Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
TRẦN THỊ LINH
TỔNG HỢP, NGHIÊN CỨU PHỨC CHẤT CỦA TULI,
YTECBI VÀ LUTEXI VỚI L - HISTIDIN VÀ BƢỚC ĐẦU
THĂM DÒ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC THÁI NGUYÊN - 2012

THÁI NGUYÊN - 2012 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu
và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được
công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

Tác giả Trần Thị Linh Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành tại khoa Hóa học, trường Đại học Sư phạm,
Đại học Thái Nguyên.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Hữu Thiềng, người
thầy đã hướng dẫn tận tình, chu đáo và giúp đỡ em trong suốt quá trình thực
hiện đề tài.
Xin chân thành cảm ơn ban Giám hiệu, phòng Sau đại học, Đại học

1.1.2. Giới thiệu về một số hợp chất chính của NTĐH 6
1.1.3. Giới thiệu về nguyên tố Tuli, Ytecbi, Lutexi 10
1.2. Giới thiệu về L- histidin 12
1.2.1. Sơ lược về L- Histidin 12
1.2.2. Sơ lược về hoạt tính của L- histidin 14
1.3. Khả năng tạo phức của các NTĐH với các aminoaxit 14
1.3.1. Khả năng tạo phức của các NTĐH 14
1.3.2. Khả năng tạo phức của các NTĐH với aminoaxit 17
1.4. Hoạt tính sinh học của phức chất NTĐH với các aminoaxit 18
1.5. Một số phương pháp nghiên cứu phức chất 21
1.5.1. Phương pháp phân tích nhiệt 21
1.5.2. Phương pháp phổ hấp thụ hồng ngoại 22
1.5.3. Phương pháp đo độ dẫn điện 23
1.6. Đối tượng thăm dò hoạt tính sinh học của phức chất 25

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

ii
1.6.1. Giới thiệu về vi khuẩn Salmonella, vi khuẩn Shigella, vi khuẩn
Escherichia coli và vi khuẩn Staphylococcus aureus 25
1.6.2. Giới thiệu về cây ngô, protein, proteaza và α- amilaza 28
Chƣơng 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 31
2.1. Hóa chất và thiết bị 31
2.1.1. Hóa chất 31
2.1.2. Thiết bị 32
2.2. Tổng hợp các phức chất rắn và xác định thành phần của phức chất 33
2.2.1. Tổng hợp phức chất của Ln
3+
với L- Histidin 33
2.2.2. Xác định thành phần của phức chất 33

nẩy mầm và phát triển mầm của hạt ngô 45
2.6.3. Thăm dò ảnh hưởng của phức chất đến hàm lượng protein,
proteaza, α- amilaza có trong mầm hạt ngô 50
KẾT LUẬN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT
Chữ viết tắt
Chữ viết đầy đủ
1.
NTĐH
Nguyên tố đất hiếm
2.
Ln
Lantanit
3.
Ln
3+

Ion Lantanit
4.
L- His
L- Histidin
5.

Số hiệu nguyên tử của nguyên tố hóa học trong bảng
tuần hoàn
15.
AND
Axit Deoxiribonucleic Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

iv
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Kết quả phân tích thành phần (%) các nguyên tố (Ln, C, N)
của phức chất 34
Bảng 2.2. Kết quả giản đồ phân tích nhiệt của các phức chất 37
Bảng 2.3. Các tần số hấp thụ đặc trưng (cm
-1
) của L- histidin và các
phức chất 40
Bảng 2.4. Độ dẫn điện mol phân tử (μ) của L- Histidin và các phức chất
trong nước ở 25 ± 0,5
0
C 42
Bảng 2.5. Kết quả thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn của phức chất
phức H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H

].3H
2
O
đến sự phát triển mầm của ngô 47
Bảng 2.9: Ảnh hưởng của hàm lượng phức H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O,
TmCl
3
, và L- histidin đến sự nảy mầm của hạt ngô 48
Bảng 2.10: Kết quả so sánh ảnh hưởng của phức H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O,
TmCl
3
, và L- histidin đến sự phát triển mầm của hạt ngô 49
Bảng 2.11: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào khối lượng protein 50
Bảng 2.12. Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào nồng độ tyrosin 51

lượng α- amilaza của mầm hạt ngô 57

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

v

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O 35
Hình 2.2. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất H
3
[Yb(His)
3
Cl
3
].3H
2
O 36
Hình 2.3. Giản đồ phân tích nhiệt của phức chất H
3
[Lu(His)
3
Cl

2
O 40
Hình 2.8. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Salmonella của
phức H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O 43
Hình 2.9. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Shigella của
phức H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O 43
Hình 2.10. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli của phức
H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H

3
].3H
2
O, TmCl
3
, L- histidin 44
Hình 2.14. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn E.coli giữa
H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O, TmCl
3
, L- histidin 45
Hình 2.15. Kết quả thử nghiệm kháng khuẩn với khuẩn Sta giữa 45
H
3
[Tm(His)
3
Cl
3
].3H
2
O, TmCl
3
, L- histidin 45

Trong những năm gần đây, phức chất của nguyên tố đất hiếm (NTĐH)
với aminoaxit đang được nhiều nhà hóa học trên thế giới quan tâm, nghiên
cứu nhiều hơn bởi những ứng dụng thực tế của chúng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như công nghiêp, nông nghiệp, sinh học, y dược,… Đến nay sự tạo
phức của aminoaxit với 50 ion kim loại đã được nghiên cứu, các kết quả thu
được khẳng định rằng nhiều phức chất của NTĐH với aminoaxit có hoạt tính
sinh học, có thể nâng cao năng suất chất lượng vật nuôi và cây trồng. Các
viên thuốc chứa lượng nhỏ các NTĐH đang được chỉ định thử nghiệm trên
thực tế lâm sàng, tạo ra nhiều triển vọng trong nghiên cứu chúng trong y học.
Ở nước ta việc nghiên cứu, sử dụng NTĐH và các chế phẩm của chúng
vào lĩnh vực nông nghiệp mới ở giai đoạn bắt đầu. Từ năm 1990, Viện khoa
học và Công nghệ Việt Nam và Viện Thổ nhưỡng đã tiến hành thử nghiệm sử
dụng NTĐH cho một số cây trồng và đã thu được những kết quả khả quan.
Trong lĩnh vực y học, năm 1995 mới bắt đầu thử nghiệm hoạt tính chống ung
thư của một số đất hiếm aspactac đối với chuột trắng Swiss tại trường Đại học
Y Hà Nội.
Đã có nhiều công trình, với nhiều phương pháp khác nhau nghiên cứu sự
tạo phức của NTĐH với aminoaxit. Phức chất của NTĐH với L- histisdin đã
được nhiều nhà khoa học quan tâm, nghiên cứu xong các dữ kiện thực nghiệm
chưa được đầy đủ và chưa hệ thống, số lượng các công trình nghiên cứu được
công bố chưa nhiều.
Trên cơ sở đó chúng tôi thực hiện đề tài: ''Tổng hợp, nghiên cứu phức
chất của tuli, ytecbi và lutexi với L- histidin và bước đầu thăm dò hoạt tính
sinh học của chúng''.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2

có bán kính tương tự ion Tb
3+
và Dy
3+
, vì vậy ytri thường gặp
trong khoáng sản lantanit phân nhóm nặng. Scanđi có tính chất hóa học chiếm
vị trí trung gian giữa nhôm, ytri và các lantanit. Do đó, cả ytri và scanđi cũng
được xem thuộc các NTĐH.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
Trong lĩnh vực xử lý quặng, dãy các NTĐH thường được phân thành
hai hoặc ba phân nhóm [13]:
Bảng 1.1. Các phân nhóm của dãy nguyên tố đất hiếm
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71

