Bài 28: Sơ lược về phức chất

1. Kiến thức trọng tâm

Phức chất là hợp chất được tạo thành khi ion kim loại trung tâm liên kết với các phối tử (ligand) bằng liên kết cho – nhận. Ion kim loại trung tâm thường là kim loại chuyển tiếp có obitan trống, ví dụ $Cu^{2+}$, $Fe^{3+}$, $Ag^+$. Phối tử là phân tử hoặc ion có cặp electron tự do, ví dụ $H_2O$, $NH_3$, $Cl^-$, $CN^-$. Phối tử dùng cặp electron tự do để tạo liên kết cho – nhận với ion kim loại trung tâm.

Số phối trí là số liên kết mà ion kim loại trung tâm tạo với các phối tử. Số phối trí phổ biến là 2, 4 và 6. Ví dụ, phức $[Ag(NH_3)_2]^+$ có số phối trí 2, phức $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ có số phối trí 4, phức $[Fe(CN)_6]^{3-}$ có số phối trí 6. Công thức của phức chất thường được viết trong dấu ngoặc vuông, trong đó ion trung tâm viết trước, các phối tử viết sau. Điện tích của phức bằng tổng điện tích của ion trung tâm và các phối tử.

Phức chất có nhiều tính chất đặc trưng. Nhiều phức chất có màu sắc đẹp, ví dụ phức $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$ có màu xanh đậm, phức $[Fe(SCN)_6]^{3-}$ có màu đỏ máu. Một số phức chất bền hơn hẳn các hợp chất đơn giản tương ứng, ví dụ phức $[Ag(NH_3)_2]^+$ bền hơn $AgCl$ trong dung dịch amoniac, nên amoniac hoà tan được kết tủa $AgCl$. Phức chất còn được gọi là hợp chất phối trí, có vai trò quan trọng trong hoá học, sinh học và công nghiệp.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ. Xác định số phối trí của ion trung tâm và điện tích của phức trong $[Cu(NH_3)_4]SO_4$.

Lời giải. Trong phức $[Cu(NH_3)_4]^{2+}$, ion trung tâm là $Cu^{2+}$, phối tử là 4 phân tử $NH_3$ trung hoà điện. Số phối trí bằng 4. Điện tích của phức bằng điện tích của $Cu^{2+}$ cộng với điện tích của 4 phân tử $NH_3$ bằng 0, tức là $+2$. Phần còn lại $SO_4^{2-}$ cân bằng điện tích của phức.

3. Ghi nhớ

• Phức chất: ion kim loại trung tâm + phối tử, liên kết cho – nhận.
• Số phối trí: số liên kết giữa ion trung tâm và phối tử (thường 2, 4, 6).
• Phức chất thường có màu sắc đặc trưng và độ bền cao.