Bài Giảng Hóa Học Phức Chất: Khái Niệm và Ứng Dụng

Hóa học phức chất là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hóa học, tập trung vào các hợp chất phức tạp… 87 trang · Trường Đại Học Khoa Học Huế · 2013.

• Tác giả: Trần Ngọc Tuyền
• Trường học: Trường Đại Học Khoa Học Huế
• Chuyên ngành: Hóa Học
• Đề tài: Khám Phá Hóa Học Phức Chất: Khái Niệm và Ứng Dụng
• Loại tài liệu: bài giảng
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG 2: DANH PHÁP VÀ ĐỒNG PHÂN CỦA PHỨC CHẤT
• 2.1. DANH PHÁP PHỨC CHẤT THEO IUPAC
• 2.2. ĐỒNG PHÂN CỦA PHỨC CHẤT
• 2.2.1. Đồng phân cấu trúc
• 2.2.1.1. Đồng phân cầu phối trí
• 2.2.1.1.1. Đồng phân hydrat
• 2.2.1.1.2. Đồng phân ion hóa
• 2.2.1.1.3. Đồng phân phối trí
• 2.2.2. Đồng phân liên kết
• 2.2.3. Đồng phân lập thể
• 2.2.3.1. Đồng phân hình học
• 2.2.3.2. Đồng phân quang học

Tóm tắt

I. Khám Phá Hóa Học Phức Chất Tổng Quan và Khái Niệm

Hóa học phức chất là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong hóa học, tập trung vào các hợp chất phức tạp được hình thành từ các ion kim loại và phối tử. Các phức chất này có thể tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau và có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ hóa học lý thuyết đến ứng dụng thực tiễn. Khái niệm về phức chất được định nghĩa bởi nhiều nhà khoa học, trong đó có Werner và Grinbe, nhấn mạnh tính bền vững và khả năng tồn tại của chúng trong dung dịch.

1.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Hóa Học Phức Chất

Hóa học phức chất nghiên cứu các hợp chất được hình thành từ ion kim loại và phối tử. Phức chất có thể được định nghĩa là hợp chất bền trong dung dịch nước, không phân hủy hoặc chỉ phân hủy rất ít. Ví dụ, phức chất như [Ag(NH3)2]+ là một trong những ví dụ điển hình.

1.2. Vai Trò Của Ion Trung Tâm và Phối Tử

Ion trung tâm trong phức chất thường là các ion kim loại chuyển tiếp, có khả năng nhận cặp electron từ các phối tử. Phối tử có thể là các ion hoặc phân tử, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định tính chất và cấu trúc của phức chất.

II. Những Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hóa Học Phức Chất

Nghiên cứu hóa học phức chất đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm việc xác định cấu trúc và tính chất của các phức chất. Sự đa dạng trong cấu trúc và tính chất của phức chất làm cho việc phân tích và ứng dụng chúng trở nên phức tạp. Các yếu tố như số phối trí và loại phối tử ảnh hưởng lớn đến tính bền và hoạt tính của phức chất.

2.1. Khó Khăn Trong Việc Xác Định Cấu Trúc

Việc xác định cấu trúc của phức chất thường gặp khó khăn do sự đa dạng trong cách sắp xếp các nguyên tử. Các phương pháp phân tích như phổ hồng ngoại và phổ NMR thường được sử dụng để xác định cấu trúc của phức chất.

2.2. Tính Bền Của Phức Chất Trong Dung Dịch

Tính bền của phức chất trong dung dịch là một yếu tố quan trọng. Các phức chất có thể phân hủy hoặc tạo thành các ion phức tạp, ảnh hưởng đến khả năng tồn tại và ứng dụng của chúng trong thực tiễn.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Hóa Học Phức Chất Hiện Đại

Các phương pháp nghiên cứu hóa học phức chất hiện đại bao gồm các kỹ thuật phân tích tiên tiến như phổ khối, phổ hồng ngoại và quang phổ UV-Vis. Những phương pháp này giúp xác định cấu trúc, tính chất và hoạt tính của phức chất một cách chính xác hơn.

3.1. Sử Dụng Phổ Khối Để Phân Tích Phức Chất

Phổ khối là một công cụ mạnh mẽ trong việc xác định khối lượng phân tử và cấu trúc của phức chất. Kỹ thuật này cho phép phân tích các ion phức tạp và xác định thành phần của chúng.

3.2. Phân Tích Qua Phổ Hồng Ngoại

Phổ hồng ngoại giúp xác định các liên kết hóa học trong phức chất. Kỹ thuật này cung cấp thông tin về các nhóm chức và cấu trúc phân tử của phức chất.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hóa Học Phức Chất Trong Đời Sống

Hóa học phức chất có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống, từ y học đến công nghiệp. Các phức chất được sử dụng trong việc phát triển thuốc, chất xúc tác và các sản phẩm hóa học khác. Ví dụ, phức chất như cisplatin được sử dụng trong điều trị ung thư.

4.1. Ứng Dụng Trong Y Học

Nhiều phức chất có vai trò quan trọng trong y học, như insulin và vitamin B12. Chúng tham gia vào các phản ứng sinh hóa cần thiết cho cơ thể.

4.2. Ứng Dụng Trong Công Nghiệp

Trong công nghiệp, phức chất được sử dụng làm chất xúc tác trong các phản ứng hóa học. Chúng cũng đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất các vật liệu mới và cải tiến quy trình sản xuất.

V. Kết Luận Tương Lai Của Hóa Học Phức Chất

Hóa học phức chất là một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng với nhiều ứng dụng thực tiễn. Tương lai của hóa học phức chất hứa hẹn sẽ mang lại nhiều khám phá mới, từ việc phát triển các loại thuốc mới đến cải tiến quy trình sản xuất trong công nghiệp.

5.1. Xu Hướng Nghiên Cứu Mới

Các nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc phát triển các phức chất mới với tính chất đặc biệt, nhằm ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

5.2. Tác Động Đến Khoa Học và Công Nghệ

Hóa học phức chất sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển khoa học và công nghệ, đặc biệt trong các lĩnh vực như y học, môi trường và năng lượng.

Nội dung chính

BÀI GIẢNG HOÁ HỌC PHỨC CHẤT (COORDINATION CHEMISTRY) – PGS. TS. TRẦN NGỌC TUYỀN

Tổng quan về giáo trình (250-300 từ)

Bài giảng Hoá học Phức chất (Coordination Chemistry) do PGS. TS. Trần Ngọc Tuyền biên soạn (Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học – Đại học Huế, 2013) là tài liệu học tập chuyên ngành phục vụ đào tạo bậc đại học và sau đại học ngành Hóa học. Học phần đóng vai trò cầu nối chuyên sâu, tiếp nối khối kiến thức Hóa học đại cương và Hóa học vô cơ cơ sở, nhằm cung cấp khung lý thuyết hoàn chỉnh về hợp chất phối trí.

Mục tiêu học tập của tài liệu tập trung vào việc trang bị cho người học:

1. Bản chất cấu tạo của phức chất theo các định nghĩa học thuật kinh điển (A. Werner, A. A. Grinberg, K. B. Yatsimirsky).
2. Quy tắc gọi tên theo danh pháp quốc tế IUPAC và phân loại cấu trúc đồng phân (đồng phân cấu trúc, đồng phân lập thể).
3. Bản chất liên kết hóa học thông qua ba mô hình lý thuyết: Thuyết Liên kết hóa trị (VB), Thuyết Trường tinh thể (CFT) và Thuyết Orbital phân tử (MO).
4. Các quy luật nhiệt động học, động học phản ứng thế phối tử, cân bằng tạo phức trong dung dịch và tác động của sự tạo phức đến thế điện cực cũng như độ tan của kết tủa.

Cấu trúc bài giảng được triển khai theo tiến trình logic chặt chẽ: thiết lập hệ thống khái niệm cơ bản $\to$ mô tả hình học và đồng phân $\to$ luận giải bản chất liên kết bằng các thuyết vật lý lượng tử $\to$ phân tích định lượng các quá trình hóa học trong dung dịch. Tài liệu nổi bật ở tính nhất quán về mặt học thuật, gắn kết trực tiếp giữa mô hình vi mô với các ứng dụng thực tế trong hóa phân tích, hóa sinh và công nghệ hóa học.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi (500-600 từ)

Các chương/chủ đề chính

Nội dung bài giảng được tổ chức thành các chương chuyên đề có tính kế thừa và phát triển tuần tự:

• Chương 1: Mở đầu – Khái niệm về phức chất, phân loại và vai trò: Trình bày định nghĩa phức chất $[MA_a]$, cấu trúc ion trung tâm (axit Lewis), phối tử (bazơ Lewis), cầu nội $[\ ]$, cầu ngoại, số phối trí (2, 4, 6) tương ứng với các cấu trúc hình học (thẳng, vuông phẳng, tứ diện, bát diện). Phân loại phối tử đơn răng, đa răng (en, EDTA$^{4-}$, oxalat) và hiệu ứng vòng càng (chelat) dựa trên sự tăng entropy ($\Delta S$). Phân loại phức chất theo điện tích, bản chất phối tử (aquơ, ammin, hydroxo, hydrua, cơ kim, phức $\pi$) và nêu rõ vai trò trong hóa phân tích (thuốc thử Nessler, xanh Berlin, chuẩn độ complexon), luyện kim (tách vàng bằng $CN^-$), xúc tác Ziegler–Natta và y sinh (Heme, Chlorophyll, Cisplatin, Vitamin B$_{12}$).
• Chương 2: Danh pháp và đồng phân của phức chất: Quy tắc gọi tên IUPAC cho cation, anion phức, tiền tố phối tử (di, tri, bis, tris), tên kim loại đuôi -at/-ic. Hệ thống hóa đồng phân cấu trúc (đồng phân hydrat như $[Cr(H_2O)_6]Cl_3$, đồng phân ion hóa, đồng phân phối trí, đồng phân liên kết nitro/nitrito) và đồng phân lập thể (đồng phân hình học cis/trans, đồng phân quang học enantiomer/chiral, hỗn hợp racemic). Mô tả 4 phương pháp tách chất đối quang: cơ học, tạo mầm tinh thể đồng hình, hấp phụ quang học và tạo muối diastereomer.
• Chương 3: Liên kết hóa học trong phức chất: Trình bày ba lý thuyết liên kết hiện đại:
  • Thuyết VB: Trạng thái lai hóa ($sp, sp^3, dsp^2, d^2sp^3, sp^3d^2$), cấu trúc không gian và từ tính ($\mu = \sqrt{n(n+2)}$, $S = n/2$).
  • Thuyết CFT: Tương tác tĩnh điện, sự tách mức orbital $d$ trong trường bát diện ($t_{2g}, e_g$, thông số $\Delta_O$) và tứ diện ($e, t_2$, thông số $\Delta_T = \frac{4}{9}\Delta_O$), năng lượng bền hóa LFSE, dãy phổ hóa học, cấu hình spin cao/spin thấp dựa trên tương quan $\Delta$ và năng lượng ghép đôi electron $P$.
  • Thuyết MO: Tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử (LCAO-MO), giản đồ năng lượng phức bát diện, hiệu ứng $d$ và giải thích phổ hấp thụ electron.
• Chương 4: Phản ứng của phức chất trong dung dịch: Khảo sát quá trình điện ly, cân bằng solvat, hằng số không bền $K_{kb}$, hằng số bền $\beta$, chỉ số $pK$. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng độ bền theo thuyết axit – bazơ cứng mềm (HSAB) của Pearson (1963). Cơ chế phản ứng thế ái nhân ($S_N1, S_N2$), quy luật ảnh hưởng trans của Chernyaev trên phức vuông phẳng $Pt(II)$. Tác động của tạo phức đến phương trình Nernst xác định thế oxy hóa – khử ($Fe^{3+}/Fe^{2+}$, $Ag^+/Ag$) và độ tan kết tủa ($AgCl$ trong $NH_3$).

