Bài giảng Hóa vô cơ - Hóa học các nguyên tố chuyển tiếp
HOÙA HOÏC CAÙC NGUYEÂN
TOÁ CHUYEÅN TIEÁP
CAÙC NGUYEÂN TOÁ CHUYEÅN TIEÁP
1. ÑAËC ÑIEÅM CẤU TẠO
- Đó là cá c nguyên tố d: (n - 1)dxns1,2.
- Trong mỗi chu kỳ (≥4) có 10 ngtố d, họp thành họ
ngtố d. Trong mỗi phâ n nhó m phụ (B), có 3 ngtố.
- Cấu hì nh e hó a trị cá c ngtố d:
Nhoùm
III
IV
V
VI
(n-1)d1ns2
(n-1)d2s2
(n-1)d3ns2 (n-1)d5ns1
Coâng thöùc e
VII
VIII
I
II
(n-1)d5ns2
(n-1)d6,7,8ns2
(n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2
- Cá c cô ng 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 ≈ Ens →
(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 nhó m.
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.
Traïng thaùi oxy hoùa cöïc ñaïi laø beàn nhaát, tuøy töøng
nhoùm maø coù caùc traïng thaùi ñaëc tröng khaùc.
– VD: Cr (+6, +3), Mn (+7, +2, +4).
Caùc hôïp chaát ôû traïng thaùi oxy hoùa thaáp lieân keát coù
baûn chaát ion, coøn trong hôïp chaát coù soá oxy hoùa cao
laïi coù tính coäng hoùa trò. Ví duï:
TiCl3
VF3
TaCl3
Chaát raén, tnc cao.
Chaát raén, phaân huûy Raén, tnc=8000C
ôû 7000C
TiCl4
Chaát loûng
ts = 1360C
VF5
Loûng, ts=1110C
TaCl5
tnc =2110C
ts = 2420C
Traïng thaùi oxy hoùa thaáp: Caùc hôïp chaát cuûa
nguyeân toá chuyeån tieáp coù tính base (coù khaû
naêng cho ñi e).
– VD: CrO, Cr(OH)2, MnO, Mn(OH)2+acid → muoái.
Traïng thaùi oxy hoùa cao coù tính acid.
– VD: CrO3, H2CrO4, Mn2O7, HMnO4 +kieàm → muoái.
Caùc hôïp chaát cuûa kim loaïi chuyeån tieáp (ñaëc
bieät laø ôû traïng thaùi oxy hoùa döông thaáp) coù
maøu, do hieän töôïng taùch möùc naêng löôïng (trong
phaàn lyù thuyeát tröôøng tinh theå).
Vanadium kim loaïi vaø caùc hôïp chaát trong dung dòch:
+
V2+, V3+, VO2+, and VO2 , töø traùi sang phaûi.
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.
PHÖÙC CHAÁT
Phöùc chaát laø nhöõng hôïp chaát phöùc taïp trong ñoù
nguyeân töû hay ion kim loaïi (chuyeån tieáp) lieân keát
vôùi 1 nhoùm nguyeân töû hay ion.
VD: Fe(CO)5, [Fe(CN)6]4-, [Cu(NH3)4]2+…
Nguyeân töû hay ion kim loaïi trung taâm goïi laø chaát
taïo phöùc.
Nhoùm caùc phaân töû hay ion (CO, NH3, CN-…) goïi laø
phoái töû (ligand).
Caàu noäi: Laø caùc ion phöùc trong ngoaëc [ ].
Caàu ngoaïi: Laø caùc ion ñôn giaûn beân ngoaøi.
VD: [Co(NH3)6]Cl3
Caàu noäi Caàu ngoaïi
Söï saép xeáp caùc caáu töû xung quanh ion trung taâm goïi
laø söï phoái trí (Coordination).
Soá vò trí saép xeáp xung quanh ion treân nhöõng khoaûng
caùch gaàn nhaát vaø theo moät traät töï nhaát ñònh goïi laø
soá phoái trí (Coordination number).
