Lớp 12 · Hoá Học
Bài 28
Sơ lược về phức chất
Khái niệm phức chất, nguyên tử trung tâm và phối tử; cách tính điện tích, cầu nội – cầu ngoại; các dạng hình học (tứ diện, vuông phẳng, bát diện); liên kết cho – nhận; phức chất aqua $[\text{M(H}_2\text{O)}_6]^{n+}$ và ứng dụng của phức chất trong thực tiễn.
1
Khái niệm phức chất và cách viết công thức
▼
PHỨC CHẤT LÀ GÌ?
Phức chất là hợp chất chứa nguyên tử trung tâm (kí hiệu M) và các phối tử (kí hiệu L). Phức chất có thể mang điện tích (ion phức) hoặc không mang điện tích.
✍️
Trong công thức phức chất, nguyên tử trung tâm M và các phối tử L được đặt trong móc vuông [ ].
| Phức chất | Nguyên tử trung tâm | Phối tử | Điện tích |
|---|---|---|---|
| $[\text{Co(NH}_3)_6]^{3+}$ | $\text{Co}^{3+}$ | $\text{NH}_3$ | +3 |
| $[\text{Zn(OH)}_4]^{2-}$ | $\text{Zn}^{2+}$ | $\text{OH}^-$ | −2 |
| $[\text{Fe(CO)}_5]$ | $\text{Fe}$ | $\text{CO}$ | 0 |
| $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$ | $\text{Ag}^+$ | $\text{NH}_3$ | +1 |
2
Nguyên tử trung tâm và phối tử
▼
▸ Nguyên tử trung tâm (M):
🎯
Là cation kim loại hoặc nguyên tử kim loại ở vị trí trung tâm, thường là kim loại chuyển tiếp (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pt, Ag...). M có các orbital trống (AO trống) để nhận cặp electron từ phối tử. Cách xác định: M là nguyên tử/ion được viết đầu tiên trong móc vuông.
▸ Phối tử (L):
🔗
Là anion hoặc phân tử trung hoà có cặp electron chưa liên kết (cặp e tự do) có thể cho nguyên tử trung tâm.
| Phối tử | Công thức | Loại | Số cặp e tự do |
|---|---|---|---|
| Ammonia | $\text{NH}_3$ | Phân tử | 1 |
| Nước | $\text{H}_2\text{O}$ | Phân tử | 2 |
| Carbon monoxide | $\text{CO}$ | Phân tử | 1 |
| Hydroxide | $\text{OH}^-$ | Anion | 3 |
| Chloride | $\text{Cl}^-$ | Anion | 4 |
| Cyanide | $\text{CN}^-$ | Anion | 1 |
3
Điện tích phức chất, cầu nội và cầu ngoại
▼
Công thức tính điện tích
$\text{Điện tích phức} = \text{Điện tích M} + \sum \text{Điện tích các phối tử}$
| Phức chất | Cách tính điện tích |
|---|---|
| $[\text{Co(NH}_3)_6]^{3+}$ | $(+3) + 6 \times 0 = +3$ |
| $[\text{Zn(OH)}_4]^{2-}$ | $(+2) + 4 \times (-1) = -2$ |
| $[\text{PtCl}_4]^{2-}$ | $(+2) + 4 \times (-1) = -2$ |
| $[\text{Fe(CO)}_5]$ | $0 + 5 \times 0 = 0$ |
▸ Cầu nội và cầu ngoại:
$[\text{Ag(NH}_3)_2]\text{OH}$
Cầu nội: $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$
Cầu ngoại: $\text{OH}^-$
📦
Cầu nội nằm trong móc vuông (gồm M và các phối tử L); cầu ngoại nằm ngoài móc vuông để trung hoà điện tích. Cầu nội quyết định tính chất của phức chất. Ví dụ thuốc thử Tollens: $[\text{Ag(NH}_3)_2]\text{OH} \rightarrow [\text{Ag(NH}_3)_2]^+ + \text{OH}^-$.
4
Các dạng hình học của phức chất
▼
Tứ diện
4 phối tử
góc ≈ 109,5°
giống $\text{CH}_4$
góc ≈ 109,5°
giống $\text{CH}_4$
Vuông phẳng
4 phối tử
góc 90°
cùng mặt phẳng
góc 90°
cùng mặt phẳng
Bát diện
6 phối tử
góc 90°
giống $\text{SF}_6$
góc 90°
giống $\text{SF}_6$
Hình minh hoạ ba dạng hình học của phức chất: tứ diện (4 phối tử), vuông phẳng (4 phối tử) và bát diện (6 phối tử).
| Dạng | Số phối tử | Góc | Ví dụ phức chất |
|---|---|---|---|
| Tứ diện | 4 | 109,5° | $[\text{Zn(NH}_3)_4]^{2+}$, $[\text{Ni(CO)}_4]$ |
| Vuông phẳng | 4 | 90° | $[\text{PtCl}_4]^{2-}$, $[\text{Pt(NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ |
| Bát diện | 6 | 90° | $[\text{CoF}_6]^{3-}$, $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ |
⚠️
Lưu ý: cùng có 4 phối tử nhưng phức chất có thể là tứ diện HOẶC vuông phẳng, tuỳ bản chất của nguyên tử trung tâm và phối tử. Mẹo nhớ: "4 phối tử – Tứ hoặc Vuông; 6 phối tử – Bát diện".
5
Liên kết cho - nhận (liên kết phối trí)
▼
BẢN CHẤT LIÊN KẾT M – L
Liên kết giữa nguyên tử trung tâm M và phối tử L là liên kết cho – nhận (còn gọi là liên kết phối trí).
Phối tử (L)
cho cặp e
cho cặp e
→
AO trống
của M (nhận)
của M (nhận)
| Thành phần | Điều kiện |
|---|---|
| Nguyên tử trung tâm (M) | Có orbital trống (AO trống) năng lượng thấp để nhận cặp e |
| Phối tử (L) | Có cặp electron chưa liên kết (cặp e tự do) để cho |
🧪 Ví dụ: $[\text{Zn(NH}_3)_4]^{2+}$
$\text{Zn}^{2+}: [\text{Ar}]3\text{d}^{10}$ → phân lớp 3d đã đầy; AO trống năng lượng thấp là 4s, 4p (4 orbital).
Mỗi $\text{NH}_3$ có 1 cặp e tự do ở N. 4 phân tử $\text{NH}_3$ cho 4 cặp e vào 4 AO trống của $\text{Zn}^{2+}$ → 4 liên kết cho – nhận → phức tứ diện.
🧪 Ví dụ: $[\text{CoF}_6]^{3-}$
$\text{Co}^{3+}: [\text{Ar}]3\text{d}^6$. Ion $\text{F}^-$ có 4 cặp e chưa liên kết.
6 ion $\text{F}^-$ cho 6 cặp e vào 6 AO trống của $\text{Co}^{3+}$ → 6 liên kết cho – nhận → phức bát diện.
6
Phức chất aqua của ion kim loại chuyển tiếp
▼
PHỨC CHẤT AQUA
Là phức chất có phối tử là phân tử nước. Công thức chung: $[\text{M(H}_2\text{O)}_n]^{m+}$ (thường $n = 6$, dạng bát diện).
💧
Trong dung dịch, ion kim loại chuyển tiếp $\text{M}^{n+}$ nhận cặp e chưa liên kết của $\text{H}_2\text{O}$ (O có 2 cặp e tự do) tạo liên kết cho – nhận → phức chất aqua.
🔵
Ví dụ điển hình: $\text{CuSO}_4$ khan màu trắng, khi tan trong nước cho dung dịch màu xanh vì tạo phức:
$\text{Cu}^{2+} + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow [\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ (màu xanh, dạng bát diện).
$\text{Cu}^{2+} + 6\text{H}_2\text{O} \rightarrow [\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ (màu xanh, dạng bát diện).
| Phức aqua | Dạng | Màu sắc |
|---|---|---|
| $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Bát diện | Xanh |
| $[\text{Fe(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Bát diện | Xanh lục nhạt |
| $[\text{Fe(H}_2\text{O)}_6]^{3+}$ | Bát diện | Vàng nâu |
| $[\text{Co(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Bát diện | Hồng |
| $[\text{Zn(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ | Bát diện | Không màu |
7
Ứng dụng của phức chất trong thực tiễn
▼
▸ Trong y học:
💊
Cisplatin $[\text{Pt(NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ (dạng vuông phẳng) là thuốc điều trị ung thư. EDTA là phối tử đa răng tạo phức bền với ion kim loại nặng ($\text{Pb}^{2+}$, $\text{Hg}^{2+}$...) → giải độc kim loại nặng.
