Đang tải... (xem toàn văn)
slide môn hóa vô cơ chương 6 - nguyên tố chuyển tiếp tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớ...
CHƯƠNG VI 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 - Đó là các nguyên tố d: (n - 1)d x ns 1,2 . - Trong mỗi chu kỳ (≥4) có 10 ngtố d, họp thành họ ngtố d. Trong mỗi phân nhóm phụ (B), có 3 ngtố. - Cấu hình e hóa trị các ngtố d: Nhóm Cấu hình Nhóm Cấu hình IIIB (n – 1)d 1 ns 2 VIIB (n – 1)d 5 ns 2 IVB (n – 1)d 2 ns 2 VIIIB (n – 1)d 6,7,8 ns 2 VB (n – 1)d 3 ns 2 IB (n – 1)d 10 ns 1 VIB (n – 1)d 5 ns 1 IIB (n – 1)d 10 ns 2 Số e HT = số e (ns) + số e ((n – 1)d) = STT của nhóm. 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. VÒ TRÍ CAÙC NGUYEÂN TOÁ CHUYEÅN TIEÁP 2. Đặc tính chung • Lớp n có 1 – 2 e → dễ nhường các e ns tạo cation → ngtố d đều là KL. • Lớp (n – 1) thường chưa bão hoà, E (n – 1)d ≈ E ns → (n – 1)d có khả năng trở thành hóa trị và lần lượt cho đi từng e một cho đến hết → các ngtố d có nhiều số OXH (+) và cách nhau 1 đơn vị: Số OXH (+) min = +2 (riêng phân nhóm IB là +1). Số OXH (+) max = STT nhóm. • Ngoại lệ: 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. 2. Đặc tính chung Ở trạng thái OXH thấp: LK có bản chất ion • TiCl 3 là muối rắn, phân hủy ở 700 0 C • VF 3 là chất rắn, nóng chảy ở 800 0 C • TaCl 3 là chất rắn, t nc rất cao Các hợp chất có tính baz. Ví dụ MnO, Mn(OH) 2 Ở trạng thái OXH cao: LK có bản chất cht. • TiCl 4 là chất lỏng, sôi ở 136 0 C; • VF 5 là chất lỏng, sôi ở 111 0 C, • TaCl 5 là chất rắn, t nc = 211 0 C, t s = 242 0 C Các hợp chất có tính axit. Ví dụ: Mn 2 O 7 , HMnO 4 : Các ng tố d dễ tạo phức với các phối tử vô cơ và hữu cơ vì chúng sử dụng các orbital (n - 1)d có E thấp. MnO 2 , Mn(OH) 4 : lưỡng tính. 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 [...]... diện: Edε < End (-0 ,4∆bd) Edγ > End (+0 ,6 bd) Sự phối trí tứ diện: Edε > End (+0,4∆td) Edγ < End (-0 ,6 td) Thông số tách trường tinh thể ∆ Thông số tách trường tinh thể ∆ phụ thuộc vào: • Cấu hình phức chất: ∆tứ diện = 4 ∆bát diện 9 • 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- < C2O4 2- < H2O Phối... 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: • Phức chất tồn tại được là nhờ lực hút tĩnh điện giữa ion... 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 (dε), dx2 –y2 , dz (dγ) tham gia tạo lk với các L • Ở trạng thái cơ bản các AO nd có năng lượng như nhau: End 2 • Khi có các L bao quanh thì tùy cách phối trí của các phối tử mà các AO d bị ảnh... S 2- < SCN- < Cl- < F- < OH< ONO- < C2O4 2- < H2O Phối tử trường trung bình: NCS- < CH3CN < NH3 < en (ethylenediamine) < bipy(2,2’-bipyridine) < phen (1,10phenanthroline) Phối tử trường mạnh: < phofpho < CN- < CO 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... d4 d5 d6 d7 Phức bát diện spin cao Phức bát diện 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... 3 E = ndε × − ∆ bd + ndγ × + ∆ bd + mP 5 5 • Phức tứ diện: 3 2 E = n d γ × − ∆ td + n d ε × + ∆ td 5 5 AO d Hình: tứ diện và bát diện z z x x y y Phối tử L Nguyên tử trung tâm M Trường bát diện Trường tứ diện Crystal field d orbital splitting diagrams . CHƯƠNG VI 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. điểm cấu tạo - Đó là các nguyên tố d: (n - 1)d x ns 1,2 . - Trong mỗi chu kỳ (≥4) có 10 ngtố d, họp thành họ ngtố d. Trong mỗi phân nhóm phụ (B), có 3 ngtố. - Cấu hình e hóa trị các ngtố d: Nhóm. 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 - <