Phaân loaïi phöùc chaát
Phöùc Cation: Chaát taïo phöùc laø ion döông, phoái töû
laø nhöõng phaân töû trung hoøa, VD [Co(NH3)6]Cl3.
Phöùc anion: Ion trung taâm laø ion döông, caùc phoái töû
laø caùc anion, VD Na[BF4], K4[Fe(CN)6].
Phöùc trung hoøa: Chaát taïo phöùc laø nhöõng phaân töû
trung hoøa, phoái töû cuõng laø phaân töû trung hoøa, VD:
[Ni(CO)4].
Hoaëc chaát taïo phöùc laø ion döông, phoái töû laø nhöõng
phaân töû trung hoøa vaø ion aâm, VD [Co(NH3)3Cl3].
SOÁ PHOÁI TRÍ
Soá phoái trí 2
– Coù hai daïng hình hoïc coù theå coù:
Thaúng goùc (D∞h)
Gaáp khuùc (C2v)
– Thoâng thöôøng vôùi caùc nguyeân toá hoùa trò 2.
O
O
Pu
H
H
O
Soá phoái trí 3
– Phaúng (D3h)
– Choùp (kim töï thaùp) (C3v)
– Moät soá coù hình chöõ T (C2v)
Ñöôïc bieát vôùi caùc nguyeân toá trung taâm coù
hoùa trò 3.
– Khoâng phoå bieán laém vôùi caùc ion kim loaïi.
H
N
H
B
H
H
H
H
Soá phoái trí 4
Caùc daïng hình hoïc cô baûn.
– Töù dieän (Td) – Tetrahedral.
– Hình vuoâng (C4h)
F
H
H
F
F
C
Xe
H
H
F
Soá phoái trí 5
– Hai hình choùp tam giaùc (D3h)
– Hình choùp töù giaùc (vuoâng) (C4v)
Coù theå töï chuyeån daïng qua laïi.
– Daïng hai hình choùp tam giaùc thöôøng gaëp hôn.
Thöôøng vôùi caùc caáu töû kim loaïi pentachloride
(Cl5).
Cl
In
Cl
Cu
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Soá phoái trí 6
Laø soá phoái trí raát thöôøng gaëp.
Caùc daïng hình hoïc thöôøng gaëp
Baùt dieän (Oh)
2 hình choùp töù giaùc (D4h)
–Coù theå bò keùo daøi hay neùn ngaén theo
truïc z.
2 choùp töù giaùc ñaùy hình thoi (D2h)
–Coù theå thay ñoåi 2 ñöôøng cheùo.
Hình khoái 6 maët tam giaùc (D3d).
Caùc daïng chuyeån ñoåi theo hình döôùi ñaây.
Phoái trí 6
Oh ->D4h
or
Oh ->D2h
Oh ->D3d
Caùc soá phoái trí cao hôn
Phoái trí 8
Phoái trí 7
Phoái trí 9
Kim loaïi vaø phoái töû cöùng - meàm
Döïa treân ñònh nghóa acid cuûa Lewis
– Phoái töû ñoùng vai troø base, cho caëp e cho ion kim
loaïi.
Ion kim loaïi cöùng deã töông taùc vôùi base cöùng.
– Caùc phoái töû cöùng N, O, F.
– Caùc phoái töû meàm P, S, Cl.
Ñoä cöùng cuûa ligand giaûm töø treân xuoáng theo nhoùm.
Kim loaïi cöùng:
– Maät ñoä ñieän tích döông cao.
– Baùn kính nhoû.
– Coù lôùp voû e baõo hoøa hay baùn baõo hoøa.
Tải về để xem bản đầy đủ
23 trang
20500
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa vô cơ - Hóa học các nguyên tố chuyển tiếp", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_vo_co_hoa_hoc_cac_nguyen_to_chuyen_tiep.ppt