▸ Trong sinh học:
| Hợp chất | Nguyên tử trung tâm | Chức năng |
|---|---|---|
| Hemoglobin (heme) | $\text{Fe}^{2+}$ | Vận chuyển $\text{O}_2$ trong máu |
| Chlorophyll (diệp lục) | $\text{Mg}^{2+}$ | Hấp thụ ánh sáng cho quang hợp |
| Vitamin $\text{B}_{12}$ | $\text{Co}$ | Tạo máu, hoạt động thần kinh |
▸ Trong hoá học phân tích:
🔬
Thuốc thử Tollens $[\text{Ag(NH}_3)_2]\text{OH}$ dùng nhận biết aldehyde (phản ứng tráng bạc). Nước Schweizer $[\text{Cu(NH}_3)_4](\text{OH})_2$ dùng hoà tan cellulose trong sản xuất tơ nhân tạo. Mẹo nhớ sinh học: "HE-MO = Fe, DIỆP LỤC = Mg, $\text{B}_{12}$ = Co".
8
Phương pháp giải các dạng bài tập
▼
🧩 Dạng 1 — Xác định M, phối tử, điện tích phức
M = nguyên tử/ion viết đầu trong móc vuông; phối tử = các phân tử/ion liên kết với M. Điện tích phức = điện tích M + Σ điện tích L.
VD: $[\text{CoF}_6]^{3-}$: M là $\text{Co}^{3+}$, phối tử $\text{F}^-$ (6), điện tích $= +3 + 6(-1) = -3$.
🧩 Dạng 2 — Xác định dạng hình học
Đếm số phối tử: 4 → tứ diện hoặc vuông phẳng; 6 → bát diện. Phức aqua thường bát diện.
VD: $[\text{Cu(H}_2\text{O)}_6]^{2+}$ có 6 phối tử → bát diện.
🧩 Dạng 3 — Giải thích sự hình thành liên kết cho – nhận
Viết cấu hình ion M → xác định AO trống năng lượng thấp → phối tử có n cặp e tự do cho vào n AO trống → tạo n liên kết cho – nhận.
VD: $[\text{Ag(NH}_3)_2]^+$: $\text{Ag}^+ [\text{Kr}]4\text{d}^{10}$, AO trống 5s, 5p → nhận 2 cặp e từ 2 $\text{NH}_3$ → dạng đường thẳng.
🧩 Dạng 4 — Viết và mô tả phức chất aqua
Viết $[\text{M(H}_2\text{O)}_6]^{n+}$; M là nguyên tử trung tâm, phối tử $\text{H}_2\text{O}$; dạng bát diện; liên kết cho – nhận.
★
Tong ket & on tap
▼
| Khái niệm | Nội dung chính |
|---|---|
| Phức chất | Hợp chất chứa nguyên tử trung tâm M và phối tử L |
| Nguyên tử trung tâm | Ion/nguyên tử kim loại có AO trống (viết đầu trong móc vuông) |
| Phối tử | Anion hoặc phân tử trung hoà có cặp e chưa liên kết |
| Điện tích phức | = điện tích M + Σ điện tích phối tử |
| Liên kết M – L | Liên kết cho – nhận (L cho cặp e, M nhận vào AO trống) |
| Dạng hình học | Tứ diện (4L), vuông phẳng (4L), bát diện (6L) |
| Phức aqua | $[\text{M(H}_2\text{O)}_6]^{n+}$ – dạng bát diện |
📚
Muốn ôn lại lý thuyết đầy đủ, xem thêm công thức, mẹo ghi nhớ và ví dụ chi tiết, hãy đọc bài lý thuyết Phức chất trên Edus.vn nhé!
Đọc bài chi tiết →
1
—
Điểm: 0/27
⚗️
Cùng luyện Bài 28 – Sơ lược về phức chất!
27 câu: 21 trắc nghiệm · 2 đúng/sai · 4 tự luận
🏆
Tuyệt vời!
0/27
💡 Gợi ý
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