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

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
•

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

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
1. Khái niệm chung
a. Định nghĩa về phức chất: Phức chất là các
phần tử (ion hay phân tử) được tạo thành từ
các ion đơn giản và chúng có khả năng tồn tại
độc lập trong dung dịch
b. Cấu tạo của phức chất: [ML
n
]X

•
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: d
xy
, d
yz
, d
zx
(d
ε
), d
x
2
–y
2 , d
z
2

(d
γ
) tham gia
tạo lk với các L.
•
Ở trạng thái cơ bản các AO nd có năng lượng như
nhau: E
nd
•

td
)
E
dγ
< E
nd
(-0,6∆
td
)
Thông số tách trường tinh thể ∆
Thông số tách trường tinh thể ∆ phụ thuộc vào:
•
Cấu hình phức chất: ∆
tứ diện
= ∆
bát 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
-

4
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 trường yếu (∆ < P): tạo phức spin cao

Bát diện trường mạnh (∆ > P): tạo phức spin
thấp

Đối với trường tứ diện: chỉ có trường yếu nên
luôn tạo phức spin thấp
Ví dụ
Số electron d Phức bát diện
spin cao
Phức bát diện
spin thấp
d
4
d
5
d
6
d
7
Kết luận: Thuyết trường tinh thể
•




∆−×=
γε
bddbdd
5
3
n
5
2
nE






∆+×+






∆−×=
εγ
tddtdd
5
2

z
Phối tử L
Nguyên tử trung tâm M
y
x
z
Trường bát diện
Trường tứ diện
Crystal field d orbital splitting diagrams