Cho hợp chất phức đồng(II) với ligand NH3: [Cu(NH3)4]2+. a) Vẽ sơ đồ cấu trúc phức và giải thích tính màu của phức này dựa trên lý thuyết trường tinh thể đơn giản (d-orbital splitting, số electron, chu...

a) **Sơ đồ cấu trúc phức [Cu(NH3)4]2+:** Phức [Cu(NH3)4]2+ có cấu trúc hình vuông với đồng (Cu) ở trung tâm, xung quanh có bốn phân tử NH3 gắn kết. Cấu trúc này có thể được biểu diễn như sau: ``` NH3 | NH3 - Cu - NH3 | NH3 ``` **Giải thích tính màu của phức này:** Theo lý thuyết trường tinh thể, ion đồng(II) (Cu2+) có cấu hình điện tử là [Ar] 3d9. Khi tạo thành phức với ligand mạnh như NH3, các d-orbital sẽ bị tách ra thành hai mức năng lượng khác nhau (t2g và eg) do tương tác với trường tĩnh điện từ các ligand. Sự tách biệt này được gọi là Δ. Số lượng electron trong d-orbital là 9, với 3 electron đầu tiên đi vào mức t2g và 6 electron còn lại sẽ đi vào mức eg. Khi ánh sáng chiếu vào phức, các electron có thể chuyển từ mức t2g lên mức eg. Sự chuyển này xảy ra với một năng lượng tương ứng với bước sóng của ánh sáng. Do đó, phức [Cu(NH3)4]2+ có màu xanh dương, vì nó hấp thụ ánh sáng ở bước sóng đỏ (màu bổ sung). b) **Tính toán số spin có thể và giải thích:** - Số electron không ghép đôi trong d-orbital của Cu2+ là 1 (trong mức eg), do đó số spin có thể là 1. - Để xem xét sự ghép đôi electron (pairing), chúng ta cần so sánh năng lượng pairing energy (E_pairing) với Δ. Nếu Δ lớn hơn E_pairing, electron sẽ ghép đôi trong mức t2g. Ngược lại, nếu Δ nhỏ hơn E_pairing, electron sẽ không ghép đôi và có số spin cao hơn. Trong trường hợp của [Cu(NH3)4]2+, NH3 là một ligand mạnh nên Δ tương đối lớn. Điều này có nghĩa là việc ghép đôi electron là có thể xảy ra, nhưng trong trường hợp này, electron không ghép đôi, vì chỉ có 1 electron không ghép đôi trong mức eg. c) **Chuỗi biến đổi hóa học khi cho HCl đặc vào dung dịch phức:** Khi cho HCl đặc vào dung dịch phức [Cu(NH3)4]2+, NH3 sẽ bị loại bỏ và ion đồng (Cu2+) sẽ hình thành với ion Cl-. Phương trình hóa học có thể viết như sau: \[ [Cu(NH3)4]^{2+} + 4HCl \rightarrow CuCl_2 + 4NH_4Cl \] **Giải thích quan sát:** - Khi cho HCl đặc vào, màu xanh dương của phức [Cu(NH3)4]2+ sẽ biến mất do sự chuyển đổi sang phức CuCl2. CuCl2 có màu xanh lá cây. - Có thể có sự tạo thành kết tủa nếu có sự dư thừa của HCl hoặc khi nồng độ ion Cl- tăng cao. Kết tủa này thường có màu trắng hoặc xanh lá cây tùy thuộc vào các điều kiện khác.