CHUYÊN ĐỀ 1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG TRONG HOÁ HỌC HỮU CƠ Bài 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ CƠ CHẾ PHẢN ỨNG I MỤC TIÊU Sau bài học, HS sẽ: – Nêu được khái niệm về cơ chế phản ứng. –

b) Electrophile
Từ nguyên: Thuật ngữ "electrophile" có nguồn gốc từ các từ Hy Lạp "ēlektron", như thuật ngữ electron và "philos", có nghĩa là yêu hoặc thích. Do đó, "electrophile" có nghĩa là "thích electron".
Electrophile là một phân tử hoặc ion thiếu electron có khả năng nhận một cặp electron. Có thể coi electrophile là những acid Lewis.
2. Mũi tên cong (curved arrow/arrow pushing/electron pushing)
Mũi tên cong dùng trong cơ chế phản ứng để minh hoạ dòng chuyển dịch của các electron. Đuôi của mỗi mũi tên cong cho thấy điểm xuất phát của các electron và đầu của mỗi mũi tên cong cho thấy điểm đến của các electron.
Các mũi tên cong biểu diễn bốn xu hướng chính trong một cơ chế gồm (1) tấn công nucleophile, (2) mất nhóm đi ra, (3) chuyển proton, và (4) chuyển vị.
Cơ chế dưới đây minh hoạ đầy đủ cả bốn khuynh hướng này. Trong đó giai đoạn (1) là sự chuyển proton, (2) là sự tách nhóm đi ra, (3) là sự chuyển vị methyl và (4) là tấn công nucleophile.
3. So sánh độ bền của các tiểu phân trung gian
a) Gốc carbo tự do
Các gốc carbo tự do mang một electron độc thân trên carbon, sẽ được bền hoá nhờ các nhóm đẩy electron qua hiệu ứng cảm ứng hoặc khi sự thiếu electron này được giải toả trên nhiều nguyên tử qua hiệu ứng liên hợp.
– Các gốc carbo tự do loại alkyl thường càng bền khi bậc càng cao, nhờ bậc càng cao sẽ có càng nhiều nhóm đẩy electron.
– Các gốc tự do loại allyl ($CH_2=CH-^\bullet CH_2$) và benzyl ($C_6H_5-^\bullet CH_2$) thường có độ bền cao nhờ liên hợp với liên kết đôi hoặc vòng benzene.
b) Carbocation
Các carbocation mang một điện tích dương trên carbon, sẽ được bền hoá nhờ các nhóm đẩy electron qua hiệu ứng cảm ứng, hoặc khi điện tích dương này được giải toả trên nhiều nguyên tử qua sự liên hợp.
– Các carbocation loại alkyl thường càng bền khi bậc càng cao, nhờ bậc càng cao sẽ có càng nhiều nhóm đẩy electron.
– Các carbocation loại allyl ($CH_2=CH-^+CH_2$) và benzyl ($C_6H_5-^+CH_2$) thường có độ bền cao nhờ liên hợp với liên kết đôi hoặc vòng benzene.

c) Carbanion
Các carbanion mang một điện tích âm trên carbon, sẽ được bền hoá nhờ các nhóm hút electron qua hiệu ứng cảm ứng, hoặc khi điện tích âm này được giải toả trên nhiều nguyên tử qua sự liên hợp.
– Các carbanion loại alkyl thường càng kém bền khi bậc càng thấp hoặc có thêm các nhóm thế hút electron.
– Các carbanion loại allyl ($\text{CH}_2=\text{CH}^-\text{CH}_2$) và benzyl ($\text{C}_6\text{H}_5^-\text{CH}_2$) thường có độ bền cao nhờ liên hợp với liên kết đôi hoặc vòng benzene.
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
GV đặt các câu hỏi sâu về một số phản ứng hữu cơ đã học trong chương trình. Các câu hỏi này HS chưa thể trả lời khi chưa hiểu về cơ chế phản ứng. Việc đặt câu hỏi có mục đích làm nổi bật tầm quan trọng của việc hiểu biết cơ chế phản ứng, cũng như gợi sự tò mò của HS. Ví dụ:
a) Phản ứng của ethylene và bromine trong $\text{H}_2\text{O}$ và trong $\text{CCl}_4$ liệu có khác nhau?
b) Tại sao phản ứng monobromine hoá propane lại tạo sản phẩm chính là isopropyl bromide?
c) Markovnikov dựa trên cơ sở nào để xây dựng quy tắc cộng hợp chất dạng XY vào hợp chất chưa no bất đối xứng?
...
GV giới thiệu các nội dung cơ bản của bài học.
Hoạt động 2. TÌM HIỂU KHÁI NIỆM CƠ CHẾ PHẢN ỨNG
GV yêu cầu HS đọc mục I của CDHTHH 12 và trả lời các câu hỏi:
a) Phản ứng của ethylene với bromine tạo trực tiếp ethylene dibromide hay qua nhiều bước?
b) Cơ chế phản ứng là gì?
c) Mũi tên cong thường được dùng khi biểu diễn cơ chế phản ứng, vai trò của các mũi tên này là gì và nguyên tắc biểu diễn là gì?
Một số HS trả lời câu hỏi, GV nhấn mạnh các ý chính cần nắm và cung cấp hình ảnh một số cơ chế phản ứng khác có tính chất minh hoạ khắc sâu.
Hoạt động 3. TÌM HIỂU KHÁI NIỆM CHẤT PHẢN ỨNG VÀ TÁC NHÂN PHẢN ỨNG
GV dùng khoảng hai ví dụ khác nhau để giải thích các khái niệm chất phản ứng, tác nhân phản ứng, tác nhân electrophile và tác nhân nucleophile. Ví dụ như có thể dùng hai phản ứng cùng cơ chế dưới đây:

$a) Phản ứng: CH$_2$=CH$_2$ + HCl $\longrightarrow$ CH$_3$–CH$_2$–Cl Cơ chế: b) Phản ứng: HCH=O + HCN $\underset{\text{KCN}}{\rightleftharpoons}$ HO–CH$_2$–CN Cơ$

GV giới thiệu độ bền tương đối của các tiểu phân trung gian và đề nghị HS trả lời các câu hỏi trong CĐHTHH 12. HS thảo luận và trả lời câu hỏi.
GV đề nghị HS đọc CĐHTHH 12 mục "Vai trò, ảnh hưởng của gốc tự do trong cơ thể con người" và trả lời các câu hỏi:
a) Trong cơ thể người, gốc tự do có các vai trò gì?
b) Gốc tự do có thể gây ra các nguy cơ nào?
c) Làm thế nào để ngăn ngừa tác hại của gốc tự do?
HS đọc CĐHTHH 12, thảo luận và trả lời các câu hỏi.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV đưa ra các câu hỏi/nhiệm vụ/vấn đề cần giải quyết nhằm khuyến khích HS phát huy NL sáng tạo/vận dụng/thực hành,... dựa trên các gợi ý trong CĐHTHH 12.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
Gốc carbo tự do bậc càng cao thường càng bền.
Carbocation bậc càng cao thường càng bền.
Carbanion bậc càng thấp thường càng bền.
VI GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá kết quả học tập của HS dựa trên các câu trả lời của HS đối với các câu hỏi trong CĐHTHH và các câu hỏi của GV trong tiến trình dạy học.
Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Cơ chế phản ứng là
A. sự phân tách phân tử các chất tham gia phản ứng.
B. cách phân loại phản ứng hoá học trong hoá học hữu cơ.
C. các bước mà một phản ứng trải qua từ chất tham gia thành sản phẩm.
D. sự mô tả quá trình tạo thành các liên kết hoá học.
Đáp án: C. (B)
Câu 2. Trong các câu phát biểu sau, câu nào đúng, câu nào sai?
a) Nucleophile là phân tử hoặc ion giàu electron có khả năng cho một cặp electron.
b) Electrophile là phân tử hoặc ion thiếu electron có khả năng nhận một cặp electron.

c) Sự phân cắt dị li liên kết cộng hoá trị của carbon có thể tạo thành carbocation hoặc carbanion.
d) Độ bền các gốc tự do, carbocation và carbanion phụ thuộc vào cấu tạo của các tiểu phân này.
Đáp án: a) Đúng; b) Đúng; c) Đúng; d) Đúng. (H)
Câu 3. Tìm hiểu các tác hại của gốc tự do với cơ thể người.
Gợi ý:
Gốc tự do có thể tấn công tế bào và gây hại cho các thành phần quan trọng như DNA, protein và lipid. Khi DNA bị hỏng bởi gốc tự do, nó có thể gây ra các biến đổi gene tạo điều kiện cho sự phát triển của bệnh ung thư và các bệnh khác.
Gốc tự do được liên quan đến quá trình lão hoá của cơ thể. Chúng có thể gây hại cho collagen, protein đóng vai trò quan trọng trong việc giữ cho làn da trẻ trung và đàn hồi, dẫn đến xuất hiện nếp nhăn và sự mất độ đàn hồi của da.
Gốc tự do có thể gây ra sự viêm nhiễm trong cơ thể, tác nhân gây nhiều bệnh tật như viêm cơ tim, viêm gan, bệnh tiểu đường. Chúng cũng có thể gây hại cho màng tế bào, tạo điều kiện cho sự phát triển của các loại bệnh.
Gốc tự do có thể ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch, làm suy yếu khả năng cơ thể chống lại các loại bệnh tật và nhiễm khuẩn. (VD)
Bài 2. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG THẾ
I MỤC TIÊU
Sau bài học, HS sẽ:
– Trình bày được một số cơ chế phản ứng thế trong hoá học hữu cơ: Cơ chế thế gốc S${R}$ (vào carbon no của alkane), cơ chế thế electrophile S${E}$Ar (vào nhân thơm), cơ chế thế nucleophile S${N}$1, S${N}$2 (phản ứng thuỷ phân dẫn xuất halogen).
– Giải thích được sự tạo thành sản phẩm và hướng của phản ứng thế gốc S${R}$ (cơ chế thế gốc S${R}$ vào carbon no của alkane).
II CHUẨN BỊ
– Sách CDHTHH 12.
– Hình ảnh một số cơ chế phản ứng sử dụng minh hoạ cho bài giảng.

$III THÔNG TIN BỔ SUNG 1. Phản ứng halogen hoá alkane a) Cơ chế phản ứng Phản ứng halogen hoá alkane là một phản ứng dây chuyền xảy ra theo cơ chế gốc (S$_{R}$),$

c) Khả năng phản ứng của halogen khác nhau Fluorine là nguyên tố hoạt động hoá học mạnh nhất, thường tác dụng mãnh liệt với hydrocarbon và gây phản ứng huỷ. Trá

Cơ chế: Nitronium ion c) Phản ứng sulfo hoá benzenesulfonic acid Cơ chế:

$d) Phản ứng alkyl hoá $sec\text{-}C_4H_9Cl \xrightarrow{AlCl_3}$ + HCl sec-butylbenzene Cơ chế: e) Quy luật thế ở vòng benzene Khi trên nhân thơm đã có sẵn các$

$3. Phản ứng thế nucleophile (S$_{N}$) a) Các cơ chế thế nucleophile Tổng quát: RX + Y $\longrightarrow$ RY + X Trong đó: – X là các nguyên tử hay nhóm nguyên tử$

$e) Lập thể của phản ứng Phản ứng $S_N1$ dẫn đến sự racemic hoá nguyên tử carbon bất đối. $\underset{\mathrm{R}{3}}{\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{R}{2}\mathrm{$

e) Lập thể của phản ứng
Phản ứng $S_N1$ dẫn đến sự racemic hoá nguyên tử carbon bất đối.
$\underset{\mathrm{R}{3}}{\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{R}{2}\mathrm{C}-\mathrm{X}}} \xrightarrow{-\mathrm{X}^{-}} \left[ \overset{\mathrm{R}{1}}{\underset{\mathrm{R}{3}}{\mathrm{R}{2}\mathrm{C}^{+}}} \right] \xrightarrow{+\mathrm{Y}^{-}} \underset{\mathrm{R}{3}}{\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{R}{2}\mathrm{C}-\mathrm{Y}}} + \underset{\mathrm{R}{3}}{\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{Y}-\mathrm{C}-\mathrm{R}{2}}}$
Phản ứng $S_N2$ ở nguyên tử carbon no xảy ra với sự quay cấu hình:
$\mathrm{Y}^{-} + \underset{\mathrm{R}{3}}{\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{R}{2}\mathrm{C}-\mathrm{X}}} \longrightarrow \begin{matrix} & \mathrm{R}{1} & \ \delta- & | & \delta- \ \mathrm{Y} & \cdots\cdots\cdots & \mathrm{X} \ & \mathrm{R}{2} & \ & \backslash & \ & \mathrm{R}{3} & \end{matrix} \longrightarrow \underset{\mathrm{R}{3}}{\mathrm{Y}-\overset{\mathrm{R}{1}}{\mathrm{C}}-\mathrm{R}_{2}} + \mathrm{X}^{-}$
g) Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản ứng thế nucleophile
• Ảnh hưởng của gốc hydrocarbon
Đối với các phản ứng thế ở nguyên tử carbon no:
– Nếu gốc R (trong RX) là gốc alkyl thì bậc của R càng cao và cấu trúc càng cồng kềnh thì khả năng phản ứng $S_N2$ của RX càng giảm, trong khi đó khả năng phản ứng $S_N1$ tăng;
– Các gốc hydrocarbon loại allyl và benzyl làm tăng khả năng phản ứng (theo $S_N1$), ngược lại các gốc loại vinyl hay phenyl lại rất khó tham gia loại phản ứng này.
– Các phản ứng loại $S_N$ (CO) chịu ảnh hưởng cả về hiệu ứng không gian và hiệu ứng electron của gốc R.
Khi gốc R cồng kềnh, phản ứng khó xảy ra.
Đối với các phản ứng xảy ra trong môi trường base hoặc trung tính, các gốc R hút electron làm tăng khả năng phản ứng do chúng làm tăng mật độ điện tích dương trên nguyên tử carbon-carbonyl. Ngược lại khi phản ứng xảy ra trong môi trường acid, gốc R hút electron làm cho quá trình proton hoá trở nên khó khăn, nên khả năng phản ứng lại giảm đi.
• Ảnh hưởng của nhóm bị thế
– Trong phản ứng $S_N1$ và $S_N2$ nếu nhóm “đi ra” $\mathrm{X}^{-}$ có độ ổn định càng cao thì phản ứng càng dễ xảy ra. Nếu nhóm đi ra có ảnh hưởng không gian lớn thì phản ứng ưu tiên xảy ra theo cơ chế $S_N2$.
– Trong phản ứng $S_N2$ (CO), nhóm X càng nhỏ và tạo được hiệu ứng ($-$C) hoặc ($-$I) thì phản ứng trở nên dễ dàng hơn.
• Ảnh hưởng của dung môi
Dung môi phân cực có tác dụng bền hoá carbocation trung gian, thuận lợi cho phản ứng $S_N1$, trong khi dung môi không phân cực không làm bền hoá carbocation này ưu tiên phản ứng $S_N2$.

