]

(a) Trong dung dịch, ion Co²⁺ tạo thành phức chất aqua có dạng hình học bát diện. Hãy viết công thức hóa học của phức chất.

(b) Khi cho một lượng dư NH₃ vào dung dịch muối CoCl₂, thấy màu sắc của dung dịch bị thay đổi. Hiện tượng xảy ra là do toàn bộ các phối tử H₂O trong phức chất qua đã bị thay thế bởi các phối tử NH₃, tạo thành phức chất mới có dạng bát diện. Viết phương trình hóa học của phản ứng thế phối tử đã xảy ra.

Câu 11. [KNTT - SGK]. Có 3 lọ hóa chất, mỗi lọ đựng dung dịch của một trong các phức chất sau:

[Ag(NH₃)₂]⁺, [Cu(H₂O)₆]²⁺, [Cu(NH₃)₄(H₂O)₂]²⁺. Hãy nhận biết phức chất có trong mỗi lọ dựa vào màu sắc đặc trưng của chúng.

Câu 12. [CD - SGK] Phản ứng nào dưới đây là phản ứng thay thế phối tử trong phức chất?

(a) ${\text{[}Co{\left(O{H}_2\right)}_6\text{]}}^{3+}\left(aq\right)+6N{H}_3\left(aq\right)\to {\text{[}Co{\left(N{H}_3\right)}_6\text{]}}^{3+}\left(aq\right)+6H_{2}O\left(l\right)$

(b) $2Na\left[Au{\left(CN\right)}_2\text{]}\right(aq)+Zn(s)\to N{a}_2\text{[}ZnC{l}_4\text{]}(aq)+2Au(s)$

(c) ${\text{[}Co{\left(O{H}_2\right)}_6\text{]}}^{2+}\left(aq\right)+4C{l}^{-}\left(aq\right)\to {\text{[}CoC{l}_4\text{]}}^{2-}\left(aq\right)+6H_{2}O\left(l\right)$

Câu 13. [CD – SBT] Khi hoà tan hỗn hợp gồm muối cobalt(III) chloride và sodium chloride vào nước thì một số quá trình cơ bản sau sẽ diễn ra: 

NaCl → Na⁺  + ?                                             (1) 

CoCl₃ → Co³⁺  + 3C1^-                                    (2) 

Co³⁺  + ? → [Co(OH₂)₆]³⁺                              (3) 

Na⁺   + ? → Na⁺(H₂O)_x                                   (4) 

C1^- + ? → Cl^-(H₂O)_y                                       (5) 

(a) Điền thông tin phù hợp vào các dấu ? ở các quá trình trên. 

(b) Với các quá trình trên, chỉ ra quá trình hydrate hoá, quá trình tạo phức chất và quá trình phân li. 

(c) Nêu các đặc điểm về liên kết hoặc tương tác trong mỗi sản phẩm ghi ở (3), (4) và (5). 

(d) Theo em, vì sao ở (4) và (5) không hình thành phức chất? 

Câu 14. [CD - SBT] Tìm kiếm thông tin để hoàn thành các phương trình hoá học sau:

       (a) CoCl₂(s) + 6H₂O(l)  $\rightleftharpoons$  ...?...(aq) + ...?... (aq)

              không màu/màu ... ?...            không màu/màu …?...                              

(b) CaCl₂(s)          $\stackrel{H_{2}O}{\to }$  Ca²⁺(aq) + ...?...(aq)

 không màu/màu ... ?...         không màu/màu ... ?...

Câu 15. [CD - SBT] Phèn sắt - ammonium là muối kép có công thức (NH₄)₂SO₄.Fe₂(SO₄)₃.24H₂O thường được dùng làm chất cầm màu vải, xử lí nước thải công nghiệp,... Khi hoà tan một lượng nhỏ phèn sắt - ammonium vào nước, sẽ có phản ứng thủy phân diễn ra, thu được phức chất không tan chứa phối tử H₂O và OH^- và phần dung dịch.

(a) Viết các phương trình hoá học của quá trình tạo phức chất không tan.

(b) Nêu cách chứng minh sự có mặt của tất cả các ion có trong phần dung dịch.

Câu 16. [CTST - SBT] Cho cân bằng sau:

[CoCl₄]²^-(aq) + 6H₂O(1) $\rightleftharpoons$[Co(H₂O)₆]²⁺(aq) +4Cl^-(aq) ${\Delta }_r{H}_{298}^0<0$

(màu xanh chàm)                     (màu đỏ hồng)

(a) Màu của dung dịch sẽ thay đối như thể nào khi đun nóng?