2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10
4f
n
5s
2
5p
6
5d
m
6s
2

n nhận các giá trị từ 0 ÷ 14
m chỉ nhận giá trị là 0 hoặc 1

9
4f
10
4f
11
4f
12
4f
13
4f
14
4f
14
5d
1

Các nguyên tố đất hiếm có các obitan 4f đang được điền electron. Năng
lượng tương đối của các obitan 4f và 5d rất gần nhau và electron dễ được điền
vào cả 2 obitan này. Trừ La, Gd, Lu tất cả các nguyên tố còn lại trong dãy đất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
hiếm đều không có electron trên mức 5d. Khi bị kích thích một năng lượng
nhỏ, một hoặc hai electron ở phân lớp 4f (thường là một) nhảy sang phân lớp
5d, các electron còn lại bị các electron 5s
2
5p
6
chắn với tác dụng bên ngoài nên

cực tím, hồng ngoại.
 Các nguyên tố lantanit phản ứng dễ dàng với hầu hết các nguyên tố phi
kim, chúng thường có số oxi hóa là +3.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
Ngoài những tính chất đặc biệt giống nhau, các lantanit cũng có những
tính chất không giống nhau, từ Ce đến Lu một số tính chất biến đổi tuần tự và
một số tính chất biến đổi tuần hoàn. Sự biến đổi tuần tự các tính chất của
chúng được giải thích bằng sự co lantanit và việc điền electron vào các obitan
4f. Sự co lantanit là sự giảm chậm bán kính nguyên tử theo chiều tăng của số
thứ tự nguyên tử.
Electron hóa trị của lantanit chủ yếu là các electron 5d
1
6s
2
nên số oxi hóa
bền và đặc trưng của chúng là +3. Tuy nhiên, một số nguyên tố có hóa trị thay
đổi như Ce (4f
2
5d
0
6s
2
) ngoài số oxi hóa +3 khi chuyển một electron từ obitan
4f sang obitan 5d, còn có số oxi hóa đặc trưng là +4 khi chuyển 2 electron từ
obitan 4f sang obitan 5d. Pr (4f
3
5d

cacbonat đất hiếm. Các màng này được tạo nên do tác dụng của các NTĐH
với nước và khí cacbonic. Tác dụng với các halogen ở nhiệt độ thường và
một số phi kim khác khi đun nóng. Tác dụng chậm với nước nguội, nhanh
với nước nóng và giải phóng khí hiđro. Tác dụng với các axit vô cơ như:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
HCl, HNO
3
, H
2
SO
4
, tùy từng loại axit mà mức độ tác dụng khác nhau, trừ
HF, H
3
PO
4
.
Trong dung dịch đa số các lantanit tồn tại dưới dạng các ion bền
Ln
3+
. Các ion Eu
2+
, Yb
2+
và Sm
2+
khử các ion H

giống với của kim loại
kiềm thổ, chúng bền với nhiệt và khó nóng chảy.
Các oxit đất hiếm là các oxit bazơ điển hình, không tan trong nước
nhưng tác dụng với nước tạo thành các hiđroxit và phát nhiệt. Chúng dễ tan
trong axit vô cơ như: HCl, H
2
SO
4
, HNO
3
, tạo thành dung dịch chứa ion
[Ln(H
2
O)
x
]
3+
(x=8÷9). Riêng CeO
2
chỉ tan tốt trong axit đặc, nóng. Người ta
lợi dụng tính chất này để tách riêng xeri ra khỏi tổng oxit đất hiếm.
Ln
2
O
3
tác dụng với muối amoni theo phản ứng:
Ln
2
O
3


là những bazơ khá mạnh, tính bazơ nằm giữa Mg(OH)
2
và Al(OH)
3
và giảm
dần từ Ce đến Lu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
Ln(OH)
3
không bền, ở nhiệt độ cao phân hủy tạo thành Ln
2
O
3
:
2Ln(OH)
3
→ Ln
2
O
3
+ 3H
2
O
Một số hiđroxit có thể tan trong kiềm nóng chảy tạo thành những hợp
chất lantanoidat, ví dụ như: KNdO
2

(4f
1
) Không màu Dy
3+
(4f
9
) Vàng nhạt
Pr
3+
(4f
2
) Lục vàng Ho
3+
(4f
10
) Vàng đỏ
Nd
3+
(4f
3
) Tím đỏ Er
3+
(4f
11
) Hồng
Pm
3+
(4f
4
) Hồng Tm

lutexi) có các phổ hấp thụ với các dải phổ hấp thụ đặc trưng trong vùng hồng
ngoại, khả kiến và tử ngoại [13].
1.1.2.3. Muối của các NTĐH
Các muối clorua, bromua, iodua, nitrat và sunfat của lantanit (III) tan
trong nước, còn các muối florua, cacbonat, photphat và oxalat không tan. Các
muối tan đều kết tinh ở dạng hiđrat, ví dụ như LnBr
3
.6H
2
O, Ln(NO
3
)
3
.6H
2
O,
Ln
2
(SO
4
)
3
.8H
2
O. Các muối Ln(III) bị thủy phân một phần trong dung dịch
nước, khả năng đó tăng dần từ Ce đến Lu. Điểm nổi bật của các Ln
3+
là dễ tạo
muối kép có độ tan khác nhau, các nguyên tố phân nhóm xeri tạo muối sunfat


