Tài liệu Ứng dụng thuyết VB, trường tinh thể giải thích một số phức chất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC =====***===== HOÀNG THỊ DƯƠNG ỨNG DỤNG THUYẾT VB, TRƯỜNG TINH THỂ GIẢI THÍCH MỘT SỐ PHỨC CHẤT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa vô cơ Người hướng dẫn khoa học: ThS. Hoàng Quang Bắc HÀ NỘI, 2015 LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian cố gắng tìm tòi, nghiên cứu, khoá luận tốt nghiệp với đề tài: “Ứng dụng thuyết VB, trường tinh thể giải thích một số phức chất” đã được hoàn thành. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS. Hoàng Quang Bắc người đã luôn quan tâm, động viên và tận tình hướng dẫn em trong quá trình thực hiện khoá luận này. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa hoá học của trường Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè đã luôn ở bên giúp đỡ động viên em trong suốt quá trình học tập vừa qua. Mặc dù đã hết sức cố gắng trong công việc hoàn thành khoá luận nhưng không thể tránh khỏi những thiếu xót. Vì vậy, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô và bạn bè! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 5 năm 2015 Sinh viên Hoàng Thị Dương DANH MỤC VIẾT TẮT AO : orbitan NL : năng lượng NLOĐTTT : năng lượng ổn định trường tinh thể KL : kim loại TH : trường hợp T : tetraedre (tứ diện) CSFE : Năng lượng bền hoá trường tinh thể DANH MỤC BẢNG HÌNH BẢNG Bảng 1.1. Tên của các phối tử ........................................................................... 5 Bảng 1.2.Thông số tách năng lượng trong trường tinh thể ............................. 13 Bảng 1.3. Bước sóng của ánh sáng trông thấy và màu ................................... 14 Bảng 2.1. Một số dạng lai hoá ........................................................................ 17 HÌNH Hình 1.1. Đồng phân cis-điclorođiammin Platin (II) và đồng phân trans -điclorođiammin Platin (II) ...................................................... 6 Hình 1.2. Đồng phân cis-điclorotetraammin coban (III) và đồng phân trans-điclorotetraammincoban (III) .................................................. 7 Hình 1.3. Giản đồ tách năng lượng của phức bát diện .................................... 11 Hình 1.4. Giản đồ tách năng lượng của phức tứ diện ..................................... 12 Hình 2.1. Dạng hình học của ion phức [CoF6]3- ............................................. 20 Hình 2.2. Dạng hình học của ion phức [Co(CN)6]3- ....................................... 22 Hình 2.3. Cấu tạo vuông phẳng của phức chất [NiSe4]2- ................................ 28 Hình 2.4. Cấu tạo vuông phẳng của phức chất trans-[PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ . 29 Hình 2.5. Cấu tạo của phức chất trans-[PtCl2(NH3)2(H2O)2]2+ ....................... 29 Hình 2.6. Cấu tạo của phức Fe(CO)5 .............................................................. 33 Hình 2.7. Cấu tạo của phức [Co2(CO)8] .......................................................... 33 Hình 2.8. Cấu tạo của phức Ni(CO)4 .............................................................. 34 Hình 3.1. Sự biến đối orbitan trong phức bát diện ....................................... 37 Hình 3.2. Sự tách mức năng lượng các orbital d trong phức bát diện ........... 37 Hình 3.3. Sự biến đổi năng lượng của các orbital d trong phức tứ diện ............. 38 Hình 3.4.Sự tách năng lượng các orbital d trong phức tứ diện ..................... 39 MỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHỨC CHẤT........................................... 3 1.1. Một số khái niệm phức chất [2][6][10] ................................................... 3 1.1.1. Khái niệm .......................................................................................... 3 1.1.2. Cấu tạo phức chất.............................................................................. 3 1.2. Thuyết VB giải thích liên kết phức chất [8] ........................................... 8 1.2.1. Luận điểm ......................................................................................... 8 1.2.2. Nội dung............................................................................................ 9 1.2.3. Ưu nhược điểm của thuyết VB ....................................................... 10 1.3. Thuyết trường tinh thể giải thích phức chất [8] .................................... 10 1.3.1. Luận điểm ....................................................................................... 10 1.3.2. Nội dung.......................................................................................... 11 1.3.3. Giải thích một số tính chất của phức: ............................................. 12 1.3.4. Ưu điểm và hạn chế ........................................................................ 14 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG THUYẾT VB VÀO GIẢI THÍCH MỘT SỐ PHỨC CHẤT ................................................................................................. 16 2.1. Nội dung [6] ............................................................................................. 16 2.1.1. Một số trường hợp lai hoá............................................................... 16 2.1.2. Cường độ của phối tử...................................................................... 17 2.2. Giải thích phức chất theo thuyết VB..................................................... 17 2.3. Một số bài tập ứng dụng ....................................................................... 18 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ GIẢI THÍCH MỘT SỐ PHỨC CHẤT ................................................................. 36 3.1. Cơ sở thuyết trường tinh thể [8][9] ....................................................... 36 3.2. Thông số tách năng lượng ( ký hiệu:= -10Dq ) .................................. 36 3.3. Các yếu tố ảnh hưởng thông số tách ..................................................... 39 3.4. Ảnh hưởng của trường phối tử đến cấu hình electron d của ion trung tâm ...................................................................................................... 41 3.5. Năng lượng bền hoá bởi trường tinh thể ............................................. 42 3.6. Bài tập ứng dụng thuyết trường tinh thể giải thích phức chất .......... 43 KẾT LUẬN .................................................................................................... 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 64 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Phức chất là một bộ phận quan trọng của hoá học vô cơ hiện đại. Thật vậy, phần lớn các hợp chất vô cơ là những phức chất. Trong các giáo trình hoá vô cơ thường có phần dành riêng hoặc đề cập đến phức chất, việc giải thích sự hình thành và tồn tại của nhiều hợp chất vô cơ cũng dựa trên cơ sở các thuyết liên kết trong phức chất Phức chất ngày càng có nhiều ứng dụng rộng rãi không chỉ trong hoá học mà còn cả trong các lĩnh vực sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, y học, đời sống…Vì thế, một trong những hướng nghiên cứu của hoá học vô cơ là phức chất đã được bắt đầu khá sớm và ngày càng phát triển. Để có thể làm tốt công tác nghiên cứu ứng dụng vào các lĩnh vực trên, phải có những kiến thức cơ bản về phức chất. Từ thực tế nói trên, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “Ứng dụng thuyết VB, trường tinh thể giải thích một số phức chất” nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho các bạn học tập và nghiên cứu . 2. Mục đích, nhiệm vụ của nghiên cứu của đề tài 2.1. Mục đích nghiên cứu Ứng dụng thuyết VB, trường tinh thể giải thích một số phức chất. 2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu Tổng quan một số vấn đề về phức chất, thuyết VB và thuyết trường tinh thể. Nghiên cứu ứng dụng thuyết VB, trường tinh thể giải thích một số phức chất. Nghiên cứu hướng dẫn đưa ra cách giải. 1 3. Giả thuyết khoa học Việc vận dụng thuyết VB, thuyết trường tinh thể giải thích một số phức chất rất quan trọng. Để phát triển nâng cao năng lực nhận thức, tư duy, sáng tạo, độc lập của người học thì phải xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập có chất lượng cao. 4. Phương pháp nghiên cứu 4.1. Phương pháp đọc sách và tài liệu tham khảo. 4.2. Phương pháp thực nghiệm. 4.3. Phương pháp chuyên gia. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHỨC CHẤT 1.1. Một số khái niệm phức chất [2][6][10] 1.1.1. Khái niệm Khái niệm phức ở đây chủ yếu được giới hạn trong những phân tử loại MLk, trong đó k ion hay phân tử L được gọi là phối tử phân bố một cách xác định chung quanh nguyên tử hay ion kim loại chuyển tiếp M được gọi là ion tạo phức, nguyên tử tạo phức hay nói chung là hạt tạo phức. Ví dụ: Một số phức chất là chất điện ly, khi phân ly thành ion phức: H 2[SiF6]; H[AuCl4] (axit); [Cu(NH3)4](OH)2 (bazơ); K2[HgI4] (muối). Ngoài ra còn những phức chất không là chất điện ly, không tồn tại những ion phức: [Pt(NH3)2Cl2]; [Ni(CO)4]. Phần viết trong ngoặc vuông bao gồm hạt tạo phức và các phối tử gọi là cầu nội hay còn gọi là cầu phối trí. 1.1.2. Cấu tạo phức chất 1.1.2.1. Nguyên tử trung tâm Chất tạo phức có thể là ion hay nguyên tử và thường được gọi chung là nguyên tử trung tâm. Phối tử hay ligand là ion ngược dấu hay phân tử trung hòa điện được phối trí xung quanh nguyên tử trung tâm. Điện tích cầu nội là tổng điện tích của các ion ở trong cầu nội. Những ion nằm ngoài ngược dấu với cầu nội tạo nên cầu ngoại. Ví dụ: Trong phức [Cu(NH3)4](OH)2 cầu nội là [Cu(NH3)4]2+ (gồm ion Cu2+ và 4 phân tử NH3) và cầu ngoại là 2 ion OH- . Cầu nội của phức chất có thể là cation (ví dụ: [Cu(NH3)4] 2+, có thể là anion (ví dụ:[AuCl4], [SiF6]2-), có thể là phân tử trung hòa điện, không phân ly trong dung dịch (ví dụ: [Ni(CO)4] ). 3 Như vậy hạt tạo phức có thể là ion (Cu2+, Au3+...) hay nguyên tử (Ni, Co...) có thể là kim loại hay không kim loại (Si). 1.1.2.2. Phối tử Các phối tử phức thường là các ion F-, Cl-, CN-, ... và các phân tử trung hòa điện như H2O, NH3, pyridin (C5H5N). Dựa vào số nguyên tử mà phối tử có thể phối trí quanh hạt tạo phức, người ta chia phối tử ra làm phối tử một càng (ví dụ F-, OH-, NH3... ) hay phối tử nhiều càng. Ví dụ: phối tử 2 càng như phân tử etylendiamin (viết tắt en), ngoài ra còn có phối tử 4 càng như EDTA (etylendiamintetra axetat), 6 càng như trilon B. 1.1.2.3. Số phối trí Số phối tử được phân bố trực tiếp chung quanh hạt tạo phức được gọi là số phối trí. Ví dụ: số phối trí của ion Co3+ trong phức [Co(NH3)6]Cl3 bằng 6, của Cu2+ trong phức [Cu(en)2]2+, [Cu(NH3)4](OH)2 đều bằng 4 vì phối tử một càng tạo nên số phối trí bằng 1 và phối tử hai càng tạo nên số phối trí bằng 2. Đối với một số hạt tạo phức, số phối trí thường có giá trị xác định, ví dụ đối với Cr3+ và Pt4+ số phối trí luôn là 6. Trong trường hợp chung, đối với đa số các hạt tạo phức số phối trí có những giá trị khác nhau tùy thuộc vào bản chất các phối tử và điều kiện hình thành phức chất. Ví dụ ion Ni2+ trong phức chất có thể có các số phối trí 4 và 6. 1.1.2.4. Danh pháp Tên gọi phức chất bao gồm tên của cation và tên của anion. Tên gọi của ion phức gồm có: số phối tử và tên của phối tử là anion + số phối tử và tên của phối tử là phân tử trung hòa + tên của nguyên tử trung tâm và số oxi hóa. 4 a, Số phối tử Phối tử 1 càng dùng tiếp đầu ngữ: đi, tri, tetra, penta, hexa…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6… Phối tử nhiều càng dùng tiếp đầu ngữ: bis, tris, tetrakis, pentakis, hexakis…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6… b, Tên phối tử Nếu phối tử là anion: tên anion +”o” Bảng 1.1. Tên gọi các phối tử F- Floro S2O32- Tiosunfato Cl- Cloro C2O42- Oxalato Br- Bromo CO32- Cacbonato I- Iođo HO- hiđroxo NO2- Nitro CN- Xiano ONO- Nitrito SCN- tioxianato SO32- Sunfito NCS- isotioxianato Nếu phối tử là phân tử trung hoà: tên của phân tử đó: C2H4: etylen; C5H5N: pyriđin; CH3NH2: metylamin… Một số phân tử trung hoà có tên riêng: H2O: aqua; NH3: ammin; CO: cacbonyl; NO: nitrozyl c, Nguyên tử trung tâm và số oxi hóa Nếu nguyên tử trung tâm ở trong cation phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó kèm theo số La Mã, viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa khi cần. Ví dụ coban (III), coban (II)... Nếu nguyên tử trung tâm ở trong anion phức, người ta lấy tên của nguyên tử đó thêm đuôi at và kèm theo số La Mã viết trong dấu ngoặc đơn để chỉ số oxi hóa, nếu phức chất là axit thì thay đuôi at bằng ic. 5 d, Ví dụ Tên gọi một số phức chất: Cation [Co(NH3)6]Cl3 Hexaammin Coban (III) clorua Cation [Cr(H2O)6]Br3 Hexaqua Crom(III) bromua Cation [Co(NH3)5Cl]Cl2 Cloropentaammin Coban (III) clorua Cation [Cu(en)2]SO4 Bisetylendiamin đồng (II) sunfat Anion Na2[Zn(OH)4] Natri tetrahydroxozincat Anion K4[Fe(CN)6] Kali hexa cianoferat (II) Anion H[AuCl4] Axit tetracloro auric (III) 1.1.2.5. Đồng phân Phức chất cũng có những dạng đồng phân giống như hợp chất hữu cơ. Những kiểu đồng phân chính của phức chất là đồng phân hình học và đồng phân quang học. Ngoài ra còn có các kiểu đồng phân khác như đồng phân phối trí, đồng phân ion hóa và đồng phân liên kết. a, Đồng phân hình học hay đồng phân cis-trans Trong phức chất, các phối tử có thể chiếm những vị trí khác nhau đối với nguyên tử trung tâm. Khi phức chất có các loại phối tử khác nhau, nếu hai phối tử giống nhau ở về cùng một phía đối với nguyên tử trung tâm thì phức chất là đồng phân dạng cis và nếu hai phối tử giống nhau ở về hai phía đối với nguyên tử trung tâm thì phức chất đồng phân dạng trans. Ví dụ: Phức chất hình vuông [Pt(NH3)2Cl2] có hai đồng phân cis và trans Hình 1.1. Đồng phân cis-điclorođiammin Platin(II) và đồng phân transđiclorođiammin Platin (II) 6 Ion phức bát diện cũng có đồng phân cis và trans. Ví dụ : [Co(NH3)4Cl2]+ Hình 1.2. Đồng phân cis-điclorotetraammin coban(III) và đồng phân trans-điclorotetraammincoban(III) Chú ý: Phức tứ diện không có đồng phân hình học. b, Đồng phân quang học hay đồng phân gương Hiện tượng đồng phân quang học sinh ra khi phân tử hay ion không thể chồng khít lên ảnh của nó ở trong gương. Hai dạng đồng phân quang học không thể chồng khít lên nhau tương tự vật với ảnh của nó trong gương. Các đồng phân quang học của một chất có tính chất lí hóa giống nhau trừ phương làm quay trái hay phải mặt phẳng của ánh sáng phân cực. Ví dụ: Cl Cl N Cl Cl Co Co N N H3N NH3 N NH3 NH3 c, Đồng phân phối trí 7 Hiện tượng đồng phân phối trí sinh ra do sự phối trí khác nhau của loại phối tử quanh hai nguyên tử trung tâm của phức chất gồm có cả cation phức và anion phức. Ví dụ : [Co(NH3)6][Cr(CN)6] và [Cr(NH3)6][Co(CN)6] [Cu(NH3)4][PtCl4] và [Pt(NH3)4][CuCl4] d, Đồng phân ion hóa Hiện tượng đồng phân ion hóa sinh ra do sự sắp xếp khác nhau của anion trong cầu nội và cầu ngoại của phức chất. Ví dụ: [Co(NH3)5Br]SO4 và [Co(NH3)5SO4]Br e, Đồng phân liên kết Hiện tượng đồng phân liên kết sinh ra khi phối tử một càng có khả năng phối trí qua hai nguyên tử. Ví dụ tùy thuộc vào điều kiện, anion NO2- có thể phối trí qua nguyên tử N ( liên kết M-NO2) hay qua nguyên tử O (liên kết MONO), anion SCN- có thể phối trí qua nguyên tử S (liên kết M-SCN) hay qua nguyên tử N (liên kết M-NCS). Ví dụ: [Co(NH3)5NO2]Cl2 và [Co(NH3)5ONO]Cl2 Nitropentaammin coban (III) clorua và Nitritopentaammin coban (III) clorua [Mn(CO)5SCN] và [Mn(CO)5NCS] Tioxianatopentacacbonyl mangan Isotioxianatopentacacbonyl mangan 1.2. Thuyết VB giải thích liên kết phức chất [8] 1.2.1. Luận điểm Coi cấu tạo e của nguyên tử vẫn được bảo toàn khi hình thành phân tử. Khi 2 AO hoá trị của nguyên tử xen phủ nhau tạo liên kết hoá học thì vùng xen phủ đó là chung cho cả 2 nguyên tử Mỗi liên kết hoá học giữa 2 nguyên tử được đảm bảo bởi 2e có spin đối song, không có sự hình thành liên kết bởi 1e hay từ 3e trở lên 8 Sự xen phủ giữa 2AO có e độc thân của 2 nguyên tử càng mạnh thì liên kết tạo ra càng bền( nguyên lý xen phủ cực đại) liên kết hoá học được phân bố theo phương có khả năng lớn nhất về sự xen phủ của 2 AO 1.2.2. Nội dung Liên kết giữa nguyên tử trung tâm và các phối tử là liên kết cho nhận. Nguyên tử kim loại phải có obitan trống để tạo liên kết với các obitan chứa cặp electron tự do của phối tử. Khi đó các obitan trống của nguyên tử kim loại tạo phức tổ hợp thành các obitan lai hoá với sự định hướng không gian xác định ứng với sự hình thành các liên kết giữa hạt tạo phức và phối tử trong phức chất. Liên kết phối trí được hình thành do sự xen phủ của các obitan lai hoá còn trống của kim loại với cặp electron tự do của phối tử. Sự xen phủ của các obitan càng lớn, liên kết càng bền. Sự xen phủ của các obitan càng lớn, liên kết càng bền. Cấu hình không gian của phức chất phụ thuộc vào dạng lai hoá. + Lai hoá sp: cấu hình thẳng (Ag+, Hg2+ ) + Lai hoá sp3: cấu hình tứ diện (Al3+, Zn2+, Co2+, Fe2+, Ti3+...) + Lai hoá dsp2: cấu hình vuông phẳng (Au3+, Pd2+, Cu2+, Ni2+, Pt2+ ...) + Lai hoá d2sp3: cấu hình bát diện (Cr3+, Pt4+, Co3+, Fe3+, Rh3+ ... ) Các obitan muốn lai hoá được với nhau phải năng lượng gần nhau và phải có cấu hình hình học và sự định hướng của obitan trong không gian. Các dạng lai hoá và sự phân bố hình học của phối tử trong phức chất xác định chủ yếu bởi cấu tạo electron của ion trung tâm. Ngoài ra chúng còn phụ thuộc vào bản chất của các phối tử. Cùng ion kim loại nhưng với những phối tử khác nhau chúng có thể tạo ra các phức chất khác nhau với các dạng lai hoá khác nhau, các phức đó có cấu hình không gian và từ tính khác nhau. VD: [Fe(H2O)6]Cl3 lai hoá ngoài sp3d2 K3[Fe(CN)6] lai hoá trong d2sp3 9 Dựa vào kết quả thực nghiệm về quang phổ, người ta sắp xếp dãy các phối tử theo chiều tăng dần khả năng tạo phức gọi là dãy quang phổ hoá học: I-< Br- < Cl-< F-< OH-< C2O42- ~ H2O < NCS- < Py ~ NH3 < En ... NO2- < CN1.2.3. Ưu nhược điểm của thuyết VB Ưu điểm: Giải thích đơn giản liên kết hình thành và dạng hình học của phức chất. Giải thích được từ tính của phức chất. Nhược điểm: Phương pháp chỉ hạn chế ở cách giải thích định tính. Không giải thích và tiên đoán các tính chất từ chi tiết của phức chất (ví dụ sự bất đẳng hướng của độ cảm từ, cộng hưởng thuận từ v.v…). Không giải thích được năng lượng tương đối của liên kết đối với các cấu trúc khác nhau và không tính đến việc tách năng lượng của các phân mức d. Do đó, không cho phép giải thích và tiên đoán về quang phổ hấp thụ của các phức chất. 1.3. Thuyết trường tinh thể giải thích phức chất [8] 1.3.1. Luận điểm Liên kết hoá học trong phức chất là lực tương tác tĩnh điện giữa ion trung tâm và phối tử. Ion trung tâm (thường là cation kim loại) được nghiên cứu cấu trúc e một cách chi tiết. Phối tử được coi như những điện tích điểm (nếu là anion) hay lưỡng cực điểm (nếu là phân tử trung hoà) tạo nên trường có đối xứng xác định tác dụng lên ion trung tâm. Các AO d của ion trung tâm ở trạng thái tự do gồm dxy; dxz; dyz; dx2-y2; dz2 có cùng mức năng lượng. Tương tác của ion trung tâm với trường tĩnh điện của phối tử làm các AO d giảm bậc suy biến, tách thành các mức có năng lượng khác nhau. 10 Quy tắc điền e vào các AO d của ion trung tâm cũng giống như quy tắc điền e vào nguyên tử, xong có chú ý đến năng lượng ghép đôi e và thông số tách mức năng lượng của AO d. 1.3.2. Nội dung *Phức bát diện - Các AO dz2; dx2-y2 phân bố trên trục z; x; y nên gần phối tử hơn, do đó chịu lực đẩy mạnh hơn nên nó có năng lượng cao hơn (eg). Ba AO dxy; dxz; dyz nằm trên đường phân giác của các trục x; y; z tương ứng ở xa phối tử nên có năng lượng thấp hơn (t2g). dz2 dx2-y2 eg t2g dxy dxz dyz Hình 1.3. Giản đồ tách mức năng lượng của phức bát diện. Ví dụ: Trường phối tử giải thích [CoF6]3- thuận từ, spin cao [Co(CN6)]3- nghịch từ, spin thấp * Phức tứ diện - Ngược với trường bát diện các AO dxy; dxz; dyz gần phối tử hơn nên bị đẩy lên mức năng lượng cao, còn AO dz2; dx2-y2 có năng lượng thấp hơn. 11 t2g dxy dxz dyz dz2 dx2-y2 eg Hình 1.4. Giản đồ tách mức năng lượng của phức tứ diện. Ví dụ: [Cu(NH3)4]SO4 *Phức vuông phẳng - Hiện tượng phân chia năng lượng của các AO d phức tạp hơn: AO dx2-y2 gần phối tử hơn nên có năng lượng cao hơn dz2. AO dxy chịu tác dụng trực tiếp nên có năng lượng hơi cao hơn dxz; dyz - Như vậy phức vuông phẳng là biến dạng của phức bát diện khi hai nhóm thế ở vị trí trans trên trục z bị mất đi. Do đó obitan dz2 làm bền hơn nhiều và obitan dxz; dyz được làm bền thêm một ít còn các obitan dx2-y2; dxy kém bền hơn so với phức bát diện. 1.3.3. Giải thích một số tính chất của phức: * Thông số tách năng lượng (  ): Là hiệu năng lượng của obitan d”cao” với obitan d”thấp”. - Với phức bát diện: mỗi electron chiếm obitan eg có năng lượng cao hơn 3 / 5o , mỗi electron chiếm obitan t2g có năng lượng thấp hơn 2 / 5o - Với phức tứ diện: mỗi electron chiếm obitan t2g có năng lượng cao hơn 2 / 5T , mỗi electron chiếm obitan eg có năng lượng thấp hơn 3 / 5T - Các yếu tố ảnh hưởng tới  : + o  T , nếu cùng ion trung tâm và phối tử thì o  9 / 4T 12 + Điện tích ion trung tâm lớn thì  lớn + Bán kính ion trung tâm lớn thì  lớn + Phối tử càng mạnh thì  càng lớn Bảng 1.2. Thông số tách năng lượng cua trường bát diện. [CrCl6]4-: 13000 [Co(H2O)6]3+: 18200 [Cr(H2O)6]2+: 14000 [Co(NH3)6]3+: 22900 [CrCl6]3-: 13200 [Co(CN)6]3-: 33.500 [Cr(H2O)6]3+: 17400 [Fe(CN)6]4-: 32800 [Cr(NH3)6]3+: 21500 [Fe(CN)6]3-: 35000 * Từ tính - Nếu P >  thì e được phân bố trên 5AO d rồi sau đó mới ghép đôi và phức có spin cao - Nếu P <  thì e được điền đủ cặp vào những AO có năng lượng thấp và phức có spin thấp. Vd ion [CoF6]3- và [Co(CN)6]3- được đề cập ở trên. * Năng lượng bền của phức ELb là hiệu năng lượng của các electron phân bố ở các obitan d thấp với các electron ở các obitan d cao: 6 0 Ví dụ: Ion Co2+ trong phức bát diện có cấu hình 𝑡2𝑔 𝑒𝑔 có ELb = 6.2 / 5o  3/ 5o  9 / 5o Năng lượng làm bền cao giải thích tính trơ động học của phức chất spin thấp. * Hiệu ứng Jan-Telơ Trạng thái suy biến của một phân tử không thẳng hàng là không bền, phân tử sẽ biến dạng hình học để giảm tính đối xứng và độ suy biến. 13