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Hệ thống lý thuyết cơ sở: Thuyết phối trí của Alfred Werner, thuyết liên kết hóa trị của Linus Pauling, mô hình trường tinh thể của Hans Bethe và J. H. Van Vleck, thuyết Orbital phân tử của Robert Mulliken.
• Nguyên lý tương tác: Nguyên tắc cứng – mềm HSAB của Ralph Pearson xác định độ bền liên kết giữa axit Lewis và bazơ Lewis; quy luật tương tác tĩnh điện và hiệu ứng lập thể.
• Khung nhiệt động và động học: Cân bằng phân ly nấc, phương trình năng lượng làm bền bởi trường phối tử LFSE, phương trình Nernst trong hệ oxy hóa – khử có tạo phức, cơ chế phản ứng thế $S_N1/S_N2$ và dãy ảnh hưởng trans.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Đọc và lập công thức phức chất theo IUPAC; xác định trạng thái lai hóa và cấu hình electron $t_{2g}^a e_g^b$; thiết lập giản đồ MO cho phức chất bát diện; vẽ các dạng đồng phân hình học và đồng phân đối quang.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Tính toán mômen từ lý thuyết $\mu$; xác định thông số tách $\Delta$ từ cực đại phổ hấp thụ ánh sáng ($\lambda_{max}$); luận giải màu sắc của phức chất qua bảng màu phụ; dự đoán hướng phản ứng thế dựa trên dãy ảnh hưởng trans.
• Năng lực thực tiễn (Practical competencies): Tính toán nồng độ ion trong cân bằng phân ly; giải thích cơ chế chuẩn độ định lượng kim loại bằng EDTA; đánh giá sự thay đổi thế điện cực và sự hòa tan kết tủa trong các quy trình hóa phân tích dung dịch.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập (300-350 từ)

Bài giảng được thiết kế dựa trên phương pháp tiếp cận diễn dịch kết hợp quy nạp khoa học, dẫn dắt người học từ các tiên đề vật lý lượng tử đến các hiện tượng hóa học thực nghiệm:

• Phương pháp sư phạm: Tài liệu áp dụng phương pháp so sánh đối chiếu liên tục giữa các lý thuyết liên kết. Ví dụ, tác giả đặt thuyết VB cạnh thuyết CFT và MO để làm rõ: Thuyết VB giải thích trực quan cấu trúc hình học qua lai hóa nhưng không giải thích được màu sắc; thuyết CFT giải thích tốt từ tính và quang phổ nhưng bỏ qua liên kết $\pi$; trong khi thuyết MO bao quát toàn diện cả liên kết $\sigma$, liên kết $\pi$ và hiệu ứng orbital $d$.
• Hệ thống ví dụ mẫu và Case Studies: Các trường hợp nghiên cứu cụ thể được phân tích tường minh:
  • Giải thích sự khác biệt giữa $[NiCl_4]^{2-}$ (tứ diện, thuận từ, lai hóa $sp^3$) và $[Ni(CN)_4]^{2-}$ (vuông phẳng, nghịch từ, lai hóa trong $dsp^2$).
  • Tính toán năng lượng tách $\Delta_O = 9,79 \times 10^{-19}\text{ J/hạt}$ (tương đương $\approx 243\text{ kJ/mol}$) từ bước sóng hấp thụ $\lambda = 492,6\text{ nm}$ của phức bát diện $[Ti(H_2O)_6]^{3+}$.
  • Lập sơ đồ tổng hợp chọn lọc đồng phân cis hoặc trans-$[Pt(NH_3)_2Cl_2]$ dựa vào dãy ảnh hưởng trans: $CN^- \approx CO > NO_2^- > I^- > Cl^- > NH_3 > H_2O$.
• Phương pháp đánh giá và tự học:
  • Đánh giá: Thông qua hệ thống bài tập tự luận gồm viết cấu hình spin cao/spin thấp, tính LFSE cho cấu hình $d^0 - d^{10}$, giải các hệ phương trình cân bằng ion trong dung dịch chứa EDTA và phối tử phụ.
  • Hướng dẫn tự học: Người học cần thực hành vẽ các cấu trúc không gian của phức bát diện $MA_2B_2C_2$ (5 đồng phân hình học), phân tích mặt phẳng đối xứng để xác định tính quang hoạt, và giải các bài toán định lượng biến thiên thế khử chuẩn theo phương trình Nernst.