(b) Khi thêm dung dịch HCl, dung dịch sẽ có màu gì?

(c) Hãy cho biết dạng hình học của các phức chất trong cân bằng trên.

Câu 17. [CD - SBT] Nước có lượng đáng kể các cation Al³⁺ và Fe³⁺ được gọi là nước nhiễm phèn. Trong nước nhiễm phèn, mỗi cation này bị thuỷ phân tạo thành phức chất gồm 1 nguyên tử trung tâm, 3 phối tử OH^- và 3 phối từ H₂O.

(a) Viết phương trình hoá học của các phản ứng diễn ra.

(b) Vì sao nước phèn có pH thấp?

(c) Vì sao trong nước phèn xuất hiện các chất lơ lửng không tan?

Câu 18. [CD - SBT]  Muối cobalt(II) chloride có màu hồng. Hoà tan muối này vào nước thu được dung dịch màu xanh (dung dịch A) do ion Co²⁺ tạo thành phức chất aqua có dạng hình học bát diện. Phức chất này kém bền đối với nhiệt. Khi nhúng một băng giấy lọc màu trắng vào dung dịch A rồi sấy ở khoảng 100°C cho đến khô thu được băng giấy có màu hồng. Người ta có thể dùng băng giấy này để phát hiện nước trong một số mẫu vật.

Giải thích nguyên nhân của ứng dụng vừa nêu, viết phương trình hoá học minh hoạ.

Câu 19. [CTST - SBT] Một thí nghiệm được tiến hành như sau: Nhỏ vài giọt dung dịch silver nitrate vào ống nghiệm có chứa dung dịch sodium chloride, thêm tiếp vào ống nghiệm từng giọt dung dịch ammonia và lắc mạnh. Hãy dự đoán hiện tượng quan sát được. Giải thích. Viết các phương trình hoá học của phản ứng. Cho biết dạng hình học của phức chất tạo thành.

Câu 20. [CTST - SBT] Từ platinum(II) chloride và phối tử triethylphosphine (PEt₃), nhà hoá học vô cơ người Thụy Sĩ gốc Đức, Alfred Werner đã tổng hợp được hai phức chất vuông phẳng là đồng phân hình học của nhau. Hai phức chất này có cùng thành phần là 38,8% Pt, 14,1% Cl, 28,7% C, 12,4% P và 6,0% H. Hãy xác định công thức, về cấu tạo và gọi tên hai đồng phân của phức chất này.

Câu 21. [CTST - SBT] Trong kĩ thuật tráng phim đen trắng, người ta dùng dung dịch Na₂S₂O₃ (sodium thiosulfate) để loại bỏ AgBr còn dư trên phim. Tính độ tan (mol/L) của AgBr trong nước và trong dung dịch Na₂S₂O₃ 0,1 M để chứng minh kĩ thuật đó là có cơ sở khoa học.

Cho biết:            AgBr(s) $\rightleftharpoons$Ag⁺(aq) + Br^-(aq)                                K₁ = 5x10^-13

   Ag⁺(aq) + 2S₂O₃^2-(aq)$\rightleftharpoons$[Ag(S₂O₃)₂]^3-(aq)           K₂ = 4x10¹³

Câu 22.  [CTST - SBT] Chì (lead) trong mĩ phẩm có tác dụng làm tăng độ bám của sản phẩm lên da. Việc lạm dụng các mĩ phẩm này có thể dẫn đến ngộ độc - chì. Ngộ độc chì là một trong những tình trạng nhiễm kim loại nặng gây nguy hiểm cho sức khoẻ, có thể dẫn đến tử vong nếu không được phát hiện, xử lí kịp thời. Với trường hợp nhiễm độc chì nặng cần sử dụng – thuốc giải độc. Một trong các loại thuốc được bác sĩ chỉ định là Edetates (calcium disodium edetate), có tác dụng loại bỏ ion Pb²⁺ theo phương trình hoá học của phản ứng:

Vì sao phản ứng trên xảy ra? Hãy cho biết dạng hình học của phức chất tạo thành.

................................

................................

................................

Xem thử

Xem thêm Chuyên đề dạy thêm Hóa học lớp 12 các chủ đề hay khác:

• Chủ đề 5: Ôn tập chương 6

• Chủ đề 1: Nguyên tố nhóm IA

• Chủ đề 2: Nguyên tố nhóm IIA

• Chủ đề 3: Ôn tập chương 7

• Chủ đề 1: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

• Chủ đề 3: Ôn tập chương 8

---