Sơ lược về phức chất và sự hình thành phức chất của ion kim loại chuyển tiếp trong dung dịch SVIP

1. THÀNH PHẦN VÀ DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHỨC CHẤT

➤ Thành phần của phức chất

Phức chất là hợp chất có chứa một nguyên tử trung tâm liên kết phối tử thông qua liên kết cho - nhận.

- Phối tử là các phân tử hoặc anion đã cho cặp electron chưa liên kết.

- Nguyên tử trung tâm là cation kim loại hoặc nguyên tử kim loại.

- Phức chất có thể trung hòa hoặc mang điện và được viết trong ngoặc vuông dạng [ML_n].

Ví dụ: Phức chất [CuCl₄]^2- có điện tích là -2, nguyên tử trung tâm là Cu²⁺ và phối tử là Cl^-. Trong đó, các phối tử Cl^- đã cho cặp elctron chưa liên kết vào nguyên tử trung tâm Cu²⁺.

➤ Dạng hình học của phức chất

Các dạng hình học của phức chất thường gặp là dạng tứ diện, vuông phẳng hoặc bát diện.

- Phức chất tứ diện và phức chất vuông phẳng được hình thành từ nguyên tử trung tâm và 4 phối tử.

Dạng tứ diện

Dạng vuông phẳng

- Phức chất bát diện được hình thành từ nguyên tử trung tâm và 6 phối tử.

Dạng bát diện

2. SỰ HÌNH THÀNH PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH

➤ Sự tạo thành phức chất aqua trong dung dịch

Trong dung dịch, ion kim loại chuyển tiếp Mⁿ⁺ thường nhận cặp electron từ H₂O để tạo liên kết cho - nhận, hình thành phức chất aqua.

\(M^{n+}\left(aq\right)+mH_2O\left(l\right)\rarr\left\lbrack M\left(OH_2\right)_{m}\right\rbrack^{n+}\left(aq\right)\)

Ví dụ: Muối CuSO₄ khan màu trắng khi tan trong nước tạo thành dung dịch có màu xanh vì tạo thành phức chất [Cu(H₂O)₆]²⁺.

➤ Một số dấu hiệu tạo ra phức chất trong dung dịch

Dấu hiệu nhận biết phản ứng tạo phức là kết tủa xuất hiện, kết tủa tan hoặc màu sắc thay đổi.

Ví dụ: CuSO₄ loãng đổi màu từ xanh sang vàng khi thêm HCl đặc, chứng tỏ phức chất [CuCl₄]^2- được tạo thành.

➤ Phản ứng thay thế phối tử của phức chất trong dung dịch

- Phản ứng thế phối tử của phức chất là quá trình xảy ra sự thế phối tử này bởi phối tử khác.

- Phản ứng xảy ra thuận lợi khi phức chất mới hình thành bền hơn phức chất ban đầu.

Ví dụ: Các phối tử H₂O trong [Fe(H₂O)₆]²⁺ bị thay thế bởi CN^-, tạo thành phức [Fe(CN)₆]^4-.

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

3. THÍ NGHIỆM TẠO THÀNH MỘT SỐ PHỨC CHẤT TRONG DUNG DỊCH

⚡THÍ NGHIỆM (Phản ứng tạo thành cation [Cu(NH₃)₄]²⁺)

Thêm từ từ dung dịch NH₃ vào ống nghiệm chứa 1 mL CuSO₄ đến khi xuất hiện dung dịch màu xanh lam thì dừng.

⚡THÍ NGHIỆM (Phản ứng tạo thành anion [CuCl₄]^2-)

Thêm khoảng 2 mL HCl đặc vào ống nghiệm chứa 0,5 mL dung dịch CuSO₄ 0,5 M và lắc đều đến khi dung dịch chuyển hoàn toàn sang màu vàng.

4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT

Phức chất có nhiều ứng dụng quan trọng trong các lĩnh vực như y học, dược học, hóa học

Y học & Dược học:

- Nhiều dẫn xuất phức chất của các kim loại (Cu, Zn, Co, Pt, Au,...) có hoạt tính sinh học, làm cơ sở sản xuất thuốc chữa bệnh.

Ví dụ: Cisplatin được dùng làm thuốc chữa bệnh ung thư.

- Một số enzyme và vitamin B12 cũng là phức chất (của đồng, coban), đóng vai trò quan trọng trong cơ thể.

Hóa học phân tích:

- Phức chất được dùng để định lượng các ion kim loại.

- Phức chất được dùng để phân biệt các hợp chất.

Ví dụ: Phức chất [Ag(NH₃)₂]⁺ để phân biệt aldehyde với ketone.

Công nghiệp:

- Phức chất được dùng làm xúc tác cho nhiều phản ứng hóa học.

Ví dụ: Phản ứng ghép mạch carbon được xúc tác bởi phức chất [Pd(P(C₆H₅)₃)₄].