O (M là amoni hoặc kim loại kiềm, n thường là 8). Độ tan của
các muối kép của các đất hiếm phân nhóm nhẹ khác với độ tan của các đất hiếm
phân nhóm nặng, do đó người ta thường lợi dụng tính chất này để tách riêng các đất
hiếm ở 2 phân nhóm.
Muối clorua LnCl
3
: là muối ở dạng tinh thể có cấu tạo ion, khi kết tinh trong
dung dịch tạo thành muối thường ngậm nước. Các muối này được điều chế bằng tác
dụng của Ln
2
O
3
với dung dịch HCl, ngoài ra còn được điều chế bằng tác dụng của
CCl
4
với Ln
2
O
3
ở nhiệt độ 400 - 600
o
C hoặc của Cl
2
với hỗn hợp Ln
2
O
3
và than.
Các phản ứng:
2Ln

.2MNO
3
(M là amoni hoặc kim loại kiềm), Ln(NO
3
)
3
không
bền, ở nhiệt độ khoảng 700
o
C - 800
o
C bị phân hủy tạo thành oxit.
4Ln(NO
3
)
3
→ 2Ln
2
O
3
+ 12NO
2
+ 3O
2

Ln(NO
3
)
3
được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hiđroxit hay cacbonat

)
3
được điều chế bằng cách hoà tan oxit, hiđroxit hay

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
cacbonat của NTĐH trong dung dịch H
2
SO
4
loãng. Ngoài ra còn một số muối
khác như: muối florua, muối cacbonat, muối photphat, muối oxalat,… các
muối này đều ít tan. Chẳng hạn như muối Ln
2
(C
2
O
4
)
3
có độ tan trong nước
nhỏ nhất, khi kết tinh cũng ngậm nước [8].
Muối Ln
2
(SO
4
)
3
được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hiđroxit hay

+
, Ln(C
2
O
4
)

2
, Ln(C
2
O
4
)
3
3
.
Ví dụ: Y(C
2
O
4
)
+
k
1
= 3.10
-7

Y(C
2
O

2
O
(n= 2 ÷ 10) và kém bền với nhiệt. Quá trình phân hủy ở nhiệt độ khác nhau
cho sản phẩm khác nhau
Ví dụ: Ln
2
(C
2
O
4
)
3
.10 H
2
O
 
 C
0
38055
Ln
2
(C
2
O
4
)
3
Ln
2
(C

.
Tính chất hóa học của các ion Ln
3+
, Sc
3+
, Y
3+
khá giống nhau, vì vậy
không thể phân biệt chúng trong dung dịch bởi các thuốc thử phân tích. Tuy
nhiên đối với những lantanit mà ngoài số oxi hóa +3 chúng còn có số oxi hóa
khác tương đối bền như Ce
4+
, Pr
4+
, Eu
2+
có thể xác định được chúng ngay cả
khi có mặt của các lantanit khác [16].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
1.1.3. Giới thiệu về nguyên tố Tuli, Ytecbi, Lutexi
1.1.3.1. Tuli (Tm)
Tuli có số thứ tự 69, nguyên tử khối 168,9342 (u), do nhà hóa học Thụy
Điển Cleve tìm ra năm 1879 dưới dạng oxit. Tuli là kim loại màu trắng bạc, khối
lượng riêng 9,332 g/cm
3
, t
nc

