MasterSchool
Đăng nhậpHS

Hóa học lớp 12 · KNTT · Chương 8

Lý thuyết Hóa học 12 Bài 30: Ôn tập chương 8

Chương 8: Sơ lược về dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất và phức chất · Kết nối tri thức với cuộc sống

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 12 Bài 30: Ôn tập chương 8 theo chương trình SGK Kết nối tri thức với cuộc sống. Hệ thống hoá toàn bộ kiến thức trọng tâm, phương trình phản ứng hóa học KaTeX chuẩn, bảng biểu trực quan và câu hỏi củng cố có lời giải chi tiết.

Lớp
101112
Môn
Toán họcVật lýHóa họcNgữ vănTiếng AnhSinh họcLịch sửĐịa lýGiáo dục kinh tế & pháp luậtTin họcCông nghệ

I. Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm: Ôn tập chương 8

Lý thuyết Hóa 12 Kết nối tri thức Bài 30: Ôn tập chương 8

I. HỆ THỐNG HOÁ KIẾN THỨC

1. Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất

- Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất gồm 9 nguyên tố thuộc chu kì 4, từ Sc (Z = 21) đến Cu (Z = 29).

- Cấu hình electron của nguyên tử các kim loại chuyển tiếp có dạng 3d1-104s1-2.

- Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất có nhiệt độ nóng chảy cao, thường có độ cứng lớn, khá nặng, dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.

- Các nguyên tố chuyển tiếp có xu hướng thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá. Các ion kim loại chuyển tiếp thường có màu sắc phong phú.

- Sự có mặt của ion Cu2+ hoặc ion Fe3+ trong dung dịch được nhận biết bằng phản ứng tạo thành kết tủa màu xanh nhạt của Cu(OH)2 hoặc nâu đỏ của Fe(OH)3.

2. Sơ lược về phức chất

- Phức chất là hợp chất có chứa nguyên tử trung tâm và các phối tử.

- Phức chất có dạng hình học phổ biến là tứ diện, vuông phẳng và bát diện.

- Trong phức chất, phối tử cho cặp electron chưa liên kết vào orbital trống của nguyên tử trung tâm tạo liên kết cho - nhận.

- Sự tạo thành phức chất trong dung dịch có thể được nhận ra nhờ dấu hiệu xuất hiện kết tủa, hoà tan kết tủa, thay đổi màu sắc.

- Trong dung dịch, các ion kim loại chuyển tiếp đều tạo phức chất aqua, hầu hết có dạng hình học bát diện. Các phối tử trong phức chất có thể bị thay thế một phần hoặc thay thế hoàn toàn bởi các phối tử khác.

- Phức chất có ứng dụng trong y học, công nghiệp hóa chất. 

 

II. Các dạng bài tập trọng tâm và phương pháp giải

Nắm vững bản chất lý thuyết và các quy tắc phản ứng của Ôn tập chương 8 giúp học sinh giải nhanh các bài toán định tính (chuỗi phản ứng, nhận biết chất) và bài toán định lượng (bảo toàn electron, hiệu suất phản ứng) trong các đề thi THPT Quốc gia.

II. Bảng tổng kết các Phức chất điển hình và Ứng dụng thực tiễn

Hệ thống hoá cấu tạo, phối tử, hình học và ứng dụng của các phức chất quan trọng:

Phức chất Ion trung tâm Phối tử (Ligand) Số phối trí & Hình học Màu sắc & Ứng dụng nổi bật
[Cu(H2O)6]2+[Cu(H_2O)_6]^{2+} Cu2+Cu^{2+} H2OH_2O (6 phân tử) Số phối trí 6 (Bát diện đều) Màu xanh lam nhạt đặc trưng của dung dịch muối đồng
[Cu(NH3)4]2+[Cu(NH_3)_4]^{2+} Cu2+Cu^{2+} NH3NH_3 (4 phân tử) Số phối trí 4 (Vuông phẳng) Màu xanh lam thẫm rực rỡ, hòa tan xenlulozo (nước Schweizer)
[Ag(NH3)2]+[Ag(NH_3)_2]^+ Ag+Ag^+ NH3NH_3 (2 phân tử) Số phối trí 2 (Đường thẳng) Không màu, thành phần thuốc thử Tollens dùng tráng gương, tráng ruột phích
cis−[Pt(NH3)2Cl2]cis-[Pt(NH_3)_2Cl_2] Pt2+Pt^{2+} NH3NH_3 và Cl−Cl^- Số phối trí 4 (Vuông phẳng) Màu vàng nhạt, thuốc Cisplatin điều trị ung thư tinh hoàn, buồng trứng
[Ca(EDTA)]2−[Ca(EDTA)]^{2-} Ca2+Ca^{2+} EDTA4−EDTA^{4-} (phối tử 6 càng) Số phối trí 6 (Bát diện chelat) Không màu, dùng chuẩn độ xác định độ cứng của nước, trị ngộ độc chì

🌟 Em đã học (Ghi nhớ kiến thức trọng tâm)

  • Hệ thống hóa toàn bộ kiến thức Chương 8: Kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất và Hợp chất phối trí (Phức chất).
  • Quy luật cấu tạo và đặc điểm kim loại chuyển tiếp: Cấu hình electron [Ar]3d1−104s1−2[Ar]3d^{1-10}4s^{1-2}, trạng thái bán bão hòa 3d54s13d^54s^1 (CrCr) và bão hòa 3d104s13d^{10}4s^1 (CuCu), các số oxi hóa biến thiên phong phú và màu sắc đa dạng của các hợp chất do sự chuyển dời mức năng lượng d−dd-d.
  • Các khái niệm nền tảng về phức chất: Nguyên tử trung tâm (thường là cation kim loại chuyển tiếp), Phối tử (ligand một càng, nhiều càng), Số phối trí (2, 4, 6), Dạng hình học (thẳng, vuông phẳng, tứ diện, bát diện) và Liên kết phối trí cho - nhận.
  • Ứng dụng liên ngành to lớn của phức chất: Y học (thuốc trị ung thư cisplatin, thuốc giải độc chì EDTA), Sinh học (hemoglobin, diệp lục, vitamin B12), Hóa học phân tích (chuẩn độ complexon xác định độ cứng của nước, thuốc thử Tollens, Fehling).

Câu hỏi ôn tập & củng cố bài học

Lập bảng tổng kết nguyên tử trung tâm, phối tử, số phối trí, dạng hình học và màu sắc đặc trưng của 4 phức chất điển hình: [Cu(H2O)6]2+[Cu(H_2O)_6]^{2+}, [Cu(NH3)4]2+[Cu(NH_3)_4]^{2+}, [Ag(NH3)2]+[Ag(NH_3)_2]^+, và cis−[Pt(NH3)2Cl2]cis-[Pt(NH_3)_2Cl_2]?
1. [Cu(H2O)6]2+[Cu(H_2O)_6]^{2+}: Ion trung tâm Cu2+Cu^{2+}, Phối tử H2OH_2O (6 phối tử), Số phối trí 6, Dạng hình học Bát diện, Màu sắc Xanh lam nhạt. 2. [Cu(NH3)4]2+[Cu(NH_3)_4]^{2+}: Ion trung tâm Cu2+Cu^{2+}, Phối tử NH3NH_3 (4 phối tử), Số phối trí 4, Dạng hình học Vuông phẳng (hoặc bát diện biến dạng), Màu sắc Xanh lam thẫm (xanh chàm). 3. [Ag(NH3)2]+[Ag(NH_3)_2]^+: Ion trung tâm Ag+Ag^+, Phối tử NH3NH_3 (2 phối tử), Số phối trí 2, Dạng hình học Đường thẳng, Không màu (thuốc thử Tollens tráng gương). 4. cis−[Pt(NH3)2Cl2]cis-[Pt(NH_3)_2Cl_2]: Ion trung tâm Pt2+Pt^{2+}, Phối tử NH3NH_3 và Cl−Cl^-, Số phối trí 4, Dạng hình học Vuông phẳng, Màu vàng nhạt (thuốc trị ung thư Cisplatin).
Trình bày cách tính số oxi hóa của nguyên tử trung tâm trong phức chất và áp dụng tính số oxi hóa của kim loại trong các phức sau: [Ni(CO)4][Ni(CO)_4], [Fe(CN)6]4−[Fe(CN)_6]^{4-}, và [Cr(H2O)4Cl2]+[Cr(H_2O)_4Cl_2]^+?
Nguyên tắc: Tổng điện tích của ion phức bằng tổng số oxi hóa của nguyên tử trung tâm cộng với tổng điện tích của tất cả các phối tử. Soˆˊ oxi hoˊa của kim loại=Điện tıˊch phức chaˆˊt−∑(Điện tıˊch của caˊc phoˆˊi tử)\text{Số oxi hóa của kim loại} = \text{Điện tích phức chất} - \sum (\text{Điện tích của các phối tử}) Áp dụng: 1. [Ni(CO)4][Ni(CO)_4]: Phối tử COCO là phân tử trung hòa điện (điện tích = 0), điện tích phức bằng 0   ⟹  \implies Số oxi hóa của Nickel bằng 0 (Ni0Ni^0). 2. [Fe(CN)6]4−[Fe(CN)_6]^{4-}: Mỗi phối tử CN−CN^- có điện tích -1 (tổng 6 phối tử là -6), điện tích phức là -4   ⟹  x+6(−1)=−4  ⟹  x=+2\implies x + 6(-1) = -4 \implies x = +2. Số oxi hóa của Sắt là +2 (Fe2+Fe^{2+}). 3. [Cr(H2O)4Cl2]+[Cr(H_2O)_4Cl_2]^+: Phối tử H2OH_2O trung hòa (0), mỗi phối tử Cl−Cl^- có điện tích -1 (2 phối tử là -2), điện tích phức là +1   ⟹  x+4(0)+2(−1)=+1  ⟹  x=+3\implies x + 4(0) + 2(-1) = +1 \implies x = +3. Số oxi hóa của Chromium là +3 (Cr3+Cr^{3+}).
Phản ứng thay thế phối tử trong phức chất xảy ra như thế nào? Nêu ví dụ về sự thay đổi màu sắc khi phối tử H2OH_2O bị thay thế bởi phối tử Cl−Cl^- trong dung dịch muối cobalt(II)?
Bản chất: Là phản ứng trong đó một phối tử trong cầu nội phức chất bị thay thế bởi một phối tử khác có khả năng tạo liên kết phối trí mạnh hơn hoặc do sự thay đổi nồng độ các chất trong dung dịch. Ví dụ kinh điển với Cobalt(II): - Trong dung dịch nước loãng, ion Co2+Co^{2+} tồn tại ở dạng phức bát diện hexaaquacobalt(II) [Co(H2O)6]2+[Co(H_2O)_6]^{2+} có màu HỒNG. - Khi thêm dung dịch acid HClHCl đặc hoặc tinh thể NaClNaCl vào (tăng mạnh nồng độ Cl−Cl^-), các phối tử Cl−Cl^- sẽ thay thế các phân tử nước tạo phức tứ diện tetrachlorocobaltate(II) [CoCl4]2−[CoCl_4]^{2-} có màu XANH DƯƠNG ĐẬM: [Co(H2O)6]2+ (maˋu hoˆˋng)+4Cl−⇌[CoCl4]2− (maˋu xanh dương)+6H2O[Co(H_2O)_6]^{2+} \text{ (màu hồng)} + 4Cl^- \rightleftharpoons [CoCl_4]^{2-} \text{ (màu xanh dương)} + 6H_2O - Khi pha loãng dung dịch bằng nước, cân bằng chuyển dịch ngược lại tái tạo màu hồng ban đầu. Phản ứng này được ứng dụng làm chất chỉ thị độ ẩm trong chất hút ẩm silica gel.
Nêu tổng kết các phương pháp nhận biết các ion kim loại chuyển tiếp Cu2+Cu^{2+}, Fe2+Fe^{2+}, và Fe3+Fe^{3+} trong dung dịch bằng dung dịch kiềm NaOHNaOH và sự biến đổi màu sắc kết tủa theo thời gian?
Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOHNaOH vào từng dung dịch muối: 1. Nhận biết Cu2+Cu^{2+}: Xuất hiện kết tủa màu XANH LAM của Cu(OH)2Cu(OH)_2 không tan trong kiềm dư, không đổi màu ngoài không khí: Cu2++2OH−→Cu(OH)2↓ (xanh lam)Cu^{2+} + 2OH^- \to Cu(OH)_2 \downarrow \text{ (xanh lam)} 2. Nhận biết Fe2+Fe^{2+}: Ban đầu xuất hiện kết tủa màu TRẮNG XANH của Fe(OH)2Fe(OH)_2. Để ngoài không khí ẩm một thời gian, kết tủa trắng xanh bị O2O_2 không khí oxi hóa dần chuyển sang màu NÂU ĐỎ của Fe(OH)3Fe(OH)_3: Fe2++2OH−→Fe(OH)2↓ (tra˘ˊng xanh)Fe^{2+} + 2OH^- \to Fe(OH)_2 \downarrow \text{ (trắng xanh)} 4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3↓ (naˆu đỏ)4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2O \to 4Fe(OH)_3 \downarrow \text{ (nâu đỏ)} 3. Nhận biết Fe3+Fe^{3+}: Xuất hiện ngay lập tức kết tủa màu NÂU ĐỎ của Fe(OH)3Fe(OH)_3 bền vững: Fe3++3OH−→Fe(OH)3↓ (naˆu đỏ)Fe^{3+} + 3OH^- \to Fe(OH)_3 \downarrow \text{ (nâu đỏ)}

Đề luyện tập theo bài

Bài 30: Ôn tập chương 8 - Đề 1 (Nhận biết)28 câu hỏi · Nhận biết
Làm đề
Bài 30: Ôn tập chương 8 - Đề 2 (Thông hiểu)28 câu hỏi · Thông hiểu
Làm đề
Bài 30: Ôn tập chương 8 - Đề 3 (Vận dụng)28 câu hỏi · Vận dụng
Làm đề
Bài 30: Ôn tập chương 8 - Đề 4 (Tổng hợp)28 câu hỏi · Vận dụng cao
Làm đề
Bài 30: Ôn tập chương 8 - Đề 5 (Nâng cao)28 câu hỏi · Tổng hợp
Làm đề