Bài 20. Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch
Nội dung lý thuyết
1. THÀNH PHẦN VÀ DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHỨC CHẤT
1.1 Thành phần của phức chất
- Trong thành phần của phức chất có nguyên tử trung tâm và phối tử.
- Liên kết giữa phối tử và nguyên tử trung tâm là liên kết cho – nhận.
Ví dụ: Liên kết trong phức chất [Co(NH3)6]3+ được hình thành do phối tử NH3 cho cặp electron chứa liên kết vào AO trống của nguyên tử trung tâm Co3+.
1.2. Dạng hình học của phức chất
- Phức chất có 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.
- Phức chất mà nguyên tử trung tâm tạo 6 liên kết σ với các phối tử thường có dạng hình học bát diện, được gọi là phức chất bát diện
 |  |
- Phức chất mà nguyên tử trung tâm tạo 4 liên kết σ với các phối tử thường có dạng hình học là tứ diện hoặc vuông phẳng, được gọi là phức chất tứ diện hoặc phức chất vuông phẳng.
2. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH
2.1. Sự tạo thành phức chất aqua trong dung dịch
- Khi tan trong nước, cation kim loại chuyển tiếp (Mn+) thường nhận các cặp electron hoá trị riêng từ các phân tử H2O để hình thành các liên kết cho – nhận, tạo ra phức chất aqua.
Mn+(aq) + mH2O(l) → [M(OH2)m]n+(aq)
- Hầu hết phức chất aqua có dạng hình học bát diện ([M(H2O)6]n+), chẳng hạn: [Co(OH2)6]3+, [Co(OH2)6]2+, [Fe(OH2)6]3+, [Fe(OH2)6]2+, [Ti(OH2)6]3+,...
2.2. Một số dấu hiệu tạo ra phức chất trong dung dịch
- Dựa vào hiện tượng thay đổi màu sắc, kết tủa bị hòa tan, sự xuất hiện kết tủa,… có thể dự đoán phức chất đã được tạo thành.
2.3. Phản ứng thay thế phối tử của phức chất trong dung dịch
Trong dung dịch có thể xảy ra phản ứng thay thế phối tử của phức chất.
- Anion OH- hoặc Cl- có thể trở thành phối tử để thay thế phối tử trong các phức chất. Ví dụ:
[Cr(OH2)6]3+(aq) + 6OH-(aq) → [Cr(OH)6]3-(aq) + 6H2O(l)
[Cu(OH2)6]2+(aq) + 4Cl-(aq) \(⇌\) [CuCl4]2-(aq) + 6H2O(l)
- Phân tử NH3 có thể trở thành phối tử để thay thế phối tử trong các phức chất. Ví dụ:
[Ni(OH2)6]2+(aq) + 6NH3(aq) → [Ni(NH3)6]2+(aq) + 6H2O(l)
[PtCl4]2-(aq) + 2NH3(aq) → [PtCl2(NH3)2](s) + 2Cl-(aq)
3. THÍ NGHIỆM TẠO THÀNH MỘT SỐ PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH
- Phản ứng copper(II) sulfate với dung dịch ammonia
[Cu(OH2)6]2+(aq) + 2OH-(aq) → [Cu(OH)2(OH2)4](s) + 2H2O(l)
[Cu(OH)2(OH2)4](s) + 4NH3(aq) → [Cu(NH3)4(OH2)2]2+(aq) + 2OH-(aq) + 2H2O(l)
4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT
Phức chất có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau như y học, dược học, hóa học,…
| Ứng dụng dựa vào phản ứng tạo phức chất | Xác định hàm lượng cation kim loại chuyển tiếp trong dung dịch |
| Hấp thụ và loại bỏ các cation kim loại nặng, độc ra khỏi cơ thể ở dạng phức chất | |
| Ứng dụng dựa vào đặc điểm, tính chất của phức chất | Làm vật liệu, chất tạo màu trong sản xuất |
| Làm thuốc, chất dinh dưỡng | |
| Làm chất chỉ thị màu cho các quá trình phản ứng, xúc tác cho một số phản ứng |