s
= 1211
o
C. Về mặt
hóa học, ytecbi bị thụ động hóa trong nước lạnh, không phản ứng với kiềm,
phản ứng với nước nóng, axit, clo, lưu huỳnh.
Oxit Yb
2
O
3
có màu trắng, khó nóng chảy, bền nhiệt, không phản ứng
với nước nguội, kiềm, phản ứng với nước nóng, bị lantan khử về kim loại.
Các muối Yb
3+
có màu trắng, bị phân hủy khi đun nóng mạnh, tan vừa
phải trong nước, bị hiđro nguyên tử khử.
Trong thiên nhiên, ytecbi thường lẫn với các lantanit khác, rất khó tách
ra dưới dạng kim loại riêng biệt, chiếm 3,3.10
-5
% khối lượng vỏ trái đất.
Ytecbi là chất hấp thụ khí và là thành phần của chất phát quang,
dùng để chế tạo hợp kim đặc biệt, thêm vào ziriconiđioxit để điều chế vật
liệu chịu nhiệt đặc biệt [15].
1.1.3.3. Lutexi (Lu)
Lutexi có số thứ tự 71, đứng cuối cùng dãy lantanit, nguyên tử khối
174,967 (u), có 1 đồng vị phóng xạ tự nhiên
178
Lu với chu kì bán rã T
1/2
= 2,2.10

chiếm 14,7%), Australia (5,2 triệu tấn), Ấn độ (1,1 triệu tấn). Trung Quốc là
nước khai thác đất hiếm nhiều nhất trên thế giới. Từ năm 2005 đến nay sản
lượng khai thác hàng năm là 120.000 tấn đất hiếm [1].
Hiện nay Trung Quốc đang dự tính hạn chế thậm chí ngừng xuất khẩu
đất hiếm vào năm 2012, Trung Quốc đáp ứng tới 95% nhu cầu quặng đất
hiếm có vai trò trong công nghệ năng lượng sạch. Trung Quốc giảm 30% hạn
ngạch xuất khẩu đất hiếm năm 2011. Trong đó Nhật Bản là nước có nhu
cầu cao về sử dụng đất hiếm trong sản xuất thiết bị điện tử sẽ bị ảnh hưởng
rất nhiều. Do đó Nhật Bản đang dự tính hợp tác và khai thác đất hiếm tại
Việt Nam. Tuy nhiên các nhà nghiên cứu Nhật Bản cho biết đã phát hiện
khoảng 100 tỷ tấn đất hiếm trong lớp bùn của đáy biển Thái Bình Dương [12].
Việt Nam là nước có tiềm năng về đất hiếm dự báo đạt trên 10 triệu tấn
và trữ lượng gần 1 triệu tấn. Tại Việt Nam đất hiếm có nhiều nhất tại Bắc
Nậm Xe, Nam Nậm Xe, Đông Pao (Phong Thổ, Lai Châu), Yên Phú (Văn

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
Yên, Yên Bái), Mường Hum (Bát Xát, Lào Cai) và vành đai sa khoáng ven
biển miền Trung.
Khi nghiên cứu quặng đất hiếm ở Mường Hum, Lào Cai đã phát hiện
quặng có chứa nhiều NTĐH nặng. Quặng tồn tại ở dạng vỡ vụn, màu nâu đen
đã bị phong hóa lâu ngày, thành phần chính là các khoáng vật mica, thạch
anh, khoáng vật sắt, barit. Trong đó tác giả đã xác định được hàm lượng tổng
các NTĐH chiếm 2,08%, trong đó các NTĐH thuộc nhóm nặng vào khoảng
22,9% và các NTĐH thuộc nhóm nhẹ vào khoảng 77,1%.
Còn với sa khoáng ven biển Thừa Thiên - Huế lại có thành phần
khoáng chính là thạch anh, inmenit, ziricon, rutin và monazit có chứa NTĐH.
Chúng được tập trung nhiều nhất ở Quảng Công, Quảng Ngạn, Kế Sung, Vinh
Mỹ, Vinh Phong. Trong quặng monazit gồm đầy đủ các NTĐH: hàm lượng

9
O
2
N
3

Khối lượng mol phân tử: 155,16 (u)
Công thức cấu tạo:

Trong dung dịch L- histidin tồn tại dưới dạng ion lưỡng cực:

+ Trong môi trường axit tồn tại cân bằng sau:

+ Trong môi trường kiềm tồn tại cân bằng sau:

L-histidin ở dạng tấm nhỏ, có màu trắng, không tan trong ete, ít tan trong
rượu, nhưng tan tốt trong nước nóng tạo môi trường bazơ yếu, là chất hoạt động
quang học, trong dung dịch nồng độ 3,2% thì góc quay cực ở 20
0
C là [α]
20D
= -
39,2
0
C [9].Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14

, CN
-
, NH
3
, NO
3
-
, SO
4
2-
,… những phức chất không bền. Trong
dung dịch loãng những phức chất đó phân li hoàn toàn, trong dung dịch đặc
chúng kết tinh ở dạng muối kép [8].
Với các phối tử hữu cơ, đặc biệt là các phối tử có dung lượng phối trí
lớn và điện tích âm lớn, ion đất hiếm có thể tạo với chúng những phức chất rất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
bền. Ví dụ phức chất của NTĐH với etylen điamin tetraaxetic (EDTA) giá trị
lgβ (β là hằng số bền) vào khoảng 15÷19, với đietylen triamin pentaaxetic
(DTPA) khoảng 22 ÷ 23 [13].
Sự tạo thành các phức bền giữa các ion Ln
3+
với các phối tử hữu cơ
được giải thích theo hai yếu tố:

Một là do hiệu ứng chelat (hiệu ứng vòng) có bản chất entropi (quá
trình tạo phức vòng gắn liền với sự tăng entropi). Ví dụ với phối tử là DTPA
phản ứng tạo phức với Ln

+ 3IMDA → Ln(H
2
O)
n-9
IMDA
3
3-
+ 9H
2
O
(bỏ qua sự cân bằng về điện tích)
Số tiểu phân tăng từ 4 đến 10, tăng entropi, phức tạo thành bền nhưng
kém bền hơn so với phức của DTPA.
Hai là liên kết giữa ion đất hiếm và phối tử chủ yếu mang bản chất liên
kết ion. Vì vậy điện tích âm của phối tử càng lớn, tương tác tĩnh điện giữa
phối tử với ion kim loại (ion đất hiếm) càng mạnh và do đó phức tạo thành
càng bền.
Đối với các phối tử chứa các nguyên tử liên kết tạo phức khác nhau, sự
tương tác giữa các ion Ln
3+
với các nguyên tử theo thứ tự O>N>S (giống với
các ion kim loại kiềm thổ). Điều này khác với các ion kim loại chuyển tiếp họ
d. Ở các kim loại chuyển tiếp họ d thứ tự tương tác là N>S>O hoặc S>N>O.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
Trong các phức chất, vòng càng 5 cạnh và vòng càng 6 cạnh là những
cấu trúc vòng càng bền nhất.
Đặc thù tạo phức của các ion đất hiếm là có số phối trí cao và thay đổi.

(NO
3
)
3
và số phối trí 12 trong Ln
2
(SO
4
)
3
.9H
2
O. Một trong những
nguyên nhân làm cho các NTĐH có số phối trí thay đổi là do các ion đất hiếm
có bán kính lớn. Số phối trí cao và thay đổi của các ion đất hiếm trong phức
chất gắn liền với bản chất ion của liên kết kim loại - phối tử (tính không bão
hòa, không định hướng của các liên kết) trong các phức chất. Bản chất này
gắn liền với việc các obitan 4f của các ion đất hiếm chưa được lấp đầy, bị
chắn mạnh bởi các electron 5s và 5p, do đó các cặp electron của các phối tử
không thể phân bố trên các obitan này. Tuy nhiên trong một số phức chất của
NTĐH, liên kết của NTĐH với các nguyên tử cho electron của phối tử mang
một phần đặc tính liên kết cộng hóa trị.
Do đặc thù tạo phức có số phối trí cao nên các ion Ln
3+
có khả năng tạo các
phức chất hỗn hợp không những với các phối tử có dung lượng phối trí thấp mà cả
với những phối tử có dung lượng phối trí cao. Trong nhiều trường hợp phối tử có
dung lượng phối trí cao nhưng không lấp đầy toàn bộ cầu phối trí của ion đất hiếm
mà những vị trí còn lại đang được chiếm bởi các phân tử nước thì những vị trí đó có
thể bị các phân tử ''cho'' của các phối tử khác nào đó vào thay thế.