h) Cạnh tranh phản ứng thế (S) và tách (E) – Trong môi trường kiềm, sản phẩm phản ứng thế S${N}$1 và tách E1 thường cùng được hình thành. Tuy nhiên, tác nhân nu

$Ví dụ 6: $\text{CH}_3\text{COOH} + \text{HOC}_2\text{H}_5 \underset{\text{AcA2}}{\overset{\text{H}_2\text{SO}_4}{\rightleftharpoons}} \text{CH}_3\text{COOC}_2\t$

Hoạt động 3. TÌM HIỂU PHẢN ỨNG THẾ ELECTROPHILE VÀO NHÂN THƠM
– Giới thiệu cơ chế phản ứng monobromine hoá benzene, từ đó khái quát các giai đoạn của phản ứng thế electrophile vào nhân thơm.
– Dùng câu hỏi trong CDHTHH 12 để luyện tập củng cố và khắc sâu kiến thức.
Lưu ý:
Trong phản ứng halogen hoá nhân thơm, tác nhân electrophile thực chất tồn tại dạng phức chất như trong phần “Thông tin bổ sung”. Tuy nhiên, trong CDHTHH 12 đã đơn giản hoá thành cation halogen cho dễ hiểu hơn với HS phổ thông.
Hoạt động 4. TÌM HIỂU PHẢN ỨNG THẾ NUCLEOPHILE
– Giới thiệu cơ chế phản ứng thuỷ phân dẫn xuất halogen bậc ba và bậc một trong môi trường kiềm để minh hoạ các giai đoạn phản ứng của phản ứng thế nucleophile theo cơ chế $\text{S}{\text{N}}1$ và $\text{S}{\text{N}}2$ tương ứng.
– Thảo luận lí do phản ứng thuận lợi diễn ra theo cơ chế $\text{S}{\text{N}}1$ hoặc $\text{S}{\text{N}}2$, từ đó có kết luận về cơ chế phản ứng thuỷ phân dẫn xuất halogen bậc 2.
– Dùng câu hỏi trong CDHTHH 12 để luyện tập củng cố và khắc sâu kiến thức.
Lưu ý:
Trong phản ứng $\text{S}_{\text{N}}2$ có xuất hiện trạng thái chuyển tiếp chứ không phải tiểu phân trung gian.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV đưa ra các câu hỏi/nhiệm vụ/vấn đề cần giải quyết nhằm khuyến khích HS phát huy NL sáng tạo/vận dụng/thực hành,... dựa trên các gợi ý trong CDHTHH 12.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
1. Phản ứng và cơ chế:
$$ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{CH}_3 \xrightarrow[\text{- HBr}]{+\text{ Br}\cdot} \left{ \begin{matrix} \text{CH}_3-\dot{\text{C}}\text{H}-\text{CH}_3 \ (\text{bền hơn}) \ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\dot{\text{C}}\text{H}_2 \end{matrix} \right. \xrightarrow[\text{- Br}\cdot]{+\text{ Br}_2} \left{ \begin{matrix} \text{CH}_3-\underset{|}{\overset{}{\text{CH}}}-\text{CH}_3 \ \text{Br} \ \text{CH}_3-\text{CH}_2-\underset{|}{\overset{}{\text{CH}}}_2 \ \text{Br} \end{matrix} \right. $$
Sản phẩm chính là 2-bromopropane, do tạo gốc carbo tự do isopropyl bền hơn.

$Cơ chế phản ứng: Nitronium ion Phản ứng và cơ chế: $\text{CH}_3\text{CH}_2\text{Cl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{CH}_3\text{CH}_2\text{OH} + \text{NaCl}$ $\t$

Câu 2. Trong các câu phát biểu sau, câu nào đúng, câu nào sai? a) Phản ứng monobromine hoá propane tạo sản phẩm chính là isopropyl bromide. b) Phản ứng thuỷ phâ

$$$\begin{array}{l} {\left(\begin{array}{c} \mathrm{C}=\mathrm{C} \end{array}\right)+\underset{\delta^{-}}{\stackrel{\delta^{+}}{\mathrm{X}-\mathrm{Y}}} \xrighta$

$$\begin{array}{l}
{\left(\begin{array}{c} \mathrm{C}=\mathrm{C} \end{array}\right)+\underset{\delta^{-}}{\stackrel{\delta^{+}}{\mathrm{X}-\mathrm{Y}}} \xrightarrow{\text { Chậm }} \mathrm{X}-\mathrm{C}-\mathrm{C}^{+}+\mathrm{Y}^{-}} \
{\mathrm{X}-\mathrm{C}-\mathrm{C}^{+}+\mathrm{Y}^{-} \xrightarrow{\text { Nhanh }} \mathrm{X}-\mathrm{C}-\mathrm{C}-\mathrm{Y}}
\end{array}$$
b) Khả năng phản ứng của các tác nhân
– Tác nhân tham gia phản ứng cộng electrophile có thể là halogen, liên halogen (ICl, IBr, $\mathrm{BrCl}, \ldots$ ), các acid dạng HX (như H-OH, H-OR, HCl, HBr, HCN, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}, \ldots), \ldots$
Nhìn chung khả năng phản ứng của các tác nhân này phụ thuộc vào khả năng phân li thành tác nhân electrophile $X^{+}$, thứ tự khả năng phản ứng của halogen, liên halogen và các hydrohalogenide như sau:
$\mathrm{I}_{2}$, IBr, $\mathrm{Br}_{2}$, ICl, BrCl
1, 3000, 10000, 100000, 4000000
$\mathrm{HF}<\mathrm{HCl}<\mathrm{HBr}<\mathrm{HI}$
Phản ứng hydrate hoá cần có xúc tác mạnh (thường dùng là $\mathrm{HNO}{3}$ hoặc $\mathrm{H}{2} \mathrm{SO}_{4}$ ).
c) Khả năng phản ứng của hydrocarbon chưa no
Theo cơ chế này thì giai đoạn quyết định vận tốc chung của phản ứng là giai đoạn tiến công của tiểu phần mang điện dương vào liên kết bội tạo ra một cation trung gian, như vậy phản ứng sẽ càng dễ dàng khi mật độ electron trên liên kết bội càng cao và carbocation trung gian càng bền. Nhận xét này đưa đến một số kết luận:
Phản ứng cộng electrophile vào liên kết đôi dễ hơn liên kết ba, có thể là do nguyên tử C ở liên kết ba (lai hoá sp) có độ âm điện lớn hơn nguyên tử carbon ở liên kết đôi (lai hoá $\mathrm{sp}^{2}$ ) nên các electron $\pi$ ở liên kết được "giữ chặt hơn".
Liên kết bội có nhóm thế đẩy electron sẽ tham gia phản ứng dễ dàng hơn so với liên kết bội có nhóm thế hút electron. Thứ tự khả năng phản ứng của ethylene và một số dẫn xuất như sau:
$\mathrm{CH}_{2}=\mathrm{CHCOOH}$, $\mathrm{CH}_{2}=\mathrm{CHBr}$, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}=\mathrm{CHCOOH}$, $\mathrm{CH}{2}=\mathrm{CH}{2}$, $\left(\mathrm{CH}{3}\right){2} \mathrm{C}=\mathrm{C}\left(\mathrm{CH}{3}\right){2}$
0,03, 0,04, 0,26, 1,00, 14,00
d) Hướng cộng electrophile
Khi cộng một tác nhân bất đối XY vào một hydrocarbon chưa no bất đối thì phản ứng xảy ra theo hai chiều hướng khác nhau, trong đó chiều hướng ưu tiên tuân theo quy tắc thực nghiệm mang tên Markovnikov:
"Khi cộng tác nhân bất đối $\mathrm{X}^{\delta+} \mathrm{Y}^{\delta-}$ vào hydrocarbon chưa no bất đối, X ưu tiên cộng vào nguyên tử carbon chưa no được hydro hoá nhiều hơn và Y ưu tiên cộng vào nguyên tử carbon chưa no được hydro hoá ít hơn".

Về mặt lí thuyết có thể giải thích được quy tắc trên cả trạng thái tĩnh và động. Ở trạng thái tĩnh, sự ưu tiên được nói đến trong quy tắc phù hợp với tương tác tĩnh điện trái dấu giữa X⁺ với phần âm điện hơn của phân tử và Y⁻ với phần dương điện hơn của phân tử. Ở trạng thái động, quy tắc này phù hợp với khuynh hướng tạo ra carbocation bền vững hơn.
Ví dụ, với phản ứng cộng HCl vào propylene, H⁺ ưu tiên cộng vào nhóm CH₂= âm điện hơn và Cl⁻ ưu tiên cộng vào nhóm –CH= dương điện hơn, khuynh hướng này cũng đã tạo được carbocation CH₃–CH⁺–CH₃ bền vững hơn do điện tích của carbocation được giải toả bởi sáu nguyên tử Hᵅ :
Trong hai yếu tố tĩnh và động thì yếu tố động đóng vai trò quan trọng hơn, do vậy quy tắc Markovnikov có thể phát biểu tổng quát:
“Phản ứng cộng electrophile các tác nhân không đối xứng vào hợp chất chưa no bất đối xảy ra theo hướng ưu tiên hình thành carbocation trung gian bền vững nhất”.
Với quy tắc tổng quát này, dễ dàng giải thích được các phản ứng cộng tác nhân bất đối vào hydrocarbon chưa no bất đối có nhóm thế hút electron tạo sản phẩm ưu tiên trái với quy tắc thực nghiệm mang tên Markovnikov.
Ví dụ: CF₃–CH=CH₂ + HBr ⟶ CF₃–CH₂–CH₂–Br
e) Lập thể của phản ứng
Phản ứng cộng electrophile có thể xảy ra theo kiểu cis (X và Y cùng tấn công từ một phía nhất định của liên kết bội) hoặc theo kiểu trans (X vàY tấn công khác phía), song trong thực tế đa số các phản ứng này chạy theo kiểu trans.
Điều này được giải thích là do trong giai đoạn chậm của phản ứng, trước khi tạo carbocation, phản ứng đã tạo ra một phức π, sự hình thành phức π tạo ra sự án ngữ không gian một phía của liên kết bội khiến cho tác nhân nucleophile Y⁻ chỉ còn có thể tấn công theo phía ngược lại:

$g) Một số phản ứng cộng electrophile Phản ứng cộng vào alkene Ví dụ 1: $\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Br}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Br}-\text{CH}_2\t$

$2. Phản ứng cộng nucleophile (A$_{N}$) vào nhóm carbonyl a) Cơ chế cộng nucleophile nhiều giai đoạn Thực nghiệm cho thấy các phản ứng cộng vào liên kết $\pi_{C-$

$Cộng alcohol $-$CH=O + H–OR $\rightleftharpoons$ $-$CH(OH)OR (hemiacetal) hoặc $-$CH(OR)$_2$ (acetal) Xúc tác acid: $\overset{\delta+ \quad \delta-}{\text{C=O}}$

Cộng alcohol
$-$CH=O + H–OR $\rightleftharpoons$ $-$CH(OH)OR (hemiacetal) hoặc $-$CH(OR)$_2$ (acetal)
Xúc tác acid:
$\overset{\delta+ \quad \delta-}{\text{C=O}} \xrightleftharpoons[\quad]{\text{H}^+} \overset{+}{\text{C}}\text{---OH} \xrightleftharpoons[\quad]{\text{ROH}} \overset{+\text{OHR}}{\underset{\text{OH}}{\text{C}}} \xrightleftharpoons[-\text{H}^+]{\quad} \overset{\text{OR}}{\underset{\text{OH}}{\text{C}}}$
Xúc tác base: ROH + OH$^-$ $\rightleftharpoons$ RO$^-$ + H$_2$O
$\overset{\delta+ \quad \delta-}{\text{C=O}} \xrightleftharpoons[\quad]{\text{RO}^-} \overset{\text{OR}}{\underset{\text{O}^-}{\text{C}}} \xrightleftharpoons[-\text{OH}^-]{+\text{H}_2\text{O}} \overset{\text{OR}}{\underset{\text{OH}}{\text{C}}}$
Giai đoạn tạo acetal:
$\overset{\text{OH}}{\underset{\text{H}}{\text{R-C-O-R'}}} \xrightleftharpoons[\quad]{\text{H}^+} \overset{^{+}\text{OH}_2}{\underset{\text{H}}{\text{R-C-O-R'}}} \xrightarrow{-\text{H}_2\text{O}} \overset{^{+}}{\underset{\text{H}}{\text{R-C-O-R'}}} \xrightarrow[-\text{H}^+]{\text{R'OH}} \overset{\text{O-R'}}{\underset{\text{H}}{\text{R-C-O-R'}}}$
Cộng sodium hydrosulfite
$\text{>C=O} + \text{HSO}_3\text{Na} \longrightarrow \text{>C(OH)SO}_3\text{Na}$
Cơ chế:
$\overset{\delta+ \quad \delta-}{\text{C=O}} + \overset{\text{O}}{\underset{\text{O}^-}{:\text{S}-\text{O}^-}} \rightleftharpoons \overset{\text{SO}_3^-}{\underset{\text{O}^-}{\text{C}}} \xrightleftharpoons[-\text{SO}_3^{2-}]{+\text{HSO}_3^-} \overset{\text{SO}_3^-}{\underset{\text{OH}}{\text{C}}}$
Cộng hydride kim loại
(Các phản ứng này chỉ có ý nghĩa sau khi thuỷ phân sản phẩm cộng).
$\text{>C=O} \xrightarrow{+\text{LiAlH}_4} \text{>CH-OAlH}_3\text{-Li}^+ \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{>CHOH}$
$\text{>C=O} \xrightarrow{+\text{RMgHal}} \text{>C(R)OMgHal} \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{>C(R)OH}$
Phản ứng andol hoá và croton hoá
Andol hoá là phản ứng giữa một phân tử aldehyde RCH=O với một phân tử khác chứa nhóm methylene linh động như kiểu CH$_3$COR tạo sản phẩm chứa đồng thời nhóm OH và CO. Nếu quá trình được tiếp diễn bằng phản ứng tách nước thì được gọi là croton hoá.
$\text{RCH=O} \xrightarrow[\text{A}_\text{N}]{\text{H-CH}_2\text{CH=O/OH}^-} \text{RCH(OH)CH}_2\text{CH=O} \xrightarrow{\text{OH}^-} \text{RCH=CH-CH=O}$

c) Lập thể của phản ứng
– Phản ứng cộng vào nhóm carbonyl nhìn chung không có đặc thù về mặt lập thể vì nguyên tử carbon-carbonyl ở dạng phẳng. Trong trường hợp phản ứng cộng dẫn tới việc tạo thành sản phẩm có carbon bất đối thì sản phẩm đó phải là biến thể racemic do sự tương tác từ hai phía là hoàn toàn toàn bình đẳng.
– Nếu trong phân tử nhóm carbonyl liên kết với carbon bất đối có ba nhóm thế kích thước khác nhau L (lớn), N (nhỏ), TB (trung bình) thì phản ứng tuân theo quy tắc Cram: tác nhân cộng nucleophile (Y) ưu tiên tấn công vào phía nào ít bị án ngữ không gian hơn (phía các nhóm thế có kích thước nhỏ hơn).
d) Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng nucleophile nhiều giai đoạn
– Phản ứng cộng nucleophile càng dễ dàng khi nguyên tử carbon-carbonyl càng dương điện, do vậy các nhóm thế hút electron như –CCl$_3$, –CF$_3$,... làm tăng khả năng phản ứng, còn các nhóm thế đẩy electron như CH$_3$–, C$_2$H$_5$–,... làm giảm khả năng phản ứng.
– Trong phản ứng cộng nucleophile, tác nhân nucleophile thường có kích thước lớn, do vậy các nhóm thế cồng kềnh gây hiệu ứng không gian loại một ảnh hưởng nhiều đến loại phản ứng này.
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
– Đặt câu hỏi gợi nhớ và tạo sự tò mò khoa học:
Tại sao sản phẩm chính của phản ứng cộng HCl vào propene là isopropyl chloride?
Tại sao dạng tồn tại chính của formaldehyde là methanediol, CH$_2$(OH)$_2$?
– Giới thiệu tầm quan trọng của việc hiểu cơ chế phản ứng cộng và mục tiêu bài học.
Hoạt động 2. TÌM HIỂU CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỘNG ELECTROPHILE VÀO NỐI ĐÔI $\underset{\text{C=C}}{}$ CỦA ALKENE
– Giới thiệu cơ chế các phản ứng cộng vào alkene có trong CDHTHH 12.
– Thảo luận sản phẩm chính của phản ứng cộng HCl vào propene trên cơ sở độ bền carbocation HS đã biết ở bài trước.
– Dùng câu hỏi trong CDHTHH 12 để luyện tập củng cố và khắc sâu kiến thức.

Hoạt động 3. TÌM HIỂU CƠ CHẾ PHẢN ỨNG CỘNG NUCLEOPHILE (A$_N$) VÀO NHÓM CARBONYL
– Giới thiệu cơ chế phản ứng cộng HCN vào methanal để hình thành hiểu biết về phản ứng cộng nucleophile vào hợp chất carbonyl.
– Dùng câu hỏi trong CDHTHH 12 để luyện tập củng cố và khắc sâu kiến thức.
Lưu ý: Các phản ứng cộng nucleophile xảy ra nhanh trong môi trường acid yếu (hoạt hoá nhóm carbonyl) hoặc base yếu (hoạt hoá tác nhân nucleophile). Có thể mở rộng bài học theo hướng giải thích rõ vai trò các xúc tác này.
Hoạt động 4. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV đưa ra các câu hỏi/nhiệm vụ/vấn đề cần giải quyết nhằm khuyến khích HS phát huy NL sáng tạo/vận dụng/thực hành,... dựa trên các gợi ý trong CDHTHH 12.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
Phản ứng và cơ chế:
$\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\text{C}}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{H}-\text{Br}} \left{ \begin{aligned} &\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\underset{\text{Br}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H (B)} \ &\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{Br}}{\text{C}}}-\underset{\text{H}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H (A)} \end{aligned} \right.$
$\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\text{C}}=\text{CH}_2 + \overset{\delta+}{\text{H}}-\overset{\delta-}{\text{Br}} \xrightarrow{-\text{Br}^-} \left{ \begin{aligned} &\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\overset{+}{\underset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H} \xrightarrow{+\text{Br}^-} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\underset{\text{Br}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H} \ &\text{CH}_3-\overset{+}{\underset{\text{CH}_3}{\text{C}}}-\underset{\text{H}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H} \xrightarrow{+\text{Br}^-} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{Br}}{\text{C}}}-\underset{\text{H}}{\overset{\text{H}}{\text{C}}}-\text{H} \end{aligned} \right.$

$2. Cơ chế phản ứng: $\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{}{\text{C}}}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{H}^+} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{+$

2. Cơ chế phản ứng:
$\text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{}{\text{C}}}=\text{CH}_2 \xrightarrow{\text{H}^+} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{+}{\text{C}}}-\text{CH}_3 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{+\text{OH}_2}{\text{C}}}-\text{CH}_3 \xrightarrow{-\text{H}^+} \text{CH}_3-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{OH}}{\text{C}}}-\text{CH}_3$
$\text{C}_2\text{H}_5-\underset{\text{CH}_3}{\overset{}{\text{C}}}=\text{CHCH}_3 \xrightarrow{\text{H}^+} \text{C}_2\text{H}_5-\underset{\text{CH}_3}{\overset{+}{\text{C}}}-\text{C}_2\text{H}_5 \xrightarrow{\text{H}_2\text{O}} \text{C}_2\text{H}_5-\underset{\text{CH}_3}{\overset{+\text{OH}_2}{\text{C}}}-\text{C}_2\text{H}_5 \xrightarrow{-\text{H}^+} \text{C}_2\text{H}_5-\underset{\text{CH}_3}{\overset{\text{OH}}{\text{C}}}-\text{C}_2\text{H}_5$
3. Cơ chế của phản ứng hoá học xảy ra giữa acetone với HCN:
$\text{CH}_3-\underset{\text{||}}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}=\text{O} \xrightleftharpoons[-\text{CN}^-]{\text{HCN}} \text{CH}_3-\underset{\text{O}^-}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}-\text{CN} \xrightarrow{\text{HCN}} \text{CH}_3-\underset{\text{OH}}{\overset{\text{CH}_3}{\text{C}}}-\text{CN}$
VI GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá kết quả học tập của HS dựa trên các câu trả lời của HS đối với các câu hỏi trong CDHTHH và các câu hỏi của GV trong tiến trình dạy học.
Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Phản ứng nào dưới đây xảy ra theo cơ chế cộng nucleophile?
A. $\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{Br}_2 \longrightarrow \text{CH}_2\text{Br}-\text{CH}_2\text{Br}$
B. $\text{CH}_2=\text{CH}_2 + \text{HBr} \longrightarrow \text{CH}_3-\text{CH}_2\text{Br}$
C. $\text{CH}_3\text{CH}=\text{O} + \text{HCN} \longrightarrow \text{CH}_3\text{CH}(\text{OH})\text{CN}$
D. $\text{CH}_3\text{CH}=\text{CH}_2 + \text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{CH}_3\text{CH}(\text{OH})\text{CH}_3
Đáp án: C. (B)
Câu 2. Trong các câu phát biểu sau, câu nào đúng, câu nào sai?
a) Hydrate hoá propene tạo sản phẩm chính là isopropyl alcohol.
b) Cộng HBr vào propene tạo sản phẩm chính là propyl bromide.
c) Hydrate hoá formaldehyde tạo sản phẩm là methanediol.
d) Cộng HBr vào ethylene chỉ tạo một sản phẩm duy nhất.
Đáp án: a) Đúng; b) Sai; c) Đúng; d) Đúng.

$Câu 3. Viết phản ứng và cơ chế phản ứng giữa methanal với HCN (trong hỗn hợp HCN và KCN). Hướng dẫn: Phản ứng: $$ \text{H}_2\text{C}=\text{O} + \text{HCN} \xrig$

CHUYÊN ĐỀ 2. TRẢI NGHIỆM, THỰC HÀNH HOÁ HỌC VÔ CƠ
Bài 4. Tái chế kim loại
I MỤC TIÊU
Sau bài học, HS sẽ:
– Trình bày được ý nghĩa của quá trình tái chế kim loại nói chung.
– Trình bày được quy trình tái chế kim loại (nhôm, sắt, đồng,...) của các nước tiên tiến và của Việt Nam.
– Trình bày được tác động đến môi trường của quy trình tái chế thủ công.
II CHUẨN BỊ
– Hình ảnh, sơ đồ công nghệ về các giai đoạn của quá trình tái chế kim loại.
– Video quá trình tái chế trên thế giới và Việt Nam.
III THÔNG TIN BỔ SUNG
1. Quá trình luyện gang thép từ quặng và phế liệu
a) Trong luyện gang, quá trình lò cao (Blast Furnace – BF) đã chiếm ưu thế trong hai thế kỉ qua, cung cấp nguyên liệu chủ yếu cho ngành luyện thép. Ngày nay, trên 93% tổng sản lượng sắt từ quặng được thực hiện thông qua quy trình BF. Một sự thay thế con đường sản xuất sắt là sắt khử trực tiếp.
Trong luyện thép, quy trình lò thổi oxygen (Blast Oxygen Furnace – BOF) sản xuất gần 66% tổng lượng thép thô, quy trình lò hồ quang (Electric Arc Furnace – EAF) chiếm khoảng 31% và quy trình lò cao hở, vốn chiếm ưu thế trong nửa đầu thế kỉ 20 chỉ còn lại một phần khoảng 3%.
b) Hồ quang điện và lò hồ quang
– Hồ quang điện
Hồ quang điện là quá trình phóng điện xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc ở áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn. Hồ quang điện trên thực tế là một dạng plasma được tạo ra qua sự trao đổi điện tích liên tục, đi kèm phát sáng và toả nhiệt mạnh.
Dòng điện chạy qua chất khí giữa hai cực chủ yếu là dòng electron và ion âm đi từ cathode đến anode (có một phần là dòng ion dương đi theo chiều ngược lại). Các electron

và ion âm chạy tới và va chạm vào anode, làm anode nóng lên và nhiệt độ anode có thể đạt đến 3 500 °C.
Điện trở của hồ quang điện thường rất nhỏ do chất khí giữa hai cực bị ion hoá ở nhiệt độ cao nên dẫn điện tốt. Do vậy, cường độ dòng điện trong mạch có thể đạt tới vài chục ampe.
Hồ quang điện được sử dụng trong các lĩnh vực như luyện thép, luyện phôi nhiệt, nấu kim loại, hàn, cắt kim loại,...
– Cấu tạo lò hồ quang (Electric arc furnace – EAF)
Trong EAF, vật liệu chứa sắt được nấu chảy và tinh luyện để tạo ra thép thô. Nguyên liệu chính là phế liệu, nhưng cũng có thể sử dụng một số vật liệu khác như sắt đóng bánh nóng (hot briquetted iron – HBI), sắt khử trực tiếp (direct reduced iron – DRI) hoặc kim loại nóng (hot metal – gang). Sắt khử trực tiếp (Direct reduced iron – DRI), còn được gọi là sắt xốp, được sản xuất từ quá trình khử trực tiếp quặng sắt (ở dạng cục, dạng viên hoặc hạt mịn) thành sắt bằng khí khử được tạo ra từ khí tự nhiên hoặc than đá.
Năng lượng được cung cấp thông qua một hoặc ba điện cực graphite cũng như đầu đốt oxygen- nhiên liệu và các phản ứng hoá học được thúc đẩy bằng cách bơm bột carbon và oxygen vào chất tan chảy và xỉ.
Có hai khái niệm điện khác nhau: dòng điện xoay chiều (alternating current – AC) và dòng điện một chiều (direct current – DC). Trong lò AC, ba điện cực và hồ quang được sử dụng, trong khi lò DC có một điện cực trung tâm và hồ quang kết hợp với một điện cực phía dưới để đóng mạch điện.
Hình 4.1. Lò hồ quang AC – EAF^((1))
– Các dạng năng lượng sử dụng trong lò hồ quang
Trong quy trình tái chế thép, thép phế liệu được nấu chảy lại trong lò hồ quang điện và sử dụng năng lượng điện là nguồn năng lượng chính. Năng lượng điện được chuyển đổi thành năng lượng nhiệt thông qua quá trình tạo hồ quang. Ngoài năng lượng điện, một số năng lượng nhiệt được tạo ra từ quá trình oxi hoá các nguyên tố (carbon, silicon, manganese,...) có trong điện tích kim loại.
(1) Nguồn: Thomas Hay, Ville-Valtteris Visuri, Matti Aula, Thomas Echterhof (2021). A Review of Mathematical Process Models for the Electric Arc Furnace Process, Steel research international, Wiley-VCH.

Hình 4.2a minh hoạ các thành phần trong 2,44 GJ (2,44 triệu kJ) điện năng trong EAF để nấu chảy 1 tấn thép. Nguồn năng lượng này được lấy từ năng lượng điện (62

b) Phản ứng ở anode
Ở mật độ dòng anode thấp, oxygen tạo thành hợp chất bề mặt C–O ổn định, và ở một quá trình phát triển khí chậm, nó có thể tách ra từ từ và tạo ra khí CO, như thể hiện trong Bước a của Hình 4.4.
Nhưng ở mật độ dòng anode thông thường được sử dụng trong các bình điện phân nhôm thương mại ($0,70 - 1,2 \text{ A/cm}^2$) và nồng độ aluminum oxide cao, các nguyên tử oxygen bổ sung sẽ phản ứng với hợp chất bề mặt CO và nhanh chóng tạo ra khí $\text{CO}_2$, như thể hiện trong Bước b của Hình 4.4.
Hình 4.4. Sự hình thành $\text{CO}_2$ ở bề mặt điện cực carbon
3. Quá trình điện phân tái chế đồng
a) Anode
Khối lượng ban đầu của các anode phải rất giống nhau để tất cả chúng hoà tan với tốc độ như nhau. Các anode dần dần trở nên mỏng hơn khi đồng hòa tan vào chất điện phân. Khi khối lượng anode còn $15 - 20%$ so với ban đầu (sau thời gian điện phân khoảng 21 ngày) thì chúng được lấy ra khỏi bình điện phân. Phế liệu anode này được rửa sạch, sấy khô, nấu chảy lại và đúc thành anode mới.
b) Cathode
Các nhà tinh chế hiện đại sử dụng các tấm thép không gỉ làm cathode và được hàn vào các thanh đỡ bằng đồng. Đồng được mạ điện lên các cathode này trong khoảng $7 - 10$ ngày. Các cathode mạ đồng sau đó được tháo khỏi bình điện phân và được thay thế bằng các tấm thép không gỉ mới. Các cathode mạ đồng được rửa sạch bằng vòi phun nước nóng và cặn đồng ($50 - 80 \text{ kg}$ mỗi bên của tấm) được tách ra bằng máy. Đồng tinh khiết này được đóng gói để đưa ra thị trường hoặc nấu chảy và đúc.
c) Dung dịch điện phân
Chất điện phân luyện đồng thường chứa $40 - 50 \text{ g/L Cu}$, $170 - 200 \text{ g/L } \text{H}_2\text{SO}_4$, $10 - 20 \text{ g/L Ni}$, đến $20 \text{ g/L As}$ và các tạp chất khác. Bản chất và nồng độ của các tạp chất có thể thay đổi khá rộng, tuỳ thuộc vào thành phần anode.

Độ dẫn điện của chất điện phân tăng khi tăng nồng độ H$_2$SO$_4$ nhưng giảm khi tăng nồng độ Cu và Ni. Độ dẫn điện cao sẽ làm tăng hiệu suất năng lượng nhưng nồng độ acid cao hơn cũng làm tăng ăn mòn trong bình chứa. Nồng độ Cu quá cao có thể dẫn đến sự thụ động hoá của cực dương và tăng độ nhớt của chất điện phân.
Chất điện phân đến được làm nóng bằng hơi nước đến 60 – 65 $^{\circ}$C để cải thiện độ dẫn điện và trao đổi chất. Chất điện phân được lưu thông qua mỗi bình với tốc độ ~1,2 m$^3$/h. Ở tốc độ dòng chảy này, chất điện phân trong mỗi bình sẽ được thay thế hoàn toàn trong vòng vài giờ. Sau khi đi ra khỏi bình điện phân, nhiệt độ dung dịch điện phân giảm khoảng hơn 2 $^{\circ}$C$^{(1)}$.
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
GV có thể cho trước từ TAICHE, HS trả lời các từ hàng ngang, từ hàng ngang cuối cùng sẽ trở thành từ chìa khoá.
1, D, O, T, C, H, A, Y
2, Q, U, A, N, G
3, K, I, M, L, O, A
4, R, E, C, Y, C, L, E
5, N, H, I, E, T
6, D, I, E, N, N, A, N
Câu 1: Tên gọi của phản ứng oxi hoá nhiên liệu bằng không khí để cung cấp nhiệt.
Câu 2: Tên loại tài nguyên thiên nhiên được sử dụng để sản xuất kim loại.
Câu 3: Loại đơn chất có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, dẻo, có ánh kim.
Câu 4: Từ tiếng Anh có nghĩa là tái chế.
Câu 5: Tên một dạng năng lượng.
Câu 6: Dạng năng lượng xanh được sử dụng phổ biến trong các phương tiện giao thông thân thiện với môi trường.
Hoạt động 2. Ý NGHĨA CỦA TÁI CHẾ KIM LOẠI
– GV tổ chức cho HS thực hiện hoạt động nhóm để rèn luyện năng lực GTHT: Tìm hiểu về các ý nghĩa kinh tế, môi trường của tái chế kim loại.
– GV tổ chức cho HS sưu tầm, tìm kiếm thông tin và báo cáo về ý nghĩa của tái chế kim loại.
$^{(1)}$ Nguồn: Mark E. Schlesinger, Matthew J. King, Kathryn C. Sole, William G. Davenport (2011). Extractive Metallurgy of Copper, Fifth Edition, Elsevier.

Hoạt động 3. QUY TRÌNH TÁI CHẾ NHÔM, SẮT, ĐỒNG
– GV tổ chức cho HS thực hiện hoạt động nhóm để rèn luyện năng lực GHTH: Tìm hiểu về các loại phế liệu được tái chế: nhôm (vỏ lon, khung cửa sổ, đồ gia dụng, vật liệu hàng không,...), phế liệu sắt (sắt xây dựng, khung xe, đinh sắt, dây sắt,...), đồng (đồ gia dụng, đồ điện, chi tiết máy,...).
– GV hướng dẫn các nhóm HS tìm hiểu các giai đoạn tái chế và ý nghĩa của mỗi giai đoạn.
– GV hướng dẫn các nhóm HS sưu tầm các video về tái chế kim loại trên thế giới và quá trình tái chế thủ công để báo cáo, thuyết trình.
Hoạt động 4. TÁC ĐỘNG ĐẾN MÔI TRƯỜNG CỦA TÁI CHẾ THỦ CÔNG
GV cho HS sưu tầm, tìm kiếm video về tái chế thủ công ở một số làng nghề, cơ sở sản xuất thủ công ở Việt Nam: cơ sở tái chế vỏ lon, làng nghề đúc đồng, làng nghề tái chế acquy lấy chì,...
Đánh giá về tác động đến môi trường và sức khoẻ ở các cơ sở, làng nghề đó.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV đưa ra các câu hỏi/nhiệm vụ/vấn đề cần giải quyết nhằm khuyến khích HS phát huy NL sáng tạo/vận dụng/thực hành/... dựa trên các gợi ý trong CDHTHH 12.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
Tái chế kim loại giúp cung cấp một lượng lớn nguyên liệu cho quá trình sản xuất, cắt giảm được nhiều khâu so với sản xuất sơ cấp, do đó tiết kiệm được tài nguyên thiên nhiên trong sử dụng nguyên, nhiên liệu.
Tái chế giúp giảm chất thải rắn, giảm phát thải vào môi trường, đóng kín quy trình sản xuất, xây dựng mô hình kinh tế tuần hoàn.
Ưu điểm của tái chế nhôm: tiết kiệm năng lượng đến 95%, tiết kiệm tài nguyên (quặng bauxite, cryolite, than, xút, nước,...), giảm phát thải khí nhà kính, giảm chất thải rắn.
VI GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá kết quả học tập của HS dựa trên các câu trả lời của HS đối với các câu hỏi trong CDHTHH 12 và các câu hỏi của GV trong tiến trình dạy học.
Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Kể tên một số phế liệu có thể sử dụng để tái chế nhôm mà em biết trong cuộc sống hằng ngày.

Hướng dẫn: Lon đồ uống, khung cửa bằng nhôm, đồ gia dụng (mâm, xoong, chậu,...) (B) Câu 2. Tại sao trong quá trình điện phân anode tan để tinh chế đồng không sử

Lấy hai cái cốc, cốc thứ nhất là cốc đất nung và cốc thứ hai là cốc sành (cốc sứ), rồi đổ nước vào cả hai cốc. Đặt chúng vào lò vi sóng và bật nóng trong khoảng 2 –3 phút. Nước trong cả hai cốc nóng lên; quai của cốc đất nung cũng sẽ nóng, trong khi quai của chén sành sẽ vẫn không bị nóng. Vì lò vi sóng làm nóng nước bằng cách làm cho các phân tử nước chuyển động nhanh hơn, nên việc tay cầm của cốc đất nung nóng lên cho thấy sự hiện diện của các phân tử nước tự do trong cốc đất nung.
2. Màu sắc của men
Các khoáng chất chính trong các loại men là không màu. Cả hai chất $SiO_2$ (thạch anh) và $Al_2O_3$ (corundum) đều được biết đến trong tự nhiên ở trạng thái tinh khiết dưới dạng chất rắn kết tinh màu trắng. Chúng cũng được tìm thấy ở dạng có lẫn một số nguyên tố tạp chất: thạch anh tím là do thạch anh có lẫn nguyên tố Fe và ruby là corundum có lẫn nguyên tố Cr. Khi trong corundum có lẫn các nguyên tố tạp chất là Fe, Co, Ti và V, chúng được gọi là ngọc bích và có nhiều màu sắc khác nhau. Màu sắc của hầu hết các loại men là do trong men có các oxide kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất (dãy 3D). Ngoài những nguyên tố đã được đề cập, đồng cũng được sử dụng rộng rãi làm chất tạo màu cho men. Trong đồ gốm, các oxide tạo màu phổ biến nhất là sắt, đồng và cobalt. Trong số này, oxide của sắt dường như là chất tạo màu linh hoạt nhất; tuỳ thuộc vào điều kiện nung và những chất khác có trong men, nó có thể tạo ra màu đỏ, vàng, nâu, xanh lam và xanh lục.
3. Quá trình hydrate hoá của xi măng Porland
Phản ứng hydrate hoá của xi măng OPC gồm một loạt các phản ứng riêng biệt song song hoặc tuần tự giữa các phân tử nước và các pha khoáng chính của xi măng. Nói chung, quá trình hydrate hoá được thúc đẩy mạnh mẽ bởi thành phần hoá học ban đầu, kích thước hạt (ví dụ: diện tích bề mặt riêng, độ nhám và phân bố kích thước hạt), lượng nước được thêm vào, tỉ lệ nước trên xi măng, nhiệt độ đóng rắn và sự có mặt của các chất phụ gia.
Một trong các thành phần chính của OPC là tricalcium silicate (công thức hoá học là $3CaO \cdot SiO_2$, viết tắt là C3S, hoặc alite). Alite ảnh hưởng lớn đến các tính chất cơ học của xi măng (độ cứng, bền) và quá trình đông cứng.
Tricalcium aluminate có thể phản ứng với nước một cách nhanh chóng, gây ra sự đông kết nhanh của clinker nghiền mịn bằng cách làm cứng hồ xi măng ngay lập tức. Để ngăn chặn điều này, thạch cao được thêm vào khi nghiền xi măng. Tricalcium aluminate tạo nên quá trình đông kết ban đầu của xi măng. Nhiệt hydrate hoá lớn và những thay đổi về thể tích của phản ứng hydrate hoá tricalcium aluminate là nguyên nhân gây nứt của xi măng.
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
Từ thời cổ đại, thuỷ tinh và gốm đã được sử dụng để làm các đồ vật trang trí, dụng cụ chứa đựng. Ngày nay, thuỷ tinh, gốm và xi măng là những vật liệu quan trọng trong xây dựng,

sản xuất đồ gia dụng và thiết bị viễn thông,... Vậy, thành phần hoá học và tính chất cơ bản của thuỷ tinh, gốm và xi măng là gì? Chúng được sản xuất như thế nào?
GV giới thiệu về mục tiêu của bài học: thành phần hoá học, tính chất cơ bản, sản xuất và ứng dụng của thuỷ tinh, gốm, xi măng.
Hoạt động 2. THUỶ TINH (THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT CƠ BẢN, SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG)
Hoạt động này có mục đích là để HS nêu được thành phần hoá học và tính chất cơ bản của thuỷ tinh. Đồng thời HS trình bày được phương pháp sản xuất thuỷ tinh từ nguồn nguyên liệu có trong tự nhiên.
– GV hướng dẫn HS đọc hiểu bài đọc mục I. Thuỷ tinh, mục I.1. Thành phần hoá học và tính chất cơ bản của thuỷ tinh, trang 22, 23, CDHTHH12 GV kết luận về thành phần, tính chất và ứng dụng cơ bản của thuỷ tinh thông thường.
– GV tổ chức HS theo nhóm để đọc hiểu bài đọc mục I.2. Sản xuất thuỷ tinh, trang 24 CDHTHH12. GV yêu cầu các nhóm HS thuyết trình trước lớp về quy trình sản xuất thuỷ tinh. Các nhóm HS khác bổ sung nếu cần thiết. GV kết luận về quy trình sản xuất thuỷ tinh.
– GV tổ chức HS theo nhóm để trả lời các câu hỏi 1, 2, trang 23, 24, CDHTHH12.
Hoạt động 3. GỐM (THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT CƠ BẢN, SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG)
Mục đích của hoạt động này là để HS nêu được thành phần hoá học và tính chất cơ bản của gốm. Đồng thời HS trình bày được phương pháp sản xuất các sản phẩm gốm từ nguồn nguyên liệu có trong tự nhiên.
– GV giảng mục II. Gốm, mục II.1. Thành phần hoá học và tính chất cơ bản của gốm, trang 24, CDHTHH12.
– GV chia nhóm HS và yêu cầu các nhóm HS thuyết trình về thành phần hoá học và tính chất cơ bản của gốm.
– GV tổ chức HS theo nhóm để đọc hiểu bài đọc mục II.2. Sản xuất đồ gốm, trang 25, CDHTHH12. GV yêu cầu các nhóm HS thuyết trình trước lớp về các bước để làm đồ bằng gốm. Các nhóm HS khác bổ sung nếu cần thiết.
– GV tổ chức HS theo nhóm để trả lời các câu hỏi 3, 4, trang 25, 26, CDHTHH12.
Hoạt động 4. XI MĂNG (THÀNH PHẦN HOÁ HỌC, TÍNH CHẤT CƠ BẢN, SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG)
Mục đích của hoạt động này là để HS nêu được thành phần hoá học và tính chất cơ bản của xi măng. Đồng thời HS trình bày được phương pháp sản xuất xi măng từ nguồn nguyên liệu có trong tự nhiên.
– GV giảng mục III. Xi măng, mục III.1. Thành phần hoá học của xi măng Portland thông thường, mục III.2. Tính chất cơ bản của xi măng, trang 26 CDHTHH12. GV yêu cầu

các nhóm HS thuyết trình về thành phần hoá học và tính chất cơ bản của xi măng Portland thông thường.
– GV tổ chức HS theo nhóm để đọc hiểu bài đọc mục III.3. Sản xuất xi măng Portland thông thường, trang 27 CDHTHH12. GV yêu cầu các nhóm HS thuyết trình trước lớp về các giai đoạn sản xuất xi măng Portland và các quá trình hoá học xảy ra trong các giai đoạn. Các nhóm HS khác bổ sung nếu cần thiết.
– GV chia nhóm HS và hướng dẫn HS thảo luận nhóm và trả lời câu hỏi 5, trang 27, CDHTHH12.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
1. Vì thuỷ tinh thông thường chịu lực và chịu nhiệt kém, nên khi sử dụng đồ thuỷ tinh cần nhẹ nhàng tránh va đập mạnh và tránh nhiệt độ cao.
2. Quy trình sản xuất thuỷ tinh ở Việt Nam gồm các bước sau:
– Chuẩn bị nguyên liệu: silica (SiO₂) ở dạng cát trắng, thạch anh, mảnh vụn thuỷ tinh; chất tẩy màu; soda (Na₂CO₃), đá vôi (CaCO₃) được nghiền riêng và phối trộn theo tỉ lệ thích hợp cho đến khi thu được hỗn hợp đồng nhất. Vai trò của những mảnh vụn thuỷ tinh là làm giảm nhiệt độ nóng chảy, tiết kiệm chi phí.
– Nung chảy: Thuỷ tinh được nấu chảy trong lò nung và được duy trì ở nhiệt độ cao (1 500 °C – 1 800 °C) để giảm độ nhớt của thuỷ tinh nóng chảy, thu được một chất lỏng đồng nhất. Thêm chất khử màu hoặc chất tạo màu. Sau đó, làm lạnh đến khoảng 700 °C – 1 200 °C để chất lỏng có độ nhớt thích hợp cho việc tạo hình.
– Ủ: Làm lạnh từ từ các sản phẩm thuỷ tinh (gọi là ủ thuỷ tinh) trong các buồng đặc biệt.
– Định hình: Rót thuỷ tinh nóng chảy vào khuôn và các máy tự động để tạo thành các hình dạng mong muốn như tấm, ống, thanh, dây,...
– Hoàn thiện: Làm sạch, mài, đánh bóng và cắt các sản phẩm thuỷ tinh.
3. Một số vật dụng làm bằng gốm: gạch, ngói, chum, vại, ấm chén, bình gốm, bát, đĩa,...
4. Các công đoạn trong quy trình sản xuất gốm ở Việt Nam
Bước 1: Thấu đất (khâu làm đất).
Bước 2: Chuốt gốm (tạo hình đồ gốm).
Bước 3: Trang trí hoa văn.
Bước 4: Tráng men.
Bước 5: Nung sản phẩm gốm.
5. Các công đoạn trong quy trình sản xuất xi măng ở Việt Nam:
– Khai thác và nghiền nguyên liệu thô.
– Trộn nguyên liệu theo tỉ lệ chính xác.

– Nung clinker.
– Nghiền hỗn hợp đã nung.
– Lưu trữ, đóng gói.
VI GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá kết quả học tập của HS dựa trên các câu trả lời của HS đối với các câu hỏi trong CDHTHH và các câu hỏi của GV trong tiến trình dạy học.
Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Nêu thành phần hoá học cơ bản của thuỷ tinh thông thường. Nêu một số tính chất và ứng dụng của thuỷ tinh. (H)
Hướng dẫn:
Thành phần hoá học cơ bản của thuỷ tinh thông thường:
Silicon dioxide ($SiO_2$) là thành phần cơ bản phổ biến của thuỷ tinh.
Sodium oxide ($Na_2O$) thường được tạo ra từ nguyên liệu $Na_2CO_3$.
Calcium oxide (CaO) thường được tạo ra từ nguyên liệu đá vôi, $CaCO_3$.
Magnesium oxide (MgO) và nhôm oxide ($Al_2O_3$) được thêm vào để mang lại độ bền hoá học tốt hơn, chromium oxide hay iron oxide tạo màu sắc cho thuỷ tinh.
Thuỷ tinh thông thường trong suốt, dễ tạo hình, khả năng chịu lực và chịu nhiệt kém (500 °C – 600 °C). Tính chất của thuỷ tinh thay đổi khi thêm một số thành phần đặc biệt.
Ứng dụng: Thuỷ tinh được dùng làm kính cửa sổ, chai, hộp đựng thực phẩm hoặc đồ uống, bóng đèn,...
Câu 2. Trình bày các giai đoạn sản xuất thuỷ tinh từ nguồn nguyên liệu có sẵn trong tự nhiên. (VD1)
Hướng dẫn:
Các giai đoạn sản xuất thuỷ tinh:
– Chuẩn bị nguyên liệu.
– Nung nóng chảy hỗn hợp nguyên liệu.
– Định hình.
– Hoàn thiện sản phẩm thuỷ tinh.
Câu 3. Nêu thành phần hoá học cơ bản của vật liệu gốm. (H)
Hướng dẫn:
Thành phần hoá học chính của vật liệu gốm là $SiO_2$, $Al_2O_3$.
Câu 4. Trình bày các giai đoạn sản xuất đồ gốm sứ từ đất sét. (VD1)
Hướng dẫn:

Các giai đoạn làm đồ gốm sứ từ đất sét: Bước 1: Thấu đất – khâu làm đất. Bước 2: Chuốt gốm – tạo hình đồ gốm. Bước 3: Trang trí hoa văn. Bước 4: Tráng men. Bước

II CHUẨN BỊ
– Than hoạt tính dạng hạt; cát, đá, sỏi; phèn chua, PAC (poly aluminium chloride); nước đục (nước phù sa).
– Cốc 1 L, cốc 100 mL, chai nhựa (hoặc cốc nhựa dùng một lần), bát nhựa, ống đong, đũa thuỷ tinh.
III THÔNG TIN BỔ SUNG
1. Chỉ số chất lượng nước
DO (Dissolved Oxygen) là lượng oxygen hoà tan trong nước, cần thiết cho sự hô hấp của các sinh vật thuỷ sinh trong nước.
Nồng độ oxygen tự do trong nước khoảng 8–10 ppm (1 ppm = 1 mg/L), phụ thuộc vào nhiệt độ, sự quang hợp của rong, rêu, tảo,...
COD (Chemical Oxygen Demand, nhu cầu oxygen hoá học) là lượng oxygen cần thiết để oxi hoá các hợp chất hữu cơ trong nước. Chỉ số COD thường được biểu diễn bằng đơn vị mg/L.
Hiện nay, tác nhân oxi hoá mạnh là potassium perchromate ($K_2Cr_2O_7$) thường được dùng để xác định COD vì có khả năng oxi hoá 95–100% chất hữu cơ.
BOD (Biochemical/Biological Oxygen Demand, nhu cầu oxygen sinh học) là lượng oxy cần thiết do vi sinh vật tiêu thụ để oxi hoá các chất hữu cơ trong bóng tối ở điều kiện chuẩn về nhiệt độ và thời gian.
Để oxi hoá hết chất hữu cơ trong nước ở $20\ ^{\circ}C$ cần khoảng 20 ngày. Để đơn giản, chỉ số $BOD_5$ ứng với thời gian oxi hoá 5 ngày thường được sử dụng vì đã có khoảng 80% chất hữu cơ bị oxi hoá.
Chỉ số COD và BOD đều xác định lượng chất hữu cơ trong nước có khả năng bị oxi hoá nhưng khác nhau về ý nghĩa và giá trị. Chỉ số BOD chỉ thể hiện lượng chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học nhờ vai trò của vi sinh vật, còn chỉ số COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxi hoá bằng tác nhân hoá học. Do vậy, tỉ số COD/BOD luôn lớn hơn 1.
Tỉ số COD/BOD càng cao nếu nguồn nước chứa nhiều chất ức chế vi sinh vật, khi đó chỉ số BOD rất thấp nhưng chỉ số COD lại rất cao.
TSS (Total suspended solids) là tổng chất rắn lơ lửng trong nước, thường được đo bằng máy đo độ đục. Độ đục được gây ra bởi sự tương tác giữa ánh sáng và các chất lơ lửng trong nước như cát, sét, tảo, vi sinh vật, chất hữu cơ...
2. Quy trình xử lí nước
Quy trình xử lí nước phục vụ sinh hoạt từ nguồn nước mặt (nước sông, hồ, ao,...) và nước ngầm (nước giếng khoan, nước giếng đào) như sau.

Phèn Nước mặt Trộn Keo tụ tạo bông cặn Lắng Chlorine Lọc Tiếp xúc khử trùng Xả cặn Nguồn cấp Lắng nước rửa lọc Hình 6.1. Quy trình xử lí nguồn nước mặt Chlorine

– Liều lượng PAC cần dùng để xử lí nước phục vụ sinh hoạt phụ thuộc vào độ đục của nước thô. Độ đục, Thấp, Trung bình, Cao Hàm lượng PAC (g/m³ nước cần xử lí),

b) Hoá chất xử lí sinh học nước sinh hoạt Minh hoạ cách sử dụng chloramin-B (hoặc chloramine-T) để diệt trùng nước ở vùng lũ: – Chuẩn bị: viên khử trùng nước 0,

Tại các nhà máy sản xuất nước đóng chai, nước đóng thùng hoặc hộ gia đình, nước cấp lại tiếp tục được xử lí bằng công nghệ nano hoặc RO để có thể uống trực tiếp

Hình 6.7. Sơ đồ hệ thống RO lọc nước IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG GV có thể cho trước từ NUOC MAT, HS trả lời các từ hàng ngan

Câu 6: Mục đích của quá trình tách loại các ion Mg²⁺, Ca²⁺ ra khỏi nước là gì?
Câu 7: Mục đích của việc sử dụng phèn chua để xử lí nước ở vùng lũ là gì?
Hoạt động 2. CÁC HOÁ CHẤT THÔNG DỤNG ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC PHỤC VỤ SINH HOẠT
– GV tổ chức cho HS thực hiện hoạt động nhóm để rèn luyện năng lực GTHT: Tìm hiểu về cách người dân vùng lũ xử lí nước đục, ô nhiễm để trở thành nước sinh hoạt: sử dụng phèn chua để làm trong nước, tiếp đó khử trùng bằng chloramine-B.
– GV tổ chức cho HS sưu tầm, tìm kiếm thông tin và báo cáo về các loại phèn nhôm/phèn sắt có bán trên thị trường (phèn đơn, phèn kép).
Vận dụng kiến thức về sự thuỷ phân các ion (Chương 1. Cân bằng hoá học, Hoá học 11) giải thích nguyên nhân tạo thành kết tủa Al(OH)₃ và Fe(OH)₃.
– GV sưu tầm, tìm kiếm thông tin về PAC, tác nhân keo tụ – tạo bông tạo ra bước đột phá trong công nghệ xử lí nước hiện nay.
– GV hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm làm giảm độ đục của mẫu nước phục vụ sinh hoạt theo điều kiện gợi ý trong CDHTHH 12.
– GV tổ chức cho HS hoạt động ở dạng STEM bằng cách tiến hành thử nghiệm với các hàm lượng chất keo tụ khác nhau để xác định hàm lượng phù hợp với mẫu nước; tính toán, thiết kế mô hình bể lọc nước mini và chế tạo chúng.
Hoạt động 3. CÁC VẬT LIỆU THÔNG DỤNG ĐỂ XỬ LÍ NƯỚC PHỤC VỤ SINH HOẠT
– Tương tự như phần hoá chất, GV hướng dẫn HS sưu tầm, tìm kiếm thông tin và báo cáo về các loại vật liệu lọc nước phổ biến.
– GV hướng dẫn các nhóm HS tiến hành thí nghiệm làm giảm màu của mẫu nước phục vụ sinh hoạt theo điều kiện gợi ý trong CDHTHH 12.
– GV tổ chức cho HS hoạt động ở dạng STEM bằng cách tiến hành thử nghiệm với các lớp vật liệu lọc khác nhau để xác định cách sắp xếp phù hợp với mẫu nước; tính toán, thiết kế mô hình dụng cụ lọc nước từ các sản phẩm tái chế và chế tạo chúng.
Hoạt động 4. MỘT SỐ HOÁ CHẤT XỬ LÍ SINH HỌC NƯỚC SINH HOẠT
GV sưu tầm, tìm kiếm thông tin về các hoá chất như chlorine, clorua vôi, chloramine-B, ozone sử dụng trong xử lí sinh học nước sinh hoạt.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: Hướng dẫn GV đưa ra các câu hỏi/nhiệm vụ/vấn đề cần giải quyết nhằm khuyến khích HS phát huy NL sáng tạo/vận dụng/thực hành/... dựa trên các gợi ý trong CDHTHH 12.

V. HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
Cách 1: Một lượng PAC sẽ nhanh chóng rơi xuống đáy thùng, lượng còn lại phân bố vào lượng nước lớn nên cần nhiều công khuấy.
Cách 2: Tốn ít công khuấy, đảm bảo lượng PAC tan hết, khi cho vào thùng sẽ phân bố đều hơn và nhanh hơn.
VI. GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá kết quả học tập của HS dựa trên các câu trả lời của HS đối với các câu hỏi trong CDHTHH và các câu hỏi của GV trong tiến trình dạy học.
2. Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Ở một vùng lũ, để xử lí $1 \text{ m}^3$ nước đục để phục vụ sinh hoạt cần $50 \text{ g}$ phèn chua. Một hộ gia đình cần xử lí $40 \text{ L}$ nước trên cần bao nhiêu nhiêu gam phèn chua?
Hướng dẫn:
$1000 \text{ L}$ nước cần $50 \text{ g}$ phèn chua $\Rightarrow 20 \text{ L}$ nước cần $1 \text{ g}$ phèn chua (lượng phèn chua bằng khoảng nửa đốt ngón tay).
Câu 2. Tại sao không được dùng quá nhiều phèn chua (trên $100 \text{ g}/1 \text{ m}^3$) khi làm trong nước?
Hướng dẫn:
Lượng phèn chua dư nhiều gây ra sự khó lắng kết tủa, đồng thời dư nhiều ion $\text{Al}^{3+}$ có thể ảnh hưởng đến sức khoẻ.
Câu 3: Để diệt trùng nước, ngoài chloramine-B (B là chữ đầu của benzene) còn có thể dùng chloramine-T (T là chữ đầu của toluene) với liều lượng tương đương.
Cần bao nhiêu viên chloramine-T loại $0,25 \text{ g}$ để xử lí $50 \text{ L}$ nước? Tính gần đúng nồng độ chloramine-T theo đơn vị mg/L sau khi pha trộn vào nước.
Hướng dẫn:
$1$ viên chloramine-T loại $0,25 \text{ g}$ xử lí được $25 \text{ L}$ nước $\Rightarrow 2$ viên chloramine-T loại $0,25 \text{ g}$ xử lí được $50 \text{ L}$ nước.
Nồng độ gần đúng của chloramine-T = $250 \text{ mg}/25 \text{ L} = 10 \text{ mg/L}$.

Bài 7. Một số vấn đề cơ bản về phức chất
Bài 7. MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ PHỨC CHẤT
I MỤC TIÊU
Sau bài học, HS sẽ:
Phân tích được các thành phần của các phân tử phức chất phổ biến, gồm: nhân trung tâm (cation, nguyên tử trung hoà) và phối tử (anion, phân tử trung hoà), số phối trí của nhân trung tâm, dung lượng phối trí của phối tử.
II CHUẨN BỊ
Có thể chuẩn bị hình ảnh phức chất hoặc phối tử có dung lượng phối trí 2 như được chỉ ra trong CĐHTHH 12.
III THÔNG TIN BỔ SUNG
1. Phối tử và dung lượng phối trí
Nguyên tử của phối tử L cho cặp electron vào nguyên tử trung tâm M để tạo liên kết σ (sigma), các nguyên tử này còn được gọi là “nguyên tử cho”, phổ biến là N, O, halogen (X), P, C. Nếu liên kết giữa L và nguyên tử trung tâm M chỉ là liên kết σ, ví dụ như H₂O, NH₃, X, thì L được gọi là phối tử kinh điển hay phối tử loại σ cho. Còn liên kết phối trí giữa các phối tử không kinh điển như CN⁻, CO, PR₃ với nguyên tử M ngoài liên kết σ còn có cả liên kết π. Ở đó liên kết σ được tạo thành do phối tử L cho cặp electron vào nguyên tử trung tâm M, còn liên kết π được tạo thành do nguyên tử M cho cặp electron vào phối tử L. Vì vậy, phối tử loại này còn được gọi là phối tử σ cho/π nhận. Lúc này dung lượng phối trí của L chính là số liên kết σ giữa L với M. Mũi tên biểu diễn liên kết giữa phối tử L với nguyên tử trung tâm M được biểu diễn từ nguyên tử cho vào M. Nguyên tử cho của CN⁻, CO, PR₃ lần lượt là C, C và P, vì thế biểu diễn liên kết cho – nhận giữa các phối tử CN⁻/CO/PR₃ với nguyên tử trung tâm M là từ C, C và P vào M tương ứng. Ví dụ, cấu trúc của phức chất [Fe(CN)₆]⁴⁻, [Ni(CO)₄] và [Pd(PF₃)₄] như sau:
$$ \left[ \begin{matrix} & \text{CN} & \ \text{NC} & \swarrow | \searrow & \text{CN} \ & \text{Fe} & \ \text{NC} & \nearrow | \nwarrow & \text{CN} \ & \text{CN} & \end{matrix} \right]^{4-} $$
$$ \left[ \begin{matrix} & \text{CO} & \ & \downarrow & \ \text{OC} & \rightarrow \text{Ni} \leftarrow & \text{CO} \ & \uparrow & \ & \text{CO} & \end{matrix} \right] $$
$$ \left[ \begin{matrix} \text{F}_3\text{P} & \searrow & \swarrow & \text{PF}_3 \ & \text{Pd} & \ \text{F}_3\text{P} & \nearrow & \nwarrow & \text{PF}_3 \end{matrix} \right] $$

Ngoài ra còn có loại phối tử không kinh điển σ cho/π nhận, trong đó liên kết σ cho được hình thành do sự cho electron từ nhiều hơn 1 nguyên tử của phối tử. Chẳng hạn như trong phức chất [PtCl${3}$(C${2}$H$_{4}$)]$^{-}$, liên kết σ giữa phối tử ethylene với Pt là do sự cho electron từ cả hai nguyên tử C, khi đó phối tử ethylene vẫn có dung lượng phối trí bằng 1. Trong sách chuyên đề chúng ta chỉ xét các loại phối tử với liên kết σ giữa L và M được tạo thành từ sự cho cặp electron của một nguyên tử cho của L.
Ethylenediaminetetraacetic và muối của nó đều được gọi chung là EDTA. EDTA ở dạng muối được dùng nhiều trong chuẩn độ phân tích xác định hàm lượng ion kim loại vì nó rất dễ tạo phức chất với nhiều ion kim loại tạo phức chất vòng càng bền. Nó thường thể hiện dung lượng phối trí 6 với 4 nguyên tử cho là O mang điện âm và hai nguyên tử cho còn lại là N.
Phối tử trong phức chất cấu tạo nên nhân heme của hemoglobin và chlorophyll của diệp lục là các phối tử lớn. Chúng đều thể hiện dung lượng phối trí 4 với bốn nguyên tử cho là N.
2. Nguyên tử trung tâm và số phối trí
Liên kết giữa phối tử kinh điển với nguyên tử trung tâm M chỉ gồm 1 liên kết σ, nhưng với phối tử không kinh điển, liên kết giữa nó với nguyên tử M gồm cả liên kết σ và liên kết π. Khi đó liên kết π không được tính vào tổng số liên kết giữa M và các phối tử L để xác định số phối trí của M. Nói cách khác, số phối trí của nguyên tử trung tâm là tổng số liên kết σ giữa nguyên tử M với các phối tử L trong phức chất. Chẳng hạn, các phối tử CN$^{-}$/CO/PR${3}$ liên kết với nguyên tử trung tâm Fe, Ni và Pd trong các phức chất [Fe(CN)${6}$]$^{4-}$, [Ni(CO)${4}$] và [Pd(PF${3}$)$_{4}$] bằng cả liên kết σ và liên kết π, nhưng số phối trí của Fe, Ni và Pd trong các phức chất này vẫn là 6, 4 và 4.
Có loại phối tử không kinh điển σ cho/π nhận electron vào nguyên tử trung tâm để tạo liên kết σ qua nhiều hơn 1 nguyên tử cho. Khi đó số liên kết giữa phối tử loại này với M vẫn chỉ được tính là 1. Chẳng hạn liên kết σ giữa ethylene và Pt trong phức chất [PtCl${3}$(C${2}$H${4}$)]$^{-}$ được hình thành do sự cho cặp electron từ cả 2 nguyên tử C. Số phối trí của Pt trong phức chất này là 4 vì có tổng 4 liên kết σ giữa Pt và các phối tử (3 Cl$^{-}$ và C${2}$H$_{4}$).
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
– GV có thể cho HS làm việc cặp đôi, đọc câu hỏi trong sách CDHTHH 12. Sau đó cho các cặp HS lên bảng viết câu trả lời.
– HS có thể trả lời đúng/sai nhưng GV chưa cần kết luận.

$– GV có thể cho HS quan sát dạng hình học của một số phức chất đã được biết từ CDHTHH 12 như $[PtCl_4]^{2-}$, $[CoF_6]^{3-}$ và phức chất cấu tạo nên Heme rồi c$

– GV có thể cho HS quan sát dạng hình học của một số phức chất đã được biết từ CDHTHH 12 như $[PtCl_4]^{2-}$, $[CoF_6]^{3-}$ và phức chất cấu tạo nên Heme rồi cho các cặp HS trả lời một số câu hỏi:
Xác định số phối tử L trong mỗi phức chất.
Xác định số liên kết giữa M và L trong mỗi phức chất
– GV cho các cặp HS lên điều chỉnh lại câu trả lời trên bảng (nếu có). Các cặp HS nhận xét và phản biện chéo nhau. GV giúp HS chốt kiến thức đúng rồi dẫn dắt vào bài học.
Hoạt động 2. NGUYÊN TỬ TẠO LIÊN KẾT CHO – NHẬN CỦA PHỐI TỬ
– GV tổ chức cho HS hoạt động cặp đôi, khai thác kiến thức đã được học về công thức Lewis thông qua ví dụ. GV gọi đại diện 1 cặp HS lên bảng phân tích và xác định nguyên tử cho của $H_2O$, biểu diễn liên kết cho – nhận từ phối tử đến nguyên tử trung tâm trong phức chất $[Cu(H_2O)_6]^{2+}$. Các cặp HS còn lại nhận xét. Sau đó GV giúp HS chốt kiến thức.
– GV tổ chức cho HS tiếp tục hoạt động cặp đôi. Các nhóm HS đọc câu hỏi trong CDHTHH 12, thảo luận và lần lượt trình bày kết quả trước lớp. Sau đó, các nhóm khác đưa ra ý kiến phản biện. GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 36:
Công thức Lewis của $NH_3$ và $OH^-$ như sau: $\text{H}-\underset{\cdot \cdot}{\overset{\text{H}}{\text{N}}}-\text{H}$ và $\left[:\ddot{\text{O}}-\text{H}\right]^-$.
$NH_3$ và $OH^-$ có thể tạo phức qua nguyên tử N và O tương ứng.
Hoạt động 3. DUNG LƯỢNG PHỐI TRÍ CỦA PHỐI TỬ
– GV tổ chức cho HS hoạt động cá nhân, đọc CDHTHH 12 để nêu được khái niệm về dung lượng phối trí của phối tử.
– GV tổ chức cho HS làm việc cặp đôi, đọc hai ví dụ trong sách về dung lượng phối trí 1 như $H_2O$, dung lượng phối trí 2 như en. GV gọi hai cặp HS lần lượt trình bày, phân tích hai ví dụ. Các cặp HS nhận xét và cùng GV chốt kiến thức đúng.
– GV tổ chức cho HS hoạt động cặp đôi đọc thông tin về dung lượng phối trí phổ biến của một số phối tử ở Bảng 7.1, CDHTHH 12. GV có thể tổ chức trò chơi bằng cách cho hai cặp HS lên bảng, một cặp HS nêu phối tử có trong Bảng 7.1, cặp HS còn lại đưa ra dung lượng phối trí của phối tử đó, cho ví dụ phức chất cụ thể và ngược lại. HS phía dưới đánh giá cặp nào trả lời đúng nhiều/nhanh hơn sẽ thắng. GV hỗ trợ nếu HS nhận xét chưa chính xác.
– GV cho HS tiếp tục làm việc nhóm cho HĐ còn lại trong mục này để củng cố kiến thức về dung lượng phối trí của phối tử. GV gọi 1 cặp HS đại diện trình bày, các cặp còn lại nhận xét và cùng GV chốt kiến thức đúng.

Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 37:
Trong phức chất $[PtCl_2(en)]$, phối tử $Cl^-$ có dung lượng phối trí 1, còn phối tử en có dung lượng phối trí 2.
Hoạt động 4. NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM VÀ SỐ PHỐI TRÍ CỦA NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM
– GV cho HS hoạt động cá nhân, đọc thông tin trong sách, sau đó GV cung cấp thông tin khái niệm số phối trí của nguyên tử trung tâm M, nó thường nhận các giá trị từ 2, 4, 6 để HS thừa nhận khái niệm cơ bản làm tiền đề để hình thành kiến thức ở các hoạt động sau.
– GV tổ chức cho HS hoạt động cặp đôi đọc thông tin trong Bảng 7.2, CDHTHH 12. Sau đó, GV gọi bốn cặp HS lên bảng lần lượt trình bày, phân tích mỗi phức chất trong bảng. Các cặp HS còn lại nhận xét. Sau đó GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
– GV tiếp tục tổ chức cho HS hoạt động cặp đôi thực hiện phần hoạt động trong sách CD. Các cặp HS đọc câu hỏi trong sách, thảo luận và lần lượt trình bày kết quả. Các nhóm HS nhận xét và phản biện chéo nhau. GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 38:
Số phối trí của nguyên tử trung tâm trong các phức chất A, B, C, D tương ứng là 4, 4, 4, 6.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV có thể chiếu hình ảnh phức chất cisplatin (hoạt chất trong thuốc điều trị nhiều thể loại ung thư ở người) cho HS xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm và dung lượng phối trí của phối tử trong phức chất. Ngoài ra có thể chiếu hình ảnh Heme cho HS xác định số phối trí của nguyên tử trung tâm.
V GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
1. GV có thể đánh giá HS thông qua các sản phẩm học tập và quan sát HS tham gia vào các hoạt động. Ngoài việc GV đánh giá HS thì nên kết hợp cả đánh giá đồng đẳng (HS đánh giá HS) ở các HD nhóm.
Đánh giá năng lực NTHH của HS bằng các câu hỏi có các cụm từ “viết công thức Lewis” của phối tử, “hãy cho biết”/“xác định” dung lượng phối trí phối tử, số phối trí của nguyên tử trung tâm khi biết cấu trúc phức chất.

2. Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá. Câu 1. Tổng số phối trí của các phối tử có trong phức chất là: A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Đáp án: D. 4. (B) Câu 2. Hãy cho bi

CHUẨN BỊ
Có thể chuẩn bị hình ảnh như Hình 8.1, 8.2 (CĐHTHH 12), một số phức chất hoặc phối tử phức tạp như được chỉ ra trong CĐHTHH 12.
THÔNG TIN BỔ SUNG
1. Các kiểu lai hoá của M và dạng hình học của phức chất [ML$_{n}$]
Theo thuyết VB, liên kết cộng hoá trị giữa M và L trong phức chất [ML$_{n}$] được hình thành do sự xen phủ trục giữa orbital lai hoá trống của M với orbital có cặp electron của phối tử để tạo liên kết $\sigma$. Hình dạng của phức chất được quyết định bởi kiểu lai hoá của nguyên tử trung tâm M. Các dạng hình học phổ biến của phức chất là đường thẳng, tứ diện, vuông phẳng và bát diện. Ngoài ra nó còn có một số dạng hình học khác như được chỉ ra trong Bảng 8.1.
Bảng 8.1. Một số kiểu lai hoá và dạng hình học của phức chất
Số phối trí, Dạng lai hoá, Dạng hình học, Ví dụ
2, sp, đường thẳng, $[Ag(NH_3)_2]^+$; $[Ag(CN)_2]^-$
3, $sp^2$, tam giác, $[Au(PPh_3)_3]^+$; $Au(PPh_3)_2Cl]$
4, $sp^3$, tứ diện, $[NiCl_4]^{2-}$
$d^3s$, tứ diện, $[CrO_4]^{2-}$
$dsp^2$, vuông phẳng, $[PtCl_4]^{2-}$; $[Ni(CN)_4]^{2-}$
5, $dsp^3$, lưỡng chóp tam giác, $[Fe(CO)_5]$, $[CuCl_5]^{3-}$
$sp^2d^2$, chóp đáy vuông, $[Co(CN)_5]^{3-}$; $[MnCl_5]^{2-}$
6, $d^2sp^3$, $sp^3d^2$, bát diện, $[Co(NH_3)_6]^{3+}$; $[Fe(CN)_6]^{3-}$
$spd^4$, lăng trụ tam giác, $Re[S_2C_2(C_6H_5)_2]_3$
7, $sp^3d^3$, lưỡng tháp ngũ giác, $IF_7$
$sp^3d^2f$, chóp lăng trụ tam giác, $[NbF_7]^{2-}$
8, $sp^3d^4$, lăng trụ đáy vuông, $[W(bipy)(CN)_6]^-$
2. Sự hình thành liên kết trong phức chất [ML$_{4}$] theo thuyết VB
Các phức chất dạng $[ML_4]$ có thể có dạng hình học vuông phẳng hoặc tứ diện. Nó thường có cấu trúc vuông phẳng khi nguyên tử trung tâm M có cấu hình $d^8$ như phức chất $[Pt(NH_3)_4]^{2+}$, $[Ni(CN)_4]^{2-}$, $[PtCl_4]^{2-}$ và cấu trúc tứ diện khi nguyên tử trung tâm M có cấu hình $d^{10}$ như $[Zn(NH_3)_4]^{2+}$. Ngoài ra, có thể dựa vào trường của phối tử để dự đoán dạng hình học của phức chất.

$Bằng thực nghiệm, nghiên cứu phổ hấp thụ electron của các phức chất, người ta đã sắp xếp các phối tử thành một dãy theo sự tăng dần của năng lượng tách $\Delta_$

Bằng thực nghiệm, nghiên cứu phổ hấp thụ electron của các phức chất, người ta đã sắp xếp các phối tử thành một dãy theo sự tăng dần của năng lượng tách $\Delta_o$ (được trình bày ở phần sau) và gọi là dãy phổ hoá học (do được xác định từ phương pháp phổ):
$I^- < Br^- < Cl^- < SCN^- < F^- < OH^- < C_2O_4^{2-} < H_2O < NCS^- < Py \approx NH_3 < en < phen < NO_2^- < CN^- < CO$.
Trong dãy trên phối tử đứng sau gây ra trường mạnh hơn phối tử đứng trước. Thông thường các phối tử đứng trước $NH_3$ gây ra trường yếu gọi là phối tử trường yếu, đứng sau $NH_3$ gây ra trường mạnh gọi là phối tử trường mạnh.
Nói chung, phối tử trường mạnh thường tạo phức chất vuông phẳng như $[Ni(CN)_4]^{2-}$, còn trường yếu tạo phức chất tứ diện như $[NiCl_4]^{2-}$. Sự hình thành hai phức chất này được mô tả như sau:
Sự hình thành phức chất tứ diện $[NiCl_4]^{2-}$
Cấu hình electron của $_{28}Ni$: $[Ar]3d^84s^2$, do vậy cấu hình của $Ni^{2+}$ : $[Ar]3d^8$ và sự phân bố electron vào các orbital như sau:
3d, 4s, 4p
$Ni^{2+}(3d^8)$, ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
$Cl^-$ là phối tử trường yếu, nguyên tử trung tâm Ni lai hoá $sp^3$:
3d, 4s, 4p
$Ni^{2+}(3d^8)$, ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
$Cl^-$, $Cl^-$ $Cl^-$ $Cl^-$
(Ghi chú: Hình vẽ biểu diễn quá trình lai hóa sp3 với các mũi tên chỉ sự nhận electron cặp từ ion Cl- vào orbital trống)
Bốn phối tử $Cl^-$ cho bốn cặp electron tự do vào bốn AO lai hoá $sp^3$ trống của nguyên tử trung tâm Ni để tạo bốn liên kết $\sigma$ Ni–Cl hướng về bốn đỉnh của hình tứ diện nên phức chất $[NiCl_4]^{2-}$ có cấu trúc tứ diện:
$$
\begin{array}{c}
\text{Cl} \
| \
\text{Cl} - \text{Ni} - \text{Cl} \
/ \
\text{Cl}
\end{array}
$$
Phức chất $[NiCl_4]^{2-}$ còn hai electron độc thân, có tính thuận từ và được gọi là phức spin cao.

Sự hình thành phức chất vuông phẳng [Ni(CN)₄]²⁻ Cấu hình electron của ₂₈Ni: [Ar]3d⁸4s², do vậy cấu hình của Ni²⁺: [Ar]3d⁸ và sự phân bố electron vào các orbital

3. Sự hình thành liên kết trong phức chất [ML₆] theo thuyết VB Hình 8.1. Hình dạng AOs, 5 AOd và 6 AO lai hoá d²sp³ hoặc sp³d² Phức chất [ML₆] có dạng hình học

$Đối với phức chất $[Fe(CN)_6]^{3-}$, liên kết trong phức chất được hình thành như sau: lai hoá d²sp³ 3d 4s 4p $Fe^{3+}(3d^5)$ ↑↓ ↑↓ ↑ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻ Dạ$

Đối với phức chất $[Fe(CN)_6]^{3-}$, liên kết trong phức chất được hình thành như sau:
lai hoá d²sp³
3d 4s 4p
$Fe^{3+}(3d^5)$ ↑↓ ↑↓ ↑ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻ CN⁻
Dạng hình học của cả hai ion phức chất trên đều là bát diện.
F F F F F
NC CN NC CN Fe CN
4. Dạng hình học của phức chất
Năm 1940, Sidgwick và Powell đã đề xuất cách đơn giản là dựa theo quy tắc VSEPR để dự đoán hình học của hợp chất vô cơ. Quy tắc này sau đó được mở rộng bởi Lewis, đó là các cặp electron liên kết cũng như không liên kết được coi như các điện tích điểm đặt trên bề mặt của quả cầu, nguyên tử trung tâm ở giữa quả cầu. Các điện tích điểm này như nhau và được sắp xếp sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất. Dựa theo quy tắc này đã giải thích và dự đoán được hình học của nhiều hợp chất nhóm p và được áp dụng lần đầu tiên để giải thích hình học của phức chất bởi Nyholm and Gillespie vào cuối thập niên 50 của thế kỉ XX. Tuy nhiên, vai trò quan trọng của cặp electron tự do trong việc giải thích hình học của hợp chất nhóm p lại không quan trọng cho hợp chất của nhóm d. Chẳng hạn như phức chất $[M(OH_2)_6]^{2+}$ với M khác nhau (số lượng electron d khác nhau) nhưng hầu như có chung cấu trúc bát diện. Vì vậy Kepert đã điều chỉnh mô hình VSEPR khi giải thích và phán đoán hình học của phức chất, cụ thể là chỉ tính đến cặp electron tham gia vào liên kết phối trí mà không quan tâm đến cặp eletron tự do và khi đó cặp electron liên kết được coi như điện tích điểm theo mô hình VSEPR, chúng được sắp xếp sao cho lực đẩy giữa các điện tích điểm là nhỏ nhất. Kết quả sự sắp xếp các mô hình có 2 đến 6 điện tích điểm được biểu diễn ở Hình 8.2a. Coi các điện tích điểm đại diện cho các nguyên tử cho của phối tử và nguyên tử trung tâm là nhân trung tâm trong phức chất, khi đó hình học của phức chất có số phối trí 2 đến 6 được biểu diễn ở Hình 8.2b. Trong đó, nét đứt nối các điện tích điểm ở Hình 8.2a mô tả đa diện phối trí, còn nét liền nối điện tích điểm và nhân trung tâm ở Hình 8.2b biểu thị liên kết phối trí cộng hoá trị (hình học phối trí).

Hình 8.2. Mô hình phân bố 2 – 6 điện tích điểm theo VSEPR (a) và hình học phức chất có số phối trí 2–6 tương ứng (b) Kết quả theo mô hình VSEPR, phức chất với s

tử giống nhau thuộc cùng một mặt phẳng tam giác của bát diện gọi là đồng phân fac (facial), đồng phân còn lại có ba phối tử giống nhau thuộc mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chứa ba phối tử còn lại gọi là đồng phân mer (meridional).
fac-[MA$_3$B$_3$]
mer-[MA$_3$B$_3$]
b) Đồng phân quang học
Không giống như các loại đồng phân khác, đồng phân quang học có các tính chất vật lí và hoá học hoàn toàn giống nhau ngoại trừ hướng làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực khi được chiếu ánh sáng phân cực vào. Hai đồng phân quang học là ảnh qua gương của nhau nhưng không trùng khít lên nhau, chúng còn được gọi là cặp enantiomer (đối ảnh).
Một enantiomer làm mặt phẳng ánh sáng phân cực theo chiều sang phải (chiều kim đồng hồ), được gọi là dextro (kí hiệu là dấu + hoặc chữ d). Enantiomer kia sẽ làm mặt phẳng ánh sáng phân cực quay với góc quay bằng như vậy nhưng có chiều là sang trái (ngược chiều kim đồng hồ), gọi là levo (kí hiệu bằng dấu –, hoặc chữ l). Việc xác định đồng phân nào là dạng d hay dạng l chỉ có thể thực hiện bằng thực nghiệm. Cặp enantiomer này có thể làm quay mặt phẳng ánh sáng phân cực nghĩa là chúng có hoạt tính quang học. Hỗn hợp với tỉ lệ bằng nhau của cặp enantiomer sẽ gây ra hiện tượng sự quay mặt phẳng ánh sáng phân cực được bù trừ. Hỗn hợp này được gọi là hỗn hợp racemic.
Phức chất cũng như trong hợp chất hữu cơ, nếu trong phân tử có cấu tạo bất đối xứng, có nghĩa là trong phân tử không có tâm đối xứng, trục đối xứng hay mặt phẳng đối xứng thì nó sẽ có hoạt tính quang học. Nếu phối tử cũng có hoạt tính quang học thì cộng với hoạt tính quang học của phức chất do tính bất đối xứng làm cho số đồng phân của phức chất tăng lên rất nhiều.
Phức chất tứ diện không có đồng phân hình học nhưng lại có đồng phân quang học khi chứa bốn phối tử đơn càng khác nhau [MABCD] hoặc hai phối tử hai càng không đối xứng [M(AB)$_2$] như sau:

Trong phức bát diện chỉ đồng phân cis mới có đồng phân quang học, còn các đồng phân trans không có đồng phân quang học. Chẳng hạn phức chất cis–[MA${2}$B${2}$C$_{2}$] có cặp đồng phân quang học như sau:
c) Đồng phân solvate hoá (đồng phân hydrate)
Đồng phân solvate hoá cũng là dạng đồng phân ion hoá nhưng phối tử trao đổi ở đây là nước. Ví dụ điển hình cho loại đồng phân này là hợp chất có công thức CrCl${3}$.6H${2}$O cho bốn đồng phân hydrate, trong đó có ba đồng phân được phát hiện là [CrCl${2}$(OH${2}$)${4}$]Cl.2H${2}$O (xanh đen), [CrCl(OH${2}$)${5}$]Cl${2}$.H${2}$O (xanh nhạt), [Cr(OH${2}$)${6}$]Cl${3}$ (màu tím) và một đồng phân phức chất trung hoà [CrCl${3}$(OH${2}$)${3}$].3H${2}$O không được phát hiện do trong dung dịch nó bị chuyển rất nhanh thành các đồng phân khác. Dạng thương mại chính là đồng phân [CrCl${2}$(OH${2}$)${4}$]Cl.2H$_{2}$O.
d) Đồng phân phối trí
Đây là loại đồng phân đặc trưng cho những hợp chất có chứa hai hay nhiều phức chất mang điện (cả cầu nội và cầu ngoại đều là các ion phức). Ví dụ: CoCr(CN)${6}$.6NH${3}$ có hai đồng phân phối trí [Co(NH${3}$)${6}$][Cr(CN)${6}$], [Cr(NH${3}$)${6}$][Co(CN)${6}$]. Tiếp tục trao đổi phối tử CN$^{-}$ với NH${3}$ trong cation và anion phức ta được các đồng phân khác như [Co(NH${3}$)${5}$CN][Cr(NH${3}$)(CN)${5}$] và [Co(NH${3}$)${4}$(CN)${2}$][Cr(NH${3}$)${2}$(CN)$_{4}$] có cùng thành phần trong phức chất, chỉ khác nhau về sự phân bố phối tử trong cầu phối trí, dẫn tới hiện tượng đồng phân phối trí. Do đồng phân này liên quan chủ yếu đến phối tử nên người ta còn gọi là đồng phân phối tử.
e) Đồng phân trùng hợp phối trí
Ngoài các loại đồng phân cấu trúc được mô tả ở trên, còn có những phức chất có cùng công thức kinh nghiệm, chẳng hạn như các phức chất [MA${2}$B${2}$]${n}$ với n = 1, 2, 3,... có cùng công thức kinh nghiệm MA${2}$B${2}$, chúng được gọi là đồng phân trùng hợp phối trí. Theo đúng nghĩa thì các hợp chất này không phải là đồng phân vì chúng có khối lượng phân tử khác nhau. Đặc trưng cho loại đồng phân này là các phức chất có chứa từ hai ion phức trở lên. Ví dụ chất có công thức kinh nghiệm Co(NH${3}$)${3}$(NO${2}$)$_{3}$ có các đồng phân trùng hợp phối trí như sau:
[Co(NH${3}$)${3}$(NO${2}$)${3}$], n = 1
[Co(NH${3}$)${6}$][Co(NO${2}$)${6}$], n = 2
[Co(NH${3}$)${4}$(NO${2}$)${2}$][Co(NH${3}$)${2}$(NO${2}$)${4}$], n = 2
[Co(NH${3}$)${5}$(NO${2}$)][Co(NH${3}$)${2}$(NO${2}$)${4}$]${2}$, n = 3
[Co(NH${3}$)${6}$][Co(NH${3}$)${2}$(NO${2}$)${4}$]$_{3}$, n = 4
[Co(NH${3}$)${4}$(NO${2}$)${2}$][Co(NO${2}$)${6}$], n = 4
[Co(NH${3}$)${5}$(NO${2}$)${6}$][Co(NO${2}$)${6}$]$_{2}$, n = 5

IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
– GV có thể cho đặt câu hỏi “Nếu các dạng hình học có thể có của phức chất.” trong phần hoạt động của CDHTHH 12. Sau đó gọi 1 – 2 HS lên bảng viết câu trả lời.
– GV gọi 1 – 2 HS nhận xét câu trả lời. HS có thể tìm hiểu và trả lời nhiều hơn ba dạng đã học trong CDHTHH 12.
– GV tiếp tục đặt câu hỏi “Yếu tố nào quyết định sự sắp xếp của L quanh M để tạo ra dạng hình học của phức chất?” và cho HS đọc câu hỏi trong sách “sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện và phức chất bát diện được giải thích như thế nào theo thuyết liên kết hoá trị” và cho HS làm việc cặp đôi. GV gọi 1 – 2 HS trả lời, HS có thể trả lời đúng/sai và GV chưa cần chốt kiến thức đúng mà dẫn dắt HS vào bài học.
Hoạt động 2. THUYẾT LIÊN KẾT HOÁ TRỊ
– GV giới thiệu về thuyết liên kết cộng hoá trị. Sau đó cho HS hoạt động cá nhân hoặc cặp đôi đọc thông tin trong CDHTHH 12 và thừa nhận các luận điểm cơ bản đó để làm bài tập. GV cũng có thể cho HS nhắc lại kiến thức về bản chất liên kết giữa phối tử và nguyên tử trung tâm mà HS đã được học trong SGK.
– GV tổ chức cho nhóm HS hoạt động đọc các câu hỏi 1, 2 trong CDHTHH 12. Sau đó các nhóm thảo luận và lần lượt đưa ra đáp án trước lớp (có thể làm trên giấy A3 và treo trước lớp), các nhóm khác đưa ra ý kiến phản biện chéo nhau. GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hoạt động 3. SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT TỨ DIỆN
– GV cho HS hoạt động cặp đôi đọc các thông tin trong sách, thừa nhận luận điểm cơ bản đó. GV cũng có thể cho HS nhắc lại kiến thức về các nguyên lí, quy tắc khi viết cấu hình electron mà HS đã được học.
– GV tiếp tục cho HS làm việc cặp đôi đọc ví dụ về sự hình thành liên kết trong phức chất tứ diện. Sau đó GV gọi đại diện một cặp HS lên phân tích, trình bày ví dụ về sự hình thành phức chất $[Zn(NH_3)_4]^{2+}$. Các nhóm còn lại nhận xét, phản biện và cùng GV sửa sai (nếu có).
– GV tiếp tục cho HS làm việc cặp đôi hoặc chia thành bốn nhóm đọc, thảo luận và trả lời câu hỏi 3. GV có thể gọi đại diện 2 – 3 cặp/nhóm HS lên bảng trình bày kết quả. Các cặp/nhóm còn lại nhận xét, GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hoạt động 4. SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT TRONG PHỨC CHẤT BÁT DIỆN
– GV cho HS hoạt động cặp đôi đọc các thông tin và hai ví dụ trong sách. Sau đó GV gọi đại diện 1 nhóm HS lên bảng phân tích, trình bày ví dụ về sự hình thành phức chất $[CoF_6]^{3-}$. Các nhóm còn lại nhận xét, phản biện và cùng GV sửa sai (nếu có). Tiếp theo GV gọi cặp HS khác lên bảng phân tích, trình bày ví dụ về sự hình thành phức chất $[Cr(H_2O)_6]^{3+}$. Các nhóm còn lại nhận xét, phản biện và cùng GV sửa sai (nếu có).

– Sau khi phân tích 2 VD, GV có thể cho HS tiếp tục hoạt động cặp đôi trả lời câu hỏi 4, 5 trong CDHTHH 12. GV có thể gọi đại diện hai cặp HS lên bảng trình bày kết quả, mỗi cặp trả lời 1 câu. Các cặp/nhóm còn lại nhận xét, GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hoạt động 5. BIỂU DIỄN DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHỨC CHẤT
– GV có thể chia HS thành bốn nhóm đọc và thảo luận về các thông tin được cung cấp trong sách về dạng hình học tứ diện, bát diện. GV có thể hướng dẫn HS biểu diễn dạng hình học của phức chất tứ diện [ML$_4$] và bát diện [ML$_6$] theo các bước sau:
Bước 1: Chọn M là tâm của hình lập phương.
Bước 2: Vị trí các phối tử L được xác định như sau:
Phức chất dạng bát diện: sáu phối tử L nằm ở tâm của sáu mặt của hình lập phương.
Phức chất dạng tứ diện: hai phối tử L thuộc hai góc đối diện nhau ở đỉnh hình lập phương, hai phối tử L còn lại ở các góc đối diện phía dưới, hai góc dưới này không nằm ngay bên dưới các góc chiếm ở đỉnh của hình lập phương.
Bước 3: Nối các liên kết giữa M và L biểu diễn được hình học của phức chất.
– GV tiếp tục giao nhiệm vụ cho bốn nhóm HS, hai nhóm biểu diễn dạng hình học của phức chất của [NiCl$_4$]$^{2-}$, hai nhóm còn lại biểu diễn dạng hình học của phức chất [Fe(H$_2$O)$_6$]$^{3+}$.
– GV gọi đại diện hai nhóm lên biểu diễn dạng hình học của phức chất [NiCl$_4$]$^{2-}$ hoặc [Fe(H$_2$O)$_6$]$^{3+}$, hai nhóm còn lại nhận xét, phản biện và cùng GV chốt kiến thức đúng. Ở hoạt động này GV có thể yêu cầu HS trình bày mô hình hai phức chất bằng các vật dụng đơn giản như que tre và hộp xốp.
Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 43:
Dạng hình học của phức chất tứ diện [NiCl$_4$]$^{2-}$ và của phức chất bát diện [Cr(H$_2$O)$_6$]$^{3+}$:
Hoạt động 6. ĐỒNG PHÂN cis, trans
– GV giới thiệu về một số loại đồng phân có thể có của phức chất rồi dẫn dắt vào kiểu đồng phân cis, trans hay còn gọi là đồng phân hình học. GV tổ chức cho HS làm việc cá nhân đọc thông tin chung được cung cấp trong sách về kiểu đồng phân này. GV cũng có thể cho HS nhắc lại khái niệm đồng phân cis, trans trong hoá học hữu cơ HS đã được học.

a) Phức chất vuông phẳng
– GV có thể chia HS thành bốn nhóm tổ chức hoạt động, khai thác kiến thức đã được cung cấp cũng như vận dụng các kiến thức đã được học ở các phần trước. GV có thể hướng dẫn HS trả lời câu hỏi 1, 2 trong phần hoạt động này vào giấy A3. Sau đó GV cho các nhóm treo sản phẩm lên bảng.
– GV tiếp tục cho các nhóm đọc hiểu các thông tin còn lại trong mục a, sau đó cho các nhóm tự nhận xét về kết quả của nhóm mình và nhận xét chéo nhau. GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
– GV tiếp tục phân công mỗi nhóm thực hiện các yêu cầu cho một phức chất trong câu hỏi 6. GV lần lượt gọi các nhóm lên trình bày. Các nhóm còn lại nhận xét chéo nhau và cùng GV chốt kiến thức đúng.
Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 44:
Xét phức chất có dạng hình học vuông phẳng chứa hai loại phối tử A, B đều có dung lượng phối trí là 1, nguyên tử trung tâm được kí hiệu là M.
Công thức hoá học có thể có của phức chất [MAB$_3$]/[MA$_3$B] và [MA$_2$B$_2$].
Dạng hình học có thể có của các phức chất đã viết ở ý 1:
A
|
B — M — B
|
B
A
|
A — M — B
|
B
A
|
B — M — B
|
A
b) Phức chất bát diện
Cách tổ chức tương tự với mục a, ở phần câu hỏi hai nhóm thực hiện các yêu cầu với một phức chất Ni(NH$_3$)$_6^{2+}$/ [PdCl$_2$(NH$_3$)$_4$].
Hướng dẫn trả lời hoạt động trang 45:
Số phối trí của nguyên tử trung tâm M trong phức chất [MA$_4$B$_2$] là 6, phức chất có dạng hình học bát diện.
b) Dạng hình học có thể có của các phức chất [MA$_4$B$_2$] là:
A
↖ | ↗
B → M ← A
↙ | ↘
B A
A
↖ | ↗
B → M ← A
↙ | ↘
B A
Hoạt động 7. ĐỒNG PHÂN LIÊN KẾT
– GV cho HS hoạt động cặp đôi đọc các thông tin trong sách. Sau đó GV gọi đại diện một cặp HS lên phân tích ví dụ trong sách. Các HS còn lại nhận xét và cùng GV chốt kiến thức đúng.

– GV tiếp tục cho HS hoạt động cặp đôi đọc và trả lời câu hỏi 8. Sau đó GV gọi đại diện một cặp HS lên đưa ra đáp án. Các HS còn lại nhận xét và cùng GV chốt kiến thức đúng. Thông qua phần hoạt động, HS sẽ được khai thác các thông tin đã được cung cấp, qua đó lĩnh hội kiến thức.
Hoạt động 8. ĐỒNG PHÂN ION HOÁ
– GV cho HS hoạt động cặp đôi, đọc thông tin và ví dụ trong sách. Sau đó GV gọi đại diện một cặp HS lên phân tích ví dụ trong sách. Các HS còn lại nhận xét và cùng GV chốt kiến thức đúng.
– GV có thể cung cấp thêm cho HS về sự khác nhau của các đồng phân ion hoá như trong mục em có biết.
Hoạt động 9. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt ba nội dung chính đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV có thể chiếu cấu trúc phức chất cisplatin (hoạt chất trong thuốc điều trị nhiều thể loại ung thư ở người) rồi cho HS mô tả liên kết trong phức chất theo thuyết VB, cách biểu diễn dạng hình học của phức chất và chỉ ra phức chất có thể có các dạng đồng phân nào.
V HƯỚNG DẪN TRẢ LỜI CÂU HỎI TRONG CHUYÊN ĐỀ
Nguyên tử trung tâm trong phức chất [Zn(NH₃)₄]²⁺ và [CoF₆]³⁻ là Zn²⁺ và Co³⁺ và kiểu lai hoá tương ứng là sp³ và d²sp³ hoặc sp³d².
a) Phối tử trong phức chất là: en và Cl⁻; dung lượng phối trí tương ứng là 2 và 1.
b) Nguyên tử trung tâm trong phức chất là Co³⁺, số phối trí của nó là 6.
c) Nguyên tử trung tâm trong phức chất đã nhận cặp electron từ nguyên tử Cl của phối tử Cl⁻ và N của phối tử en.
d) Phức chất có dạng hình học bát diện.
a) Nguyên tử trung tâm trong phức chất [NiCl₄]²⁻ là Ni²⁺, nó có số phối trí là 4.
b) Sự hình thành liên kết trong phức chất theo thuyết VB:
Nguyên tử trung tâm Ni²⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d⁸.
Để tạo ra dạng hình học tứ diện, nguyên tử trung tâm Ni²⁺ lai hoá sp³, bốn phối tử Cl⁻ cho cặp electron chưa liên kết vào bốn orbital lai hoá sp³ trống của Ni²⁺ tạo thành bốn liên kết σ.
Sự hình thành bốn liên kết σ này có thể được biểu diễn như sau:

lai hoá sp³ Vì phức chất [Ti(H₂O)₆]³⁺ thuộc dạng [ML₆] nên có dạng hình học bát diện. Nguyên tử trung tâm Ti³⁺ có cấu hình electron: [Ar]3d¹ do vậy kiểu lai hoá

$8. Hai phức chất này khác nhau duy nhất ở nguyên tử cho cặp electron của phối tử $\text{NO}_2^-$ vào nguyên tử trung tâm. Ở phức chất A, nguyên tử cho cặp elect$

Bài 9. Vai trò và ứng dụng của phức chất I MỤC TIÊU Sau bài học, HS sẽ: – Nