Chemistry Labs

Bài 2

Các phức phẳng vuông Pt(II) thế với giữ nguyên cấu hình, và tốc độ thế X bởi Y phụ thuộc vào phối tử trans với X (hiệu ứng trans): CNX−>HX−>NOX2X−,IX−>BrX−,ClX−>pyridine,NHX3,OHX−,HX2O\ce{CN-} > \ce{H-} > \ce{NO2-}, \ce{I-} > \ce{Br-}, \ce{Cl-} > \text{pyridine}, \ce{NH3}, \ce{OH-}, \ce{H2O}. (a) Vẽ mọi đồng phân lập thể của Pt(py)(NHX3)BrCl\ce{Pt(py)(NH3)BrCl} phẳng vuông (py = pyridine). (b) Viết sơ đồ phản ứng qua các trung gian để điều chế từng đồng phân của [Pt(NHX3)(NOX2)ClX2]X−\ce{[Pt(NH3)(NO2)Cl2]-} trong nước từ PtClX4X2−\ce{PtCl4^{2-}}, NHX3\ce{NH3}, NOX2X−\ce{NO2-}, tận dụng hiệu ứng trans. (c) Phản ứng thế tuân theo Rate=kS[MLX3X]+kY[Y][MLX3X]\mathrm{Rate} = k_S[\ce{ML3X}] + k_Y[\ce{Y}][\ce{ML3X}]; khi [py]≫[Pt][\ce{py}] \gg [\ce{Pt}], Rate=kobs[Pt]\mathrm{Rate} = k_{obs}[\ce{Pt}]. Với phản ứng thế ClX−\ce{Cl-} bằng pyridine trong metanol ở 25 °C: [py][\text{py}] = 0.122, 0.061, 0.030 mol dm−3^{-3} cho kobsk_{obs} = 7.20×10−47.20 \times 10^{-4}, 3.45×10−43.45 \times 10^{-4}, 1.75×10−41.75 \times 10^{-4} s−1^{-1}. Tìm kSk_S và kYk_Y, xác định con đường nào trội khi [py]=0.10[\text{py}] = 0.10 mol dm−3^{-3}. (d) Hạt nano vàng đường kính 13 nm mang 90 nhóm oligonucleotide, 98 % gắn phức Pt(IV); bình 1.0 cm3^3 chứa 1.0×10−61.0 \times 10^{-6} mol dm−3^{-3} Pt (khối lượng riêng Au = 19.3 g cm−3^{-3}). Tính khối lượng Pt và Au đã dùng.
Bước 1/3: Đồng phân và đường đi theo hiệu ứng trans
3 isomers of Pt(py)(NHX3)BrCl;cis:PtClX4X2−→NHX3[Pt(NHX3)ClX3]X−→NOX2X−cis-[Pt(NHX3)(NOX2)ClX2]X−;trans:PtClX4X2−→NOX2X−[Pt(NOX2)ClX3]X2−→NHX3trans-[Pt(NHX3)(NOX2)ClX2]X−\text{3 isomers of } \ce{Pt(py)(NH3)BrCl};\quad \text{cis}: \ce{PtCl4^{2-} ->[NH3] [Pt(NH3)Cl3]- ->[NO2-] cis\text{-}[Pt(NH3)(NO2)Cl2]-};\quad \text{trans}: \ce{PtCl4^{2-} ->[NO2-] [Pt(NO2)Cl3]^{2-} ->[NH3] trans\text{-}[Pt(NH3)(NO2)Cl2]-}
Phân tích

Pt(py)(NHX3)BrCl\ce{Pt(py)(NH3)BrCl} có 3 đồng phân (mỗi phối tử có thể trans với một trong ba phối tử còn lại). Với [Pt(NHX3)(NOX2)ClX2]X−\ce{[Pt(NH3)(NO2)Cl2]-}: cho NHX3\ce{NH3} vào PtClX4X2−\ce{PtCl4^{2-}} trước được [Pt(NHX3)ClX3]X−\ce{[Pt(NH3)Cl3]-}; NOX2X−\ce{NO2-} vào thế Cl trans với Cl (Cl làm linh động vị trí trans yếu) nên NOX2\ce{NO2} nằm cis với NHX3\ce{NH3}. Ngược lại cho NOX2X−\ce{NO2-} trước được [Pt(NOX2)ClX3]X2−\ce{[Pt(NO2)Cl3]^{2-}}; tác nhân trans mạnh NOX2\ce{NO2} hướng NHX3\ce{NH3} vào vị trí trans, cho đồng phân trans.