---

Điểm nổi bật và cập nhật (250-300 từ)

Tài liệu thể hiện các đặc điểm học thuật nổi bật, đáp ứng yêu cầu chuẩn hóa kiến thức chuyên ngành:

• Trình bày có hệ thống về đồng phân và công nghệ tách chất đối quang: Giáo trình không chỉ dừng lại ở việc phân loại đồng phân hình học và quang học mà còn cung cấp chi tiết 4 quy trình phân tách hỗn hợp racemic trong thực nghiệm hóa học (kết tinh cơ học ở nhiệt độ dưới $13,2^\circ\text{C}$ đối với $K_3[Co(C_2O_4)_3]$, dùng mầm tinh thể đồng hình, sắc ký hấp phụ trên chất mang quang hoạt như thạch anh, tinh bột, xenlulozo, và phản ứng tạo muối không đối quang với các tác nhân như axit $d$-tartaric, $d$-camphosulfonic hoặc bazơ brucin, quinin).
• Tích hợp ứng dụng liên ngành Hóa sinh vô cơ (Bioinorganic Chemistry): Bài giảng dành dung lượng cụ thể để phân tích cấu tạo và cơ chế hoạt động của các phân tử sinh học phức tạp:
  • Chelat porphyrin trong Heme ($Fe^{2+}$) và Hemoglobin; cơ chế vận chuyển oxy và nguyên nhân ngộ độc khí $CO$.
  • Phức nhân $Mg^{2+}$-porphyrin trong Chlorophyll và cơ chế quang hợp thu nhiệt ($6CO_2 + 6H_2O \to C_6H_{12}O_6 + 6O_2$, tiêu tốn 48 mol photon/mol glucose).
  • Cấu tạo phức chất sinh học của Vitamin B$_{12}$ (phức cobalt tham gia tổng hợp thymidylate ADN), thuốc chữa đái tháo đường (phức kẽm của insulin).
• Kết nối Dược học và Công nghiệp thực tế: Đưa vào cấu trúc và cơ chế tác dụng của thuốc chống ung thư Cisplatin ($cis-[Pt(NH_3)_2Cl_2]$ ức chế nhân đôi ADN), thuốc chống viêm khớp dạng thấp Auranofin (phức vàng-phosphin), xúc tác đồng thể Ziegler–Natta ($TiCl_4 - AlR_3$), và cơ chế chiết tách vàng qua phức chất $Na[Au(CN)_4]$.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình (200-250 từ)

• Sinh viên đại học:
  • Sinh viên năm thứ 2 và năm thứ 3 thuộc các ngành: Hóa học, Sư phạm Hóa học, Hóa dược, Công nghệ Kỹ thuật Hóa học, Khoa học Vật liệu.
  • Tài liệu phục vụ trực tiếp cho học phần Hóa học Phức chất, đồng thời hỗ trợ các môn học chuyên sâu như Hóa học Phân tích nâng cao, Hóa học Vô cơ chuyên ngành, Hóa sinh vô cơ.
• Học viên cao học và Nghiên cứu sinh: Sử dụng làm tài liệu tra cứu khung lý thuyết về trường phối tử, phương pháp tổng hợp chọn lọc đồng phân qua hiệu ứng trans, và tính toán cân bằng hóa học phức chất trong dung dịch phục vụ nghiên cứu thực nghiệm.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần: Hóa học đại cương, Cơ sở lý thuyết hóa học (Cấu tạo chất, Nhiệt động hóa học, Cân bằng ion trong dung dịch) và Hóa học vô cơ các nguyên tố.
• Giảng viên và Cán bộ nghiên cứu: Sử dụng làm tài liệu tham khảo trong việc xây dựng đề cương bài giảng, thiết kế câu hỏi thi học phần và định hướng nghiên cứu tổng hợp phức chất kim loại chuyển tiếp.

