Skip to content · ⁨Lompat ke konten⁩

Chemistry of transition elements · ⁨Kimia unsur transisi⁩

A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩ · Topic 28 · ⁨Topik 28⁩

Video lesson for this topic · ⁨Pelajaran video untuk topik ini⁩ Open the video page · ⁨Buka halaman video⁩
8:24

Kimia unsur transisi

Perhatikan enam tabung reaksi ini: merah muda, oranye, kuning, hijau, biru, ungu. Masing-masing berisi logam blok-d dalam air, dan setiap logam berasal dari deret pendek yang sama…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨Narasi bahasa Inggris · Subtitle bahasa Inggris + 中文 disematkan langsung⁩

28.1

Transition elements · ⁨Unsur transisi⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
  1. define a transition element as a d-block element which forms one or more stable ions with incomplete d orbitals
  2. sketch the shape of a $3\text{d}_{xy}$ orbital and $3\text{d}_{z^2}$ orbital
  3. understand that transition elements have the following properties: (a) they have variable oxidation states (b) they behave as catalysts (c) they form complex ions (d) they form coloured compounds
  4. explain why transition elements have variable oxidation states in terms of the similarity in energy of the 3d and the 4s sub-shells
  5. explain why transition elements behave as catalysts in terms of having more than one stable oxidation state, and vacant d orbitals that are energetically accessible and can form dative bonds with ligands
  6. explain why transition elements form complex ions in terms of vacant d orbitals that are energetically accessible
Bahasa Indonesia
  1. definisikan unsur transisi sebagai elemen d-blok yang membentuk satu atau lebih ion stabil dengan orbital d tidak penuh
  2. sketsakan bentuk orbital $3\text{d}_{xy}$ dan orbital $3\text{d}_{z^2}$
  3. pahami bahwa unsur transisi memiliki sifat-sifat berikut: (a) mereka memiliki bilangan oksidasi variabel (b) mereka berperilaku sebagai katalis (c) mereka membentuk ion kompleks (d) mereka membentuk senyawa berwarna
  4. jelaskan mengapa unsur transisi memiliki bilangan oksidasi variabel berdasarkan kesamaan energi subkulit 3d dan 4s
  5. jelaskan mengapa unsur transisi berperilaku sebagai katalis berdasarkan memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi stabil, dan orbital d kosong yang dapat diakses secara energetik serta dapat membentuk ikatan kovalen koordinasi dengan ligand
  6. jelaskan mengapa unsur transisi membentuk ion kompleks berdasarkan orbital d kosong yang dapat diakses secara energetik

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

A transition element 过渡元素 is a d-block element that forms one or more stable ions with incomplete d orbitals. (Scandium and zinc are in the d-block but are not transition elements, because their stable ions have empty or full d orbitals.)

The 3d orbitals 轨道 have set shapes: the $3\text{d}_{xy}$ orbital has four lobes pointing between the axes, and the $3\text{d}_{z^2}$ orbital has two lobes along the $z$-axis with a ring around the middle.

Four key properties (and why)

Property Reason
variable oxidation state 氧化态 the 3d and 4s sub-shells are close in energy, so similar small amounts of energy remove different numbers of electrons
act as a catalyst 催化剂 they have more than one stable oxidation state, and vacant d orbitals that can form dative bonds
form complex ions vacant d orbitals can accept lone pairs
form coloured compounds electrons move between split d orbitals (see below)
Bahasa Indonesia

Unsur transisi adalah unsur blok-d yang membentuk satu atau lebih ion stabil dengan orbital d tidak lengkap. (Skandium dan seng berada di blok-d tetapi bukan unsur transisi, karena ion stabilnya memiliki orbital d kosong atau penuh.)

Orbital 3d memiliki bentuk yang pasti: orbital $3\text{d}_{xy}$ memiliki empat lobus yang mengarah di antara sumbu-sumbu, dan orbital $3\text{d}_{z^2}$ memiliki dua lobus sepanjang sumbu $z$ dengan cincin di bagian tengah.

Empat sifat utama (dan alasannya)

Sifat Alasan
variabel bilangan oksidasi sub-cangkang 3d dan 4s berdekatan energinya, sehingga jumlah energi kecil yang mirip dapat melepaskan jumlah elektron yang berbeda
bertindak sebagai katalisator mereka memiliki lebih dari satu bilangan oksidasi stabil, dan orbital d kosong yang dapat membentuk ikatan kovalen datif
membentuk ion kompleks orbital d kosong dapat menerima pasangan elektron bebas
membentuk senyawa berwarna elektron berpindah antar orbital d yang terpisah (lihat di bawah)
Empat sifat: bilangan oksidasi bervariasi, bertindak sebagai katalisator, membentuk ion kompleks, dan senyawa berwarna
Empat sifat utama unsur transisi
Kristal ruby merah
Ruby berwarna merah karena adanya ion logam transisi (kromium) yang terkunci dalam kisi kristalnya
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Transition element property lab · ⁨Laboratorium sifat elemen transisi⁩

Sort transition-metal evidence by the property it shows. · ⁨Urutkan bukti logam transisi berdasarkan sifat yang ditunjukkan.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
transition element/trænˈsɪʃn ˈelɪmənt/ elemen peralihan
orbital/ˈɔːbɪtl/ orbit
oxidation state/ˌɒksɪˈdeɪʃn steɪt/ keadaan pengoksidaan
catalyst/ˈkætəlɪst/ katalisator
complex ion/ˈkɒmpleks ˈaɪɒn/ ion kompleks
trans/trænz/ trans
optical isomerism/ˈɒptɪkl ˈaɪsəmərɪzəm/ isomerisme optik
stability constant/stəˈbɪlɪti ˈkɒnstənt/ pemalar kestabilan
28.2

Ligands and complexes · ⁨Ligan dan kompleks⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
  1. describe and explain the reactions of transition elements with ligands to form complexes, including the complexes of copper(II) and cobalt(II) ions with water and ammonia molecules and hydroxide and chloride ions
  2. define the term ligand as a species that contains a lone pair of electrons that forms a dative covalent bond to a central metal atom/ion
  3. understand and use the terms: (a) monodentate ligand including as examples $\text{H}_2\text{O}$, $\text{NH}_3$, $\text{Cl}^-$ and $\text{CN}^-$ (b) bidentate ligand including as examples 1,2-diaminoethane, en, $\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2$ and the ethanedioate ion, $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ (c) polydentate ligand including as an example $\text{EDTA}^{4-}$
  4. define the term complex as a molecule or ion formed by a central metal atom/ion surrounded by one or more ligands
  5. describe the geometry (shape and bond angles) of transition element complexes which are linear, square planar, tetrahedral or octahedral
  6. (a) state what is meant by coordination number (b) predict the formula and charge of a complex ion, given the metal ion, its charge or oxidation state, the ligand and its coordination number or geometry
  7. explain qualitatively that ligand exchange can occur, including the complexes of copper(II) ions and cobalt(II) ions with water and ammonia molecules and hydroxide and chloride ions
  8. predict, using $E^\ominus$ values, the feasibility of redox reactions involving transition elements and their ions
  9. describe the reactions of, and perform calculations involving: (a) $\text{MnO}_4^- / \text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ in acid solution given suitable data (b) $\text{MnO}_4^- / \text{Fe}^{2+}$ in acid solution given suitable data (c) $\text{Cu}^{2+} / \text{I}^-$ given suitable data
  10. perform calculations involving other redox systems given suitable data
Bahasa Indonesia
  1. deskripsikan dan jelaskan reaksi unsur transisi dengan ligand untuk membentuk kompleks, termasuk kompleks ion tembaga(II) dan kobalt(II) dengan molekul air dan amonia serta ion hidroksida dan klorida
  2. definisikan istilah ligand sebagai spesies yang mengandung pasangan elektron bebas yang membentuk ikatan kovalen koordinasi ke atom/ion logam pusat
  3. pahami dan gunakan istilah-istilah berikut: (a) ligand monodentat termasuk sebagai contoh $\text{H}_2\text{O}$, $\text{NH}_3$, $\text{Cl}^-$ dan $\text{CN}^-$ (b) ligand bidentat termasuk sebagai contoh 1,2-diaminoetana, en, $\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2$ dan ion etanidioat, $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ (c) ligand polidentat termasuk sebagai contoh $\text{EDTA}^{4-}$
  4. definisikan istilah kompleks sebagai molekul atau ion yang terbentuk dari atom/ion logam pusat yang dikelilingi oleh satu atau lebih ligand
  5. deskripsikan geometri (bentuk dan sudut ikatan) kompleks unsur transisi yang linear, bidang persegi, tetrahedral atau oktahedral
  6. (a) nyatakan apa yang dimaksud dengan nomor koordinasi (b) ramalkan rumus dan muatan ion kompleks, diberikan ion logam, muatannya atau bilangan oksidasinya, ligand dan nomor koordinasinya atau geometrinya
  7. jelaskan secara kualitatif bahwa pertukaran ligand dapat terjadi, termasuk kompleks ion tembaga(II) dan kobalt(II) dengan molekul air dan amonia serta ion hidroksida dan klorida
  8. ramalkan, menggunakan nilai $E^\ominus$, kelayakan reaksi redoks yang melibatkan unsur transisi dan ion-ionnya
  9. deskripsikan reaksi, dan lakukan perhitungan yang berkaitan dengan: (a) $\text{MnO}_4^- / \text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ dalam larutan asam given data yang sesuai (b) $\text{MnO}_4^- / \text{Fe}^{2+}$ dalam larutan asam given data yang sesuai (c) $\text{Cu}^{2+} / \text{I}^-$ given data yang sesuai
  10. lakukan perhitungan yang berkaitan dengan sistem redoks lainnya given data yang sesuai

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

A transition metal ion can be surrounded by complex ions 配离子. The species attached are ligands.

A ligand 配体 is a species with a lone pair of electrons that forms a dative covalent bond 配位键 to the central metal ion. (The lone pair 孤对电子 is what it donates.) Ligands are grouped by how many such bonds they can form:

  • monodentate 单齿: one bond ($\text{H}_2\text{O}$, $\text{NH}_3$, $\text{Cl}^-$, $\text{CN}^-$).
  • bidentate 双齿: two bonds (1,2-diaminoethane "en", and the ethanedioate ion $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$).
  • polydentate 多齿: many bonds ($\text{EDTA}^{4-}$, which uses six).

A complex 配合物 is a central metal atom or ion surrounded by one or more ligands. Its shape can be linear 直线形, square planar 平面正方形, tetrahedral 四面体形 or octahedral 八面体形.

The coordination number 配位数 is the number of dative bonds from the ligands to the central ion (6 → octahedral, 4 → tetrahedral or square planar, 2 → linear). To predict the charge of a complex, add the metal's charge and all the ligand charges.

Ligand exchange

In ligand exchange 配体交换 one ligand replaces another, often with a colour change. For copper(II):

$$[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \;(\text{pale blue}) \;\xrightarrow{\text{NH}_3}\; [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+} \;(\text{deep blue})$$

With concentrated $\text{HCl}$ it becomes yellow $[\text{CuCl}_4]^{2-}$; cobalt(II) behaves in a similar way.

Redox reactions of transition ions

Use $E^{\ominus}$ values to predict whether a redox reaction is feasible. Common titrations you should be able to calculate include $\text{MnO}_4^-/\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ and $\text{MnO}_4^-/\text{Fe}^{2+}$ in acid (purple to colourless), and $\text{Cu}^{2+}/\text{I}^-$ (which makes iodine, then titrated with thiosulfate).

Worked example. In acid, $\text{MnO}_4^-$ reacts with $\text{Fe}^{2+}$ in the ratio $1:5$ (see the balanced equation above). A $25.0\ \text{cm}^3$ sample of $\text{Fe}^{2+}$ solution needs $22.0\ \text{cm}^3$ of $0.0200\ \text{mol dm}^{-3}$ $\text{KMnO}_4$ to reach the end point. Find the concentration of the $\text{Fe}^{2+}$.

Moles of $\text{MnO}_4^-$ used $= 0.0200 \times \dfrac{22.0}{1000} = 4.40 \times 10^{-4}\ \text{mol}$. Each mole of $\text{MnO}_4^-$ reacts with $5$ moles of $\text{Fe}^{2+}$, so moles of $\text{Fe}^{2+} = 5 \times 4.40 \times 10^{-4} = 2.20 \times 10^{-3}\ \text{mol}$. This was in $25.0\ \text{cm}^3$, so

$$[\text{Fe}^{2+}] = \frac{2.20 \times 10^{-3}}{25.0/1000} = 0.0880\ \text{mol dm}^{-3}.$$
Bahasa Indonesia

Ion logam transisi dapat dikelilingi oleh ion kompleks. Spesies yang melekat adalah ligan.

Ligan adalah spesies dengan pasangan elektron bebas yang membentuk ikatan kovalen datif dengan ion logam pusat. (Pasangan elektron bebas adalah apa yang disumbangkannya.) Ligan dikelompokkan berdasarkan berapa banyak ikatan seperti itu yang dapat mereka bentuk:

  • monodentat: satu ikatan ($\text{H}_2\text{O}$, $\text{NH}_3$, $\text{Cl}^-$, $\text{CN}^-$).
  • bidentat: dua ikatan (1,2-diaminoetana "en", dan ion etandioat $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$).
  • polydentat: banyak ikatan ($\text{EDTA}^{4-}$, yang menggunakan enam).
Ion logam dengan ligan monodentat yang membentuk satu ikatan, ligan bidentat yang membentuk dua ikatan, dan ligan polydentat yang membentuk enam ikatan
Ligan dikelompokkan berdasarkan jumlah ikatan kovalen koordinasi yang mereka bentuk: monodentat (satu), bidentat (dua) atau polydentat (banyak, seperti enam EDTA)

Sebuah kompleks adalah atom atau ion logam pusat yang dikelilingi oleh satu atau lebih ligan. Bentuknya bisa linear, persegi planar, tetrahedral atau oktahedral.

Angka koordinasi adalah jumlah ikatan kovalen koordinasi dari ligan ke ion pusat (6 → oktahedral, 4 → tetrahedral atau persegi planar, 2 → linear). Untuk memprediksi muatan kompleks, tambahkan muatan logam dan semua muatan ligan.

Empat kompleks: dua-ligan linear, tetrahedral dan persegi planar empat-ligan, serta oktahedral enam-ligan, masing-masing diberi label angka koordinasinya
Bentuk kompleks mengikuti angka koordinasi: 2 adalah linear, 4 adalah tetrahedral atau persegi planar, 6 adalah oktahedral

Pertukaran ligan

Dalam pertukaran ligan satu ligan menggantikan yang lain, sering kali disertai perubahan warna. Untuk tembaga(II):

$$[\text{Cu}(\text{H}_2\text{O})_6]^{2+} \;(\text{pale blue}) \;\xrightarrow{\text{NH}_3}\; [\text{Cu}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+} \;(\text{deep blue})$$

Dengan $\text{HCl}$ pekat menjadi kuning $[\text{CuCl}_4]^{2-}$; kobalt(II) berperilaku serupa.

Tiga kotak berwarna untuk tembaga(II): biru pucat dengan air, biru tua setelah menambahkan amonia, kuning setelah menambahkan HCl pekat
Pertukaran ligan mengubah warna tembaga(II): biru pucat dengan air, biru tua dengan amonia, kuning dengan HCl pekat

Reaksi redoks ion transisi

Gunakan nilai $E^{\ominus}$ untuk memprediksi apakah reaksi redoks layak terjadi. Titrasi umum yang harus Anda hitung termasuk $\text{MnO}_4^-/\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$ dan $\text{MnO}_4^-/\text{Fe}^{2+}$ dalam asam (ungu menjadi tidak berwarna), dan $\text{Cu}^{2+}/\text{I}^-$ (yang menghasilkan yodium, lalu dititrasi dengan tiosulfat).

Contoh terpecahkan. Dalam asam, $\text{MnO}_4^-$ bereaksi dengan $\text{Fe}^{2+}$ dalam rasio $1:5$ (lihat persamaan setimbang di atas). Sampel $25.0\ \text{cm}^3$ larutan $\text{Fe}^{2+}$ membutuhkan $22.0\ \text{cm}^3$ dari $0.0200\ \text{mol dm}^{-3}$ $\text{KMnO}_4$ untuk mencapai titik akhir. Temukan konsentrasi $\text{Fe}^{2+}$.

Mol $\text{MnO}_4^-$ digunakan $= 0.0200 \times \dfrac{22.0}{1000} = 4.40 \times 10^{-4}\ \text{mol}$. Setiap mol $\text{MnO}_4^-$ bereaksi dengan $5$ mol $\text{Fe}^{2+}$, sehingga mol $\text{Fe}^{2+} = 5 \times 4.40 \times 10^{-4} = 2.20 \times 10^{-3}\ \text{mol}$. Ini berada dalam $25.0\ \text{cm}^3$, sehingga

$$[\text{Fe}^{2+}] = \frac{2.20 \times 10^{-3}}{25.0/1000} = 0.0880\ \text{mol dm}^{-3}.$$
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Ligand and complex lab · ⁨Laboratorium ligan dan kompleks⁩

Identify the part of a complex ion that controls its structure. · ⁨Identifikasi bagian dari ion kompleks yang mengontrol strukturnya.⁩

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Ligand exchange route · ⁨Rute penukaran ligan⁩

Follow one ligand replacing another around a metal ion. · ⁨Ikuti satu ligan menggantikan ligan lain di sekitar ion logam.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
ligand/ˈlɪɡænd/ ligan
dative covalent bond/ˈdætɪv ˈkəʊvələnt bɒnd/ ikatan kovalen datif
lone pair/ləʊn peə/ pasangan lone
monodentate/ˈmɒnəʊdenteɪt/ monodonta
bidentate/baɪˈdenteɪt/ bidenta
polydentate/ˌpɒlɪˈdenteɪt/ polidentat
complex/ˈkɒmpleks/ kompleks
linear/ˈlɪnɪə/ linear
square planar/skweə ˈpleɪnə/ bidang persegi
tetrahedral/ˌtetrəˈhiːdrəl/ tetrahedral
octahedral/ˌɒktəˈhiːdrəl/ oktahedral
coordination number/kəʊˈɔːdɪneɪʃn ˈnʌmbə/ nombor koordinasi
ligand exchange/ˈlɪɡænd eksˈtʃeɪndʒ/ penukaran ligan
28.3

Why complexes are coloured · ⁨Mengapa kompleks berwarna⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
  1. define and use the terms degenerate and non-degenerate d orbitals
  2. describe the splitting of degenerate d orbitals into two non-degenerate sets of d orbitals of higher energy, and use of $\Delta E$ in: (a) octahedral complexes, two higher and three lower d orbitals (b) tetrahedral complexes, three higher and two lower d orbitals
  3. explain why transition elements form coloured compounds in terms of the frequency of light absorbed as an electron is promoted between two non-degenerate d orbitals
  4. describe, in qualitative terms, the effects of different ligands on $\Delta E$, frequency of light absorbed, and hence the complementary colour that is observed
  5. use the complexes of copper(II) ions and cobalt(II) ions with water and ammonia molecules and hydroxide and chloride ions as examples of ligand exchange affecting the colour observed
Bahasa Indonesia
  1. definisikan dan gunakan istilah degenerate dan non-degenerate orbital d
  2. deskripsikan pembelahan orbital d degenerate menjadi dua set orbital d non-degenerate berenergi lebih tinggi, dan penggunaan $\Delta E$ dalam: (a) kompleks oktahedral, dua orbital d lebih tinggi dan tiga orbital d lebih rendah (b) kompleks tetrahedral, tiga orbital d lebih tinggi dan dua orbital d lebih rendah
  3. jelaskan mengapa unsur transisi membentuk senyawa berwarna berdasarkan frekuensi cahaya yang diserap ketika elektron dipromosikan antara dua orbital d non-degenerate
  4. deskripsikan, dalam istilah kualitatif, efek berbagai ligand terhadap $\Delta E$, frekuensi cahaya yang diserap, dan karenanya warna komplementer yang diamati
  5. gunakan kompleks ion tembaga(II) dan ion kobalt(II) dengan molekul air dan amonia serta ion hidroksida dan klorida sebagai contoh pertukaran ligan yang memengaruhi warna yang teramati

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

In a free ion the five d orbitals are degenerate 简并 — they have the same energy. When ligands come close, they split the d orbitals into two non-degenerate 非简并 sets, separated by an energy gap $\Delta E$:

  • octahedral: three lower and two higher orbitals.
  • tetrahedral: two lower and three higher orbitals.

A complex absorbs light whose frequency matches $\Delta E$, promoting an electron from a lower to a higher d orbital. The colour you see is the complementary colour 互补色 of the light absorbed. Different ligands give a different $\Delta E$, so they change the frequency absorbed and hence the colour — which is why ligand exchange changes the colour.

Bahasa Indonesia

Pada ion bebas, lima orbital d degenerate — memiliki energi yang sama. Ketika ligan mendekat, mereka memecah orbital d menjadi dua himpunan non-degenerate, dipisahkan oleh celah energi $\Delta E$:

  • oktahedral: tiga orbital bawah dan dua orbital atas.
  • tetrahedral: dua orbital bawah dan tiga orbital atas.

Kompleks menyerap cahaya whose frekuensinya sesuai dengan $\Delta E$, mempromosikan elektron dari orbital d bawah ke orbital d atas. Warna yang Anda lihat adalah warna komplementer dari cahaya yang diserap. Ligan berbeda memberikan $\Delta E$ yang berbeda, sehingga mengubah frekuensi yang diserap dan karenanya warna — itulah sebabnya pertukaran ligan mengubah warna.

Lima orbital d yang sama dari ion bebas yang terpisah menjadi himpunan bawah dan atas, dipisahkan oleh celah energi, untuk kompleks oktahedral dan tetrahedral
Ligan memecah lima orbital d menjadi dua himpunan yang dipisahkan oleh celah $\Delta E$; kompleks menyerap cahaya dengan energi tersebut, sehingga kita melihat warna komplementer
Enam gelas ukur berisi larutan logam transisi berbaris, masing-masing berwarna kuat berbeda: merah, oranye, kuning, hijau, biru dan ungu
Logam dan tingkat oksidasi berbeda memberikan warna berbeda: kobalt(II) (merah), dikromat (oranye), kromat (kuning), nikel(II) (hijau), tembaga(II) (biru) dan permanganat (ungu)
Explore · ⁨Jelajahi⁩

Complex colour route · ⁨Rute warna kompleks⁩

Follow light absorption from d-orbital splitting to observed colour. · ⁨Ikuti penyerapan cahaya dari pembelahan orbital d hingga warna yang terlihat.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
degenerate/dɪˈdʒenəreɪt/ degenerate
non-degenerate/nɒn dɪˈdʒenəreɪt/ tidak degeneratif
complementary colour/ˌkɒmplɪˈmentəri ˈkʌlə/ warna komplemen
geometrical isomerism/ˌdʒiːəʊˈmetrɪkl ˈaɪsəmərɪzəm/ isomerisme geometris
28.4

Stereoisomerism in complexes · ⁨Stereoisomerisme dalam kompleks⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
  1. describe the types of stereoisomerism shown by complexes, including those associated with bidentate ligands: (a) geometrical (cis/trans) isomerism, e.g. square planar such as $[\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ and octahedral such as $[\text{Co}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$ and $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_2(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$ (b) optical isomerism, e.g. $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_3]^{2+}$ and $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_2(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$
  2. deduce the overall polarity of complexes such as those described in 28.4.1(a) and 28.4.1(b)
Bahasa Indonesia
  1. deskripsikan jenis-jenis stereoisomerisme yang ditunjukkan oleh kompleks, termasuk yang terkait dengan ligan bidentat: (a) isomerisme geometris (cis/trans), mis. bidang persegi seperti $[\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2]$ dan oktahedral seperti $[\text{Co}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$ dan $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_2(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$ (b) isomerisme optik, mis. $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_3]^{2+}$ dan $[\text{Ni}(\text{H}_2\text{NCH}_2\text{CH}_2\text{NH}_2)_2(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$
  2. tentukan polaritas keseluruhan dari kompleks seperti yang dijelaskan dalam 28.4.1(a) dan 28.4.1(b)

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English
  • geometrical isomerism 几何异构 (cis 顺式 / trans 反式) appears in square planar complexes such as $[\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2]$, and in octahedral complexes such as $[\text{Co}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$.
  • optical isomerism 旋光异构 appears in octahedral complexes with bidentate ligands, such as $[\text{Ni}(\text{en})_3]^{2+}$, which has two non-superimposable mirror images.

You can also deduce the polarity of a complex: a cis form may be polar, while the matching trans form is often non-polar because its dipoles cancel.

Bahasa Indonesia
  • isomerisme geometri (cis / trans) muncul pada kompleks persegi planar seperti $[\text{Pt}(\text{NH}_3)_2\text{Cl}_2]$, dan pada kompleks oktahedral seperti $[\text{Co}(\text{NH}_3)_4(\text{H}_2\text{O})_2]^{2+}$.
Kompleks platinum persegi planar digambar dua kali: cis dengan dua ligan amonia berdampingan, trans dengan mereka berlawanan
Isomerisme geometri pada kompleks persegi planar: dua ligan identik berdampingan (cis) atau berlawanan (trans)
  • isomerisme optik muncul pada kompleks oktahedral dengan ligan bidentat, seperti $[\text{Ni}(\text{en})_3]^{2+}$, yang memiliki dua bayangan cermin yang tidak dapat ditumpangkan.

Anda juga dapat menyimpulkan polaritas kompleks: bentuk cis mungkin polar, sementara bentuk trans yang sesuai sering kali non-polar karena dipolnya saling meniadakan.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Complex stereoisomer lab · ⁨Lab stereo-isomer kompleks⁩

Classify complex isomers by ligand arrangement. · ⁨Klasifikasikan isomer kompleks berdasarkan susunan ligan.⁩

Vocabulary · ⁨Kosa kata⁩ Train · ⁨Latih⁩
English Bahasa Indonesia
cis/sɪs/ cis
28.5

Stability constants · ⁨Konstanta stabilitas⁩

Syllabus · ⁨Silabus⁩
English
  1. define the stability constant, $K_{\text{stab}}$, of a complex as the equilibrium constant for the formation of the complex ion in a solvent (from its constituent ions or molecules)
  2. write an expression for a $K_{\text{stab}}$ of a complex ($[\text{H}_2\text{O}]$ should not be included)
  3. use $K_{\text{stab}}$ expressions to perform calculations
  4. describe and explain ligand exchanges in terms of $K_{\text{stab}}$ values and understand that a large $K_{\text{stab}}$ is due to the formation of a stable complex ion
Bahasa Indonesia
  1. definisikan konstanta stabilitas, $K_{\text{stab}}$, dari sebuah kompleks sebagai konstanta kesetimbangan untuk pembentukan ion kompleks dalam pelarut (dari ion-ion penyusunnya atau molekul-molekulnya)
  2. tulis ekspresi untuk $K_{\text{stab}}$ dari sebuah kompleks ($[\text{H}_2\text{O}]$ tidak perlu disertakan)
  3. gunakan ekspresi $K_{\text{stab}}$ untuk melakukan perhitungan
  4. menggambarkan dan menjelaskan pertukaran ligan berdasarkan nilai $K_{\text{stab}}$ dan memahami bahwa $K_{\text{stab}}$ yang besar disebabkan oleh pembentukan ion kompleks yang stabil

Source: Cambridge International syllabus · ⁨Sumber: Silabus Cambridge International⁩

English

The stability constant 稳定常数 ($K_{\text{stab}}$) is the equilibrium constant for forming a complex ion from the metal ion and its ligands in solution (water is left out of the expression).

A large $K_{\text{stab}}$ means a very stable complex. In a ligand exchange, the position moves towards the complex with the larger $K_{\text{stab}}$ — that is why a ligand that forms a more stable complex can push out a weaker one.

Bahasa Indonesia

Konstanta stabilitas ($K_{\text{stab}}$) adalah konstanta kesetimbangan untuk pembentukan ion kompleks dari ion logam dan ligannya dalam larutan (air dikeluarkan dari ekspresi).

Nilai $K_{\text{stab}}$ yang besar berarti kompleks sangat stabil. Dalam pertukaran ligan, posisi bergerak menuju kompleks dengan $K_{\text{stab}}$ yang lebih besar — itu sebabnya ligan yang membentuk kompleks lebih stabil dapat mendorong keluar yang lebih lemah.

Explore · ⁨Jelajahi⁩

Stability constant lab · ⁨Lab Konstanta Stabilitas⁩

larger Kstab favours complex · ⁨Kstab yang lebih besar menguntungkan kompleks⁩

Increase ligand binding strength and see complex formation become more complete. · ⁨Tingkatkan kekuatan pengikatan ligan dan lihat pembentukan kompleks menjadi lebih lengkap.⁩

28.5

Exam tips · ⁨Tips ujian⁩

English
  • Define a transition element: it forms at least one ion with a partially filled d sub-shell — so Sc and Zn are excluded.
  • Colour comes from d-d transitions (ligands split the d orbitals); the colour seen is the complement of the light absorbed.
  • State the ligand and coordination number and predict the shape (6 = octahedral, 4 = tetrahedral or square planar).
  • Ligand exchange can change colour and coordination number; a larger stability constant = a more stable complex.
Bahasa Indonesia
  • Definisikan elemen transisi: ia membentuk setidaknya satu ion dengan subkulit d terisi sebagian — sehingga Sc dan Zn dikecualikan.
  • Warna berasal dari transisi d-d (ligan memecah orbital d); warna yang terlihat adalah komplemen dari cahaya yang diserap.
  • Nyatakan ligan dan angka koordinasi dan prediksi bentuk (6 = oktahedral, 4 = tetrahedral atau persegi planar).
  • Pertukaran ligan dapat mengubah warna dan angka koordinasi; konstanta stabilitas yang lebih besar = kompleks yang lebih stabil.

Interactive lessons on this topic · ⁨Pelajaran interaktif untuk topik ini⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨Kerjakan langkah demi langkah, dengan latihan pengecekan instan.⁩

Past Papers · ⁨Soal-Soil Masa Lalu⁩

More topics in A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩ · ⁨Topik lain dalam A-Level Chemistry · ⁨Kimia A-Level⁩⁩

Log in or create account · ⁨Masuk atau buat akun⁩

IGCSE, A-Level & AP