Chất phối hợp

Buzz

Nội dung bài viết

Phân loại

Hằng số ổn định của phức chất

Hằng số ổn định từng bước

Hằng số ổn định tổng thể

Xem thêm

Đọc tóm tắt

- Chất phối hợp là hợp chất hình thành từ ion trung tâm và phối tử, nghiên cứu trong nhiều lĩnh vực như hóa học, sinh học, và y dược.
- Trong công nghiệp, chúng được dùng làm xúc tác để sản xuất hóa chất và vật liệu polymer.
- Phức chất có thể là đơn nhân hoặc đa nhân, với phối tử đơn hoặc đa dạng.
- Hằng số ổn định của phức chất cho biết mức độ ổn định và khả năng hình thành phức qua từng bước tạo phức và tổng thể.
- Các hằng số không ổn định là nghịch đảo của hằng số ổn định.

Chất phối hợp là hợp chất hình thành khi một ion đơn (thường là ion kim loại) gọi là ion trung tâm, liên kết với các phân tử hoặc ion khác, gọi là phối tử. Trong dung dịch, cả ion trung tâm, phối tử và chất phối hợp đều có thể tồn tại độc lập. Nó là đối tượng nghiên cứu quan trọng trong nhiều lĩnh vực như hóa học, sinh học, y dược, môi trường... Trong ngành công nghiệp hóa học, chất phối hợp được sử dụng làm xúc tác, thay đổi quy trình sản xuất nhiều hóa chất cơ bản như acetaldehyde, acid acetic, và nhiều loại vật liệu polymer. Các hạt nano phối hợp chùm kim loại đang được nghiên cứu để làm xúc tác cho ngành 'hóa học xanh', nhằm giảm tác động độc hại đến môi trường và phát triển các vật liệu vô cơ mới với tính năng vượt trội. Ngành hóa học phối hợp hiện đang phát triển mạnh mẽ và kết hợp thành tựu từ hóa lý, hóa phân tích, hóa hữu cơ, hóa sinh, hóa dược... Nhiều quá trình quan trọng trong sự sống như quang hợp, vận chuyển oxy và carbon dioxide, xúc tác enzym đã được làm sáng tỏ nhờ việc xác định cấu trúc và vai trò của các phức chất đại phân tử.

Nguyên tử trung tâm và phối tử kết hợp tạo thành cầu nội phức, được viết trong dấu [ ], trong khi các ion trái dấu với cầu nội phức gọi là cầu ngoại phức, được viết ngoài dấu [ ].

Ví dụ: [ Ag(NH3)2]Cl --> [ cầu nội phức ] cầu ngoại phức

Chú ý: Các chất như KAl(SO4)2.12H2O, FeSO4(NH4)2SO4.6H2O... là muối kép, dù chúng có cấu trúc giống phức chất khi ở dạng rắn, nhưng khi hòa tan trong nước, chúng phân ly thành các ion đơn giản và không được coi là phức chất.

Phân loại

Phức chất có thể được phân chia thành hai loại chính: phức chất cộng và phức chất nội.

Trong một phức chất, số phối tử gắn với ion trung tâm được gọi là số phối trí. Số phối trí tối đa thường là 2, 4, 6, ví dụ như: [Ag(NH3)2]+, [Zn(NH3)4]2+, [FeF6]3-,...

Phức chất đơn nhân là loại phức chất chỉ chứa một ion trung tâm duy nhất.

Phức chất đa nhân là loại có nhiều ion trung tâm, có thể cùng loại như [Fe2(OH)2]4+, [Cu3(OH)4]2+, hoặc khác loại như [(CN)5Co(CN)Fe(CN)5]6-, [(NH3)5CoBrCr(H2O)5]4+

Phức chất dị phối tử là những phức chất có nhiều loại phối tử khác nhau, bao gồm hai dạng chính:

+ Phức chất đơn nhân dị phối tử: ví dụ như [Pt(NH3)2Cl2], [Co(NH3)3(NO2)3].

+ Phức chất đa nhân dị phối tử: ví dụ như [(NH3)5CrOHCr (NH3)5]5+, [(NH3)5CoNH2Co(NH3)5]5+

Phức chất đơn càng là loại phức chất trong đó mỗi phối tử chỉ liên kết một nguyên tử với ion trung tâm.

Phức chất đa càng là loại phức chất có phối tử liên kết nhiều nguyên tử với ion trung tâm. Phức càng cua là dạng đặc biệt của phức chất đa càng, trong đó phối tử tạo thành một vòng khép kín với ion trung tâm, như trong phức của ion Ni2+ với dimetylglioxim.

Hằng số ổn định của phức chất

Hằng số ổn định từng bước

Đối với các phức chất có số phối trí bằng 1, quá trình tạo phức được biểu diễn như sau:

M + L ⇔ ML

Đối với các phức chất có số phối trí cao, quá trình tạo phức giữa ion kim loại Mn+ và phối tử Lm- được mô tả theo sơ đồ dưới đây (điện tích không được ghi rõ để đơn giản hóa).

M + L ⇔ ML (k₁)

ML + L ⇔ ML2 (k₂)

ML2 + L ⇔ ML3 (k₃)

............................................

k₁, k₂, k₃,... là các hằng số ổn định theo từng bước của các phức chất tương ứng.

Các giá trị của k cho biết mức độ ổn định của từng phức chất và cho phép so sánh khả năng hình thành phức ở từng bước.

; $k_{2} =$

[ M L 2 ] [ M L ] [ L ] {displaystyle k_{2}={rac {[ML2]}{[ML][L]}}} ;

k_{3} = \frac{[M L 3]}{[M L 2] [L]}

Hằng số ổn định tổng thể

Cân bằng tạo phức có thể được biểu diễn qua hằng số ổn định tổng thể bằng cách kết hợp các hằng số ổn định từng bước.

M + L ⇔ ML (β₁ = k1)

M + 2L ⇔ ML₂ (β₂ = k1.k2)

M + 3L ⇔ ML₃ (β₃ = k1.k2.k3)

.....................................

Theo định luật tác dụng khối lượng, ta có:

Các hằng số không ổn định từng bước và tổng thể tương ứng với các hằng số ổn định từng bước và tổng thể.

ML₃ ⇔ ML₂ + L (k_kb1)

ML₂ ⇔ ML + L (k_kb2)

ML ⇔ M + L (k_kb1)

Hằng số không ổn định là nghịch đảo của hằng số ổn định.

Theovi.wikipedia.org

Copy link

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Chất phối hợp là gì và có cấu trúc như thế nào?

Chất phối hợp là hợp chất hình thành khi ion trung tâm, thường là ion kim loại, liên kết với các phối tử. Trong dung dịch, chúng tồn tại độc lập và đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực như hóa học và sinh học.

Các loại phức chất chính là gì và chúng được phân loại như thế nào?

Phức chất được chia thành hai loại chính: phức chất cộng và phức chất nội. Số phối tử gắn với ion trung tâm, gọi là số phối trí, có thể là 2, 4 hoặc 6, ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của phức chất.

Tại sao hằng số ổn định của phức chất lại quan trọng trong hóa học?

Hằng số ổn định cho phép so sánh mức độ ổn định của các phức chất khác nhau. Nó được tính dựa trên các hằng số ổn định từng bước, giúp hiểu rõ hơn về khả năng hình thành và cấu trúc của phức chất.

Phức chất có vai trò gì trong ngành công nghiệp hóa học hiện nay?

Trong ngành công nghiệp hóa học, phức chất được sử dụng làm xúc tác và giúp thay đổi quy trình sản xuất nhiều hóa chất quan trọng. Chúng cũng đóng góp vào nghiên cứu các vật liệu mới có tính năng vượt trội.

Phức chất dị phối tử có đặc điểm gì khác biệt so với phức chất thông thường?

Phức chất dị phối tử chứa nhiều loại phối tử khác nhau. Chúng có thể là phức chất đơn nhân hoặc đa nhân, ảnh hưởng đến tính chất và ứng dụng của phức chất trong hóa học.

Làm thế nào để phân biệt giữa phức chất và muối kép trong hóa học?

Phức chất là hợp chất mà ion trung tâm liên kết với phối tử, trong khi muối kép như KAl(SO4)2.12H2O chỉ phân ly thành các ion đơn giản khi hòa tan. Sự phân ly này không tạo ra phức chất.