---

Câu hỏi thường gặp (250-300 từ)

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng nào?

Giáo trình được thiết kế chuẩn mực cho sinh viên đại học, học viên cao học chuyên ngành Hóa học, giảng viên giảng dạy Hóa vô cơ và cán bộ nghiên cứu trong các phòng thí nghiệm tổng hợp vô cơ, hóa phân tích và hóa dược.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Người học cần nắm vững cấu hình electron nguyên tử, bảng tuần hoàn, các dạng lai hóa cơ bản, lý thuyết axit – bazơ Lewis, các định luật nhiệt động học hóa học và phương trình Nernst trong hóa điện hóa.

3. Điểm khác biệt cơ bản của giáo trình so với các tài liệu khác là gì?

Tài liệu cung cấp sự so sánh định lượng trực tiếp giữa ba lý thuyết liên kết (VB, CFT, MO); chuẩn hóa các phương pháp tách hỗn hợp đối quang racemic và đào sâu các quy luật điều chế đồng phân thông qua dãy ảnh hưởng trans của Chernyaev.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất?

Người học nên học tuần tự theo từng chương: nắm vững danh pháp IUPAC $\to$ luyện tập vẽ cấu trúc đồng phân lập thể $\to$ giải các bài toán phân tách mức năng lượng orbital $d$ và tính LFSE $\to$ áp dụng quy luật ảnh hưởng trans và phương trình Nernst vào phản ứng dung dịch.

5. Tài liệu có cung cấp các bảng số liệu tra cứu chuyên ngành không?

Có. Giáo trình tích hợp các bảng dữ liệu chuyên biệt bao gồm: Bảng phân loại số phối trí và cấu trúc hình học, Bảng màu phụ và bước sóng quang phổ khả kiến, Dãy phổ hóa học của phối tử, Bảng năng lượng bền hóa LFSE cho cấu hình $d^0 - d^{10}$, và Dãy ảnh hưởng trans trên ion trung tâm $Pt(II)$ và $Pt(IV)$.

---

Kết luận (150 từ)

Bài giảng Hoá học Phức chất của PGS. TS. Trần Ngọc Tuyền cung cấp một hệ thống tri thức hoàn chỉnh, chuẩn xác và khoa học về hóa học các hợp chất phối trí. Tài liệu kết hợp chặt chẽ giữa các mô hình cấu trúc lượng tử vi mô (VB, CFT, MO) với các quy luật động học và nhiệt động học trong dung dịch.

Lộ trình học tập đề xuất: Khởi đầu từ việc chuẩn hóa danh pháp và phân loại đồng phân $\to$ làm chủ bản chất liên kết và phổ quang học $\to$ ứng dụng vào giải quyết các bài toán cân bằng tạo phức, chuẩn độ complexon và phản ứng tổng hợp đồng phân vô cơ.

Tài liệu đóng vai trò nguồn tư liệu học thuật cơ sở, thích hợp sử dụng song hành cùng các chuyên đề Hóa vô cơ nâng cao, Tinh thể học và Xúc tác phức chất kim loại chuyển tiếp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 4. KHÁI NIỆM VỀ PHỨC CHẤT 4. Phức chất Các nguyên tố hoá học khi kết hợp với nhau tạo thành các hợp chất đơn giản hay hợp chất bậc nhất, chẳng hạn: Na2O, CaO, NaCl, CuCl2. Các hợp chất đơn giản có thể kết hợp với nhau tạo thành hợp chất phân tử hay hợp chất bậc cao, gọi là phức chất, chẳng hạn: K2[HgI4] (HgI2.2KI), [Ag(NH3)2]Cl (AgCl.

Người ta gọi chúng là hợp chất phân tử nhằm nhấn mạnh rằng chúng không phải là các nguyên tử, các gốc mà là các phân tử kết hợp với nhau. Vấn đề đặt ra là hợp chất phân tử nào thì được gọi là phức chất. Werner, phức chất là hợp chất phân tử nào bền trong dung dịch nước, không phân huỷ hoặc chỉ phân huỷ rất ít ra các hợp phần tạo thành tạo thành hợp chất đó. Grinbe: phức chất là những hợp chất phân tử xác định, khi kết hợp các hợp phần của chúng lại thì tạo thành các ion phức tạp tích điện dương hay âm, có khả năng tồn tại ở dạng tinh thể cũng như ở trong dung dịch.

Trong trường hợp riêng, điện tích của ion phức tạp đó có thể bằng 0. Iaximirxki: phức chất là những hợp chất tạo được các nhóm riêng biệt từ các nguyên tử, ion hoặc phân tử với những đặc trưng: a) có mặt sự phối trí b) không phân ly hoàn toàn trong dung dịch c) có thành phần phức tạp, số phối trí và số hoá trị không trùng nhau. Phức chất là hợp chất tạo thành giữa ion hay nguyên tử kim loại M với các phối tử A là các phân tử hay ion khác. Số liên kết tạo thành giữa M với A nhiều hơn hóa trị thông thường của M.

Công thức chung của phức chất là: [MAa]. Ví dụ: [AgCl2]-, [Ag(NH3)2]+, [Co(NH3)6]3+, [Fe(CO)5] Nhiều ion kim loại trong nước tồn tại ở dạng phức aquơ, chẳng hạn: [Cu(H2O)6]2+, [Al(H2O)6]3+… 1 Bài giảng Hoá học Phức chất Trần Ngọc Tuyền 4. Ion trung tâm và phối tử - Ion hay nguyên tử kim loại M được gọi là ion trung tâm. M là axit Lewis vì có các orbital hóa trị đang còn trống, có thể nhận các cặp electron của các phân tử hay ion khác.

Ion trung tâm thường là các nguyên tử hay ion kim loại chuyển tiếp. - Phối tử A là bazơ Lewis. A có các cặp electron tự do. Ví dụ: Cl-, CN-, H2O, NH3.

Cầu nội, cầu ngoại - Dấu móc vuông [ ] được dùng để chỉ các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử đó được gọi chung là cầu nội hay ion phức. - Nếu cầu nội mang điện thì cần kết hợp thêm các ion trái dấu để tạo hợp chất trung hòa điện, các ion đó được gọi là cầu ngoại. Ví dụ: Trong các phức chất [Ag(NH3)2]Cl, Na[AgCl2], các ion Na+, Cl- là cầu ngoại. Như vậy, nếu cầu nội không mang điện thì không có cầu ngoại.

Vì thế, từ phức chất thường dùng để chỉ cầu nội. Phức chất trung hòa là chất điện ly trong nước. Lúc đó: - Ion phức và cầu ngoại tách khỏi nhau (điện ly hoàn toàn) - Ion phức điện ly rất yếu, có thể bỏ qua sự điện ly của ion phức. Ví dụ: [Ag(NH3)2]Cl  [Ag(NH3)2]+ + Cl- Nếu quan tâm đến sự điện ly của ion phức, ta có cân bằng: MAa ⇌ M + a A Phức chất càng bền, hằng số   [MA a ] càng lớn.

[ M ][A]a  được gọi là hằng số bền của phức chất MAa. Số phối trí Số phối trí của M là số liên kết mà ion trung tâm M tạo được với các phối tử. Số phối trí quan hệ mật thiết với cấu trúc hình học của phức chất (Bảng 1.