CHƯƠNG 3: LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG PHỨC CHẤT

Ng
CHÀO MỪNG CÔ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦANHÓM 4
CHƯƠNG 3:
LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG PHỨC CHẤT
o
1. Một số khái niệm rút ra từ hóa học lượng tử
a. Hàm sóng và các trạng thái electron
b. Các số hạng nguyên tử
c. Sự hình thành liên kết hóa học
a.Hàm sóng và các trạng thái electron :
- Trạng thái của các hệ nhiều eletron được mô tả bằng những hàm Ψ, chúng là nghiệm của phương trình Schroedinger:
 
 
- Ý nghĩa vật lý của biểu thức là nó cho biết xác suất phân bố các tiểu phân trong không gian.
- Hàm sóng của các trạng thái một electron trong phân tử được biểu diễn qua các hàm nguyên tử. Đối với các bài toán về nguyên tử, người ta thường áp dụng mô hình trường xuyên tâm, với giả thiết rằng thế năng của electron chỉ phụ thuộc vào khoảng cách r từ electron đến tâm (hạt nhân).
Hình 3. Sơ đồ biến đổi sang tọa độ cầu


Hình4:sơ đồ phân bố không gian của các obitan s, p, d

b. Các số hạng nguyên tử

1. Khi tương tác spin - obitan là tương tác yếu, vai trò quyết định là tương tác tĩnh điện giữa các electron, thì các trạng thái của nguyên tử (hoặc ion) tự do được đặc trưng bằng số lượng tử L của momen động lượng và số lượng tử spin tổng cộng S của tất cả các electron đối với nhân. Kiểu tương tác này gọi là tương tác Ratxen-Xonđơc hay kiểu liên kết LS

L = + + +...
S = + + +….
Momen góc toàn phần J đối với nguyên tử
J= +
Tổ hợp các trạng thái với các trị số L như nhau và S như nhau, nhưng khác nhau về ML và Ms được gọi là số hạng của nguyên tử
Ví dụ:
Số hạng 2D (L=2, S= , J= và )
Số hạng 3F (L=3, S= 1, J=4, 3 và 2)
i
Bảng 2. Tập hợp các số hạng đối với những cấu hình
khác nhau của nguyên tử hoặc ion
(số hạng có ghi chữ đậm là số hạng cơ bản)
h


2. Trong nguyên tử của các nguyên tố nặng, kiểu liên kết LS nói chung không xảy ra. Khi đó tương tác chủ yếu là tương tác giữa vectơ li và si của mỗi electron, sinh ra vectơ rồi các vectơ tổ hợp lại thành vectơ J toàn phần của nguyên tử.
Trường hợp này gọi là liên kết j – j .
Hình 5. Các mức năng lượng của cấu hình np2
Mức
đơn
Mức
bội ba
c. Sự hình thành liên kết hóa học
- Khi các nguyên tử đến gần nhau thì phát sinh ra liên kết hóa học
- Khi xen phủ nhau, các electron chịu một sự nhiễu loạn khá mạnh, kết quả là tạo thành một obitan mới.
- Đại lượng xen phủ càng lớn thì liên kết tạo thành càng bền vững
VD: Phân tử hai nguyên tử
Khi hai nguyên tử kết hợp với nhau thì hàm sóng cuả các electron sẽ xen phủ nhau, làm mật độ electron tăng lên, và như vậy có tương tác giữa hai electron của hai nguyên tử
2. Thuyết liên kết hóa trị
 
a. Sự lai hóa các obitan nguyên tử

Cơ sở của thuyết liên kết hóa trị là như sau: liên kết hóa học trong phức chất vô cơ gồm những liên kết hai electron giữa nguyên tử trung tâm và các phối tử
Số các liên kết = Số phối trí của nguyên tử trung tâm
Sự lai hóa là sự tổ hợp các AO tham gia tạo thành liên kết ban đầu khác nhau về năng lượng



Bảng 3. Kiểu lai hóa và cấu trúc không gian của các phức chất
b. Liên kết cộng hóa trị cho nhận
Để tạo thành liên kết nguyên tử trung tâm – phối tử, mỗi obitan lai hóa của nguyên tử trung tâm sẽ tổ hợp với một obitan nào đó của phối tử có mật độ electron cùng nằm trên trục liên kết
Nếu vùng xen phủ các obitan liên kết đối xứng với trục liên kết thì liên kết đó được gọi là liên kết
d2sp3 – sự lai hóa trong
 
 
 
Ưu điểm và nhược điểm của thuyết liên kết hóa trị khi áp dụng vào lĩnh vực phức chất:
Nhược điểm: 1. Phương pháp chỉ hạn chế ở cách giải thích định tính
2. Không giải thích và tiên đoán các tính chất từ chi tiết của phức chất
3. Không giải thích được năng lượng tương đối của liên kết đối với các cấu trúc khác nhau
Ưu điểm: Rõ ràng, dễ hiểu cho phép giải thích cấu hình không gian khác nhau của phức chất.
CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE