Phân tích hóa trị và tính từ tính của phức [Fe(CN)₆]⁴⁻ và [Fe(H₂O)₆]²⁺: a) Xác định cấu hình d, số electron không ghép, và dự đoán tính từ (paramagnetic/diamagnetic). b) Giải thích vì sao phức với CN⁻...

Để phân tích hóa trị và tính từ của phức [Fe(CN)₆]⁴⁻ và [Fe(H₂O)₆]²⁺, ta sẽ thực hiện các bước như sau: ### a) Phân tích cấu hình d, số electron không ghép và tính từ 1. **[Fe(CN)₆]⁴⁻**: - Sắt (Fe) có số hiệu nguyên tử là 26. Cấu hình điện tử của Fe là: \[ [Ar] 3d^6 4s^2 \] - Trong phức này, Fe có hóa trị +2 (điều này do tổng số điện tích của phức là -4, và mỗi CN⁻ có điện tích -1, do đó Fe phải là +2). - Khi Fe ở trạng thái +2, cấu hình trở thành: \[ [Ar] 3d^6 \] - Trong cấu hình 3d, Fe²⁺ có 6 electron, và các electron này sẽ được phân bố như sau: - Số electron không ghép: 4 electron (2 electron trong orbital t₂g và 4 electron trong orbital eₕg). - Do đó, phức [Fe(CN)₆]⁴⁻ có 4 electron không ghép. Phức này sẽ là **paramagnetic**. 2. **[Fe(H₂O)₆]²⁺**: - Tương tự, Fe cũng có hóa trị +2 trong phức này. - Cấu hình điện tử của Fe²⁺ là: \[ [Ar] 3d^6 \] - Tương tự như trên, số electron không ghép sẽ là 4 electron. Phức này cũng có tính từ, vì vậy nó là **paramagnetic**. ### b) Giải thích màu sắc của phức với CN⁻ và H₂O - **Phân chia mức năng lượng tinh thể (Δoct)**: - Khi ligands tương tác với ion kim loại, chúng tạo ra một trường điện từ mà làm phân chia các mức năng lượng d. Các ligand khác nhau có thể tạo ra những phân chia mức năng lượng khác nhau, dẫn đến các màu sắc khác nhau. - **CN⁻** là một ligand mạnh (hoặc ligand donor mạnh), nó tạo ra một phân chia mức năng lượng lớn hơn so với **H₂O** (ligand yếu). Vì vậy, trong trường hợp [Fe(CN)₆]⁴⁻, sự phân chia mức năng lượng tinh thể lớn (Δoct lớn) dẫn đến khả năng hấp thụ ánh sáng trong vùng bước sóng ngắn (màu xanh dương hoặc tím), vì các electron sẽ dễ dàng nhảy lên mức năng lượng cao hơn. - Ngược lại, [Fe(H₂O)₆]²⁺, với Δoct nhỏ hơn, dẫn đến việc hấp thụ ánh sáng trong vùng bước sóng dài hơn (màu đỏ hoặc cam). Vì vậy, màu sắc của phức sẽ khác nhau dựa trên loại ligand và mức phân chia năng lượng mà chúng tạo ra. ### Tóm tắt - Cả hai phức [Fe(CN)₆]⁴⁻ và [Fe(H₂O)₆]²⁺ đều paramagnetic với số electron không ghép là 4. - Màu sắc khác nhau giữa chúng là do sự khác biệt trong mức phân chia năng lượng tinh thể do các ligand khác nhau tạo ra (CN⁻ tạo Δoct lớn hơn so với H₂O).