Giải Hoạt động trang 45 Chuyên đề Hoá học 12

Lời giải

## Phân tích đề

Phức chất có dạng hình học vuông phẳng nên số phối trí của nguyên tử trung tâm $M$ bằng 4: bốn phối tử nằm ở bốn đỉnh của một hình vuông, $M$ ở tâm.

Cả hai phối tử $A$ và $B$ đều có dung lượng phối trí bằng 1 (phối tử đơn càng), nên mỗi phối tử chỉ chiếm một vị trí phối trí.

Đề cho phức chất chứa hai loại phối tử $A$ và $B$, nghĩa là trong phức phải đồng thời có mặt cả $A$ lẫn $B$. Do đó, gọi $x$ là số phối tử $A$ và $y$ là số phối tử $B$ thì:

$$x + y = 4, \quad x \geq 1,\ y \geq 1 \ (x, y \in \mathbb{Z}^+)$$

> Lưu ý: Không lấy $x = 0$ hay $y = 0$ (tức $MA_4$, $MB_4$) vì khi đó phức chỉ còn một loại phối tử, trái với giả thiết "hai loại phối tử $A,\ B$".

## 1. Các công thức hoá học có thể có

| $x$ | $y$ | Công thức |
|:---:|:---:|:---:|
| 3 | 1 | $MA_3B$ |
| 2 | 2 | $MA_2B_2$ |
| 1 | 3 | $MAB_3$ |

Vậy có 3 công thức hoá học:

$$MA_3B \ ;\quad MA_2B_2 \ ;\quad MAB_3$$

## 2. Dạng hình học có thể có

Trong hình vuông phẳng, hai vị trí kề nhau tạo góc $90^\circ$ (dạng *cis*), hai vị trí đối nhau tạo góc $180^\circ$ (dạng *trans*). Đồng phân hình học chỉ xuất hiện khi có thể sắp xếp các phối tử theo những cách không tương đương nhau qua phép quay/phản xạ.

a) $MA_3B$ — 1 dạng

Chỉ có một phối tử $B$ khác biệt. Do bốn vị trí của hình vuông tương đương nhau, dù đặt $B$ ở vị trí nào cũng thu được cùng một cấu trúc → không có đồng phân.

$$\begin{array}{ccc} & A & \\ A & -M- & B \\ & A & \end{array}$$

b) $MA_2B_2$ — 2 dạng (đồng phân hình học)

- Dạng *cis*: hai phối tử $A$ ở vị trí kề nhau ($\widehat{A\text{-}M\text{-}A} = 90^\circ$); hai phối tử $B$ cũng kề nhau.

$$\begin{array}{ccc} & A & \\ A & -M- & B \\ & B & \end{array} \qquad (cis)$$

- Dạng *trans*: hai phối tử $A$ ở vị trí đối nhau ($\widehat{A\text{-}M\text{-}A} = 180^\circ$); hai phối tử $B$ cũng đối nhau.

$$\begin{array}{ccc} & A & \\ B & -M- & B \\ & A & \end{array} \qquad (trans)$$

Hai dạng này không chuyển hoá được thành nhau qua phép quay hay phản xạ nên là hai đồng phân hình học thực sự.

c) $MAB_3$ — 1 dạng

Lí luận tương tự $MA_3B$: chỉ có một phối tử $A$ khác biệt, mọi vị trí đặt $A$ đều tương đương → không có đồng phân.

$$\begin{array}{ccc} & B & \\ B & -M- & A \\ & B & \end{array}$$

## Kết luận

Trong ba công thức, chỉ $MA_2B_2$ có đồng phân hình học (*cis* và *trans*); còn $MA_3B$ và $MAB_3$ mỗi loại chỉ có một dạng. Tổng cộng có 4 dạng hình học.

Đáp số