Hoá vô cơ

Đồng phân và danh pháp phức chất

Công thức phức chưa xác định duy nhất cấu trúc: phối tử có thể đổi vị trí, liên kết qua các nguyên tử khác nhau hoặc tạo mạng khác nhau. Danh pháp hệ thống làm rõ cấu trúc được nói tới.

1 THCS 2 THPT 3 Đại học 4 Nâng cao 5 Nghiên cứu

Trực giácTrực giác: cùng thành phần, cách sắp xếp khác nhau

Cisplatin và transplatin đều có công thức [PtCl₂(NH₃)₂], nhưng hai chloride kề nhau ở cisplatin và đối diện nhau ở transplatin. Thay đổi hình học nhỏ này dẫn đến tính chất hoá học và sinh học khác biệt.

Xoay cặp phức Pt vuông phẳng. Các nguyên tử Cl và N được biểu diễn; so sánh hai phối tử chloride kề nhau hay đối diện nhau.

Phổ thôngMức phổ thông: phân loại các khác biệt

Định nghĩa: Đồng phân hình học

Đồng phân hình học có cùng cách nối liên kết nhưng khác cách sắp xếp không gian. Nhãn cis/trans dùng cho một số phức vuông phẳng hoặc bát diện; ở phức bát diện, fac/mer phân biệt cách bố trí ba phối tử giống nhau.

Định nghĩa: Đồng phân liên kết và ion hoá

Đồng phân liên kết dùng phối tử lưỡng càng qua nguyên tử cho khác nhau, như nitro-κN và nitrito-κO. Đồng phân ion hoá hoán đổi anion phối trí với ion đối, làm thay đổi ion có trong dung dịch.

Các dạng đồng phân phức thường gặp
Dạng	Điều thay đổi	Ví dụ
Hình học	Vị trí phối tử	[PtCl₂(NH₃)₂] cis/trans
Quang học	Tính thuận/nghịch ảnh	[Co(en)₃]³⁺, Δ/Λ
Liên kết	Nguyên tử cho	[Co(NH₃)₅NO₂]²⁺

Ví dụ: Gọi tên một phức bát diện

Viết tên theo danh pháp IUPAC cho K₃[Fe(CN)₆].

Lời giải

Gọi cation trước: kali. Trong anion phức, sáu cyanido là hexacyanido; Fe có số oxi hoá +3, phức anion dùng ferrate: kali hexacyanidoferrate(III).

Đại họcĐại học: công thức phối trí và danh pháp hệ thống

Trước khi gọi tên, xác định tiểu phân phối trí, loại và độ càng của phối tử. Xếp tên phối tử theo alphabet (bỏ qua tiền tố số lượng), sau đó gọi kim loại kèm số oxi hoá La Mã. Phức anion thường dùng dạng tên kim loại -ate (ferrate, cuprate).

\text{charge du complexe} = \text{état d’oxydation du métal} + \sum_i \text{charges des ligands}_i

Dùng ký hiệu κ để nêu nguyên tử cho khi có thể nhập nhằng (thiocyanato-κN so với thiocyanato-κS). Dùng μ cho phối tử cầu và η cho độ hapticity trong phối trí cơ kim; chúng mô tả các thông tin cấu trúc khác nhau.

Đồng phân quang học là ảnh gương không chồng khít. Với phức bát diện [M(AA)₃] có ba phối tử hai càng, hai dạng xoắn phải/trái lần lượt được ký hiệu Δ và Λ. Phức bất đối có thể quay mặt phẳng ánh sáng phân cực, nhưng dấu quay không suy ra từ Δ/Λ.

Ví dụ: Tìm số oxi hoá từ cân bằng điện tích

Tìm số oxi hoá của Co trong [Co(NH₃)₅Cl]Cl₂.

Lời giải

Hai chloride ngoài cho biết cation phức mang điện +2. NH₃ trung hoà, chloride phối trí mang −1, nên x − 1 = +2 và Co là +3. Tên muối: pentaamminechloridocobalt(III) chloride.

Với Pt(II) d⁸ vuông phẳng, cis-[PtCl₂(NH₃)₂] phân cực, còn transplatin có mặt phẳng đối xứng triệt tiêu moment liên kết. Hình học vì thế ảnh hưởng độ tan, con đường thế, gắn kết đích và dược lý dù công thức không đổi.

Nâng caoMô tả lập thể và tính linh động

Cis/trans không phải mô tả phổ quát cho mọi đa diện phối trí. Với cấu trúc đối xứng thấp, dùng chỉ số vị trí gắn riêng hoặc mô tả đã được chuẩn hoá; trường hợp phức tạp cần nêu hình học và ánh xạ nguyên tử cho đầy đủ.

Phức chất có thể linh động: giả quay Berry hoán đổi các vị trí lưỡng tháp tam giác, còn tái sắp xếp phối tử bát diện có thể theo cơ chế phân ly, kết hợp hoặc trao đổi. Hình vẽ chỉ là ảnh tĩnh, không nhất thiết là cấu trúc dung dịch cứng duy nhất.

Phức $\ce{[Co(NH3)4Cl2]+}$ có bao nhiêu đồng phân hình học?

Tên gọi đúng theo danh pháp IUPAC của $\ce{[Cu(NH3)4]SO4}$ là gì?

Tài liệu tham khảo

Nomenclature of Inorganic Chemistry: IUPAC Recommendations 2005 · N. G. Connelly, T. Damhus, R. M. Hartshorn, A. T. Hutton, 2005
Inorganic Chemistry · C. E. Housecroft, A. G. Sharpe, 2018