Phân tích phổ UV-Vis của dung dịch hợp chất Cu(NH₃)₄²⁺, xác định năng lượng chuyển điện tử d–d và phân tích yếu tố ligand.

Question

𝕼.𝖈𝖍𝖎𝖎𝖎＊୨ৎ · Accepted Answer

{"userId":5421818,"userName":"Lamourahlabontes"}

Phổ UV-Vis của $ ext{Cu(NH}_3)_4^{2+}$ chủ yếu gồm:

$+$ Chuyển $d-d$: Đỉnh hấp thụ trong vùng $400-700$ nm, phản ánh chuyển điện tử giữa các mức năng lượng $d$ của $ ext{Cu}^{2+}$.

$+$ Ảnh hưởng ligand $ ext{NH}_3$: Ligand mạnh $ ext{NH}_3$ làm phân chia các mức năng lượng $d$, tạo đỉnh hấp thụ mạnh.

Vậy phổ xác định năng lượng chuyển $d-d$ và ảnh hưởng của ligand $ ext{NH}_3$.

Timi · Answer

Để phân tích phổ UV-Vis của dung dịch hợp chất Cu(NH₃)₄²⁺ và xác định năng lượng chuyển điện tử d–d cũng như phân tích yếu tố ligand, ta cần thực hiện các bước sau:

### Bước 1: Phân tích cấu trúc hợp chất

Cu(NH₃)₄²⁺ là một phức chất của đồng (II) với các ligand amoniac. Đồng (II) có cấu hình điện tử là [Ar] 3d⁹. Trong phức này, đồng (II) ở trạng thái oxy hóa +2 và sẽ có các orbital d tham gia vào quá trình chuyển điện tử.

### Bước 2: Đặc điểm của phổ UV-Vis

Hợp chất Cu(NH₃)₄²⁺ có thể hấp thụ ánh sáng trong vùng UV-Vis, với các đỉnh hấp thụ liên quan đến các chuyển điện tử d–d. Năng lượng của các chuyển điện tử này có thể được tính toán từ các bước sóng hấp thụ trong phổ UV-Vis.

### Bước 3: Xác định năng lượng chuyển điện tử d–d

Công thức tính năng lượng chuyển điện tử từ bước sóng là:

$$ E = \frac{hc}{\lambda} $$

Trong đó:
- $ E $ là năng lượng chuyển điện tử (Joule)
- $ h $ là hằng số Planck ($ 6.626 \times 10^{-34} $ J·s)
- $ c $ là tốc độ ánh sáng ($ 3 \times 10^{8} $ m/s)
- $ \lambda $ là bước sóng (m)

Giả sử rằng bước sóng hấp thụ mạnh nhất trong phổ UV-Vis của Cu(NH₃)₄²⁺ là khoảng 600 nm (ví dụ), ta có:

$$ E = \frac{(6.626 \times 10^{-34}) \times (3 \times 10^{8})}{600 \times 10^{-9}} $$

Tính toán:

$$ E = \frac{1.9878 \times 10^{-25}}{600 \times 10^{-9}} $$
$$ E \approx 3.31 \times 10^{-19} \text{ J} $$

Chuyển đổi sang đơn vị electronvolt (1 eV = $ 1.602 \times 10^{-19} $ J):

$$ E \approx \frac{3.31 \times 10^{-19}}{1.602 \times 10^{-19}} \approx 2.07 \text{ eV} $$

### Bước 4: Phân tích yếu tố ligand

Yếu tố ligand của amoniac (NH₃) là yếu tố mạnh, vì nó có khả năng tạo thành phức chất ổn định và ảnh hưởng đến cấu trúc của orbital d trong phức chất. NH₃ là ligand trung tính và không tạo ra hiệu ứng từ mạnh, do đó không gây ra sự tách biệt lớn giữa các mức năng lượng d. Điều này dẫn đến các chuyển điện tử d–d có năng lượng thấp hơn so với các ligand yếu hơn như nước.

### Kết luận

1. Năng lượng chuyển điện tử d–d của Cu(NH₃)₄²⁺ khoảng 2.07 eV.
2. Yếu tố ligand amoniac là mạnh, tạo ra phức chất ổn định và ảnh hưởng đến mức năng lượng d trong phức chất.

Hy vọng thông tin trên sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về phân tích phổ UV-Vis của Cu(NH₃)₄²⁺.