Giải Bài 3 trang 43 Chuyên đề Hoá học 12

Lời giải

a) Nguyên tử trung tâm và số phối trí

Trong phức chất $[NiCl_4]^{2-}$:
- Nguyên tử (ion) trung tâm là Ni.
- Các phối tử là 4 ion $Cl^-$, mỗi ion tạo một liên kết cho – nhận với nguyên tử trung tâm.

Số phối trí của nguyên tử trung tâm bằng số liên kết $\sigma$ mà phối tử tạo với nguyên tử trung tâm, nên số phối trí của Ni bằng 4.

b) Sự hình thành liên kết theo thuyết liên kết hoá trị

*Bước 1 – Xác định điện tích và cấu hình electron của ion trung tâm.*

Mỗi $Cl^-$ mang điện tích $-1$, 4 ion $Cl^-$ mang điện tích $-4$; phức chất có điện tích $-2$ nên ion trung tâm có điện tích:

$$x + 4\cdot(-1) = -2 \Rightarrow x = +2$$

Vậy nguyên tử trung tâm tồn tại ở dạng ion $Ni^{2+}$.

Cấu hình electron của Ni ($Z = 28$):

$$Ni:\ [Ar]3d^{8}4s^{2}$$

Khi tạo ion $Ni^{2+}$, nguyên tử Ni nhường 2 electron ở phân lớp $4s$:

$$Ni^{2+}:\ [Ar]3d^{8}$$

8 electron ở phân lớp $3d$ phân bố vào 5 orbital $3d$ theo quy tắc Hund, còn lại 2 electron độc thân; phân lớp $4s$ và $4p$ đều trống.

*Bước 2 – Lai hoá orbital của ion trung tâm.*

Vì phức chất có dạng tứ diện và số phối trí bằng 4, ion $Ni^{2+}$ dùng 1 orbital $4s$ và 3 orbital $4p$ (đều trống) để lai hoá, tạo thành 4 orbital lai hoá $sp^{3}$ hướng về 4 đỉnh của hình tứ diện. Các orbital $3d$ (chứa 2 electron độc thân) không tham gia lai hoá nên được giữ nguyên.

*Bước 3 – Hình thành liên kết cho – nhận.*

Mỗi ion $Cl^-$ còn cặp electron hoá trị chưa liên kết, đóng vai trò phối tử cho cặp electron này vào một orbital lai hoá $sp^{3}$ còn trống của $Ni^{2+}$. Như vậy hình thành 4 liên kết cho – nhận (liên kết $\sigma$) $Ni \leftarrow Cl$, hướng theo 4 orbital $sp^{3}$ nên phức chất có dạng tứ diện.

Do vẫn còn 2 electron độc thân ở phân lớp $3d$ nên phức chất $[NiCl_4]^{2-}$ có tính thuận từ.

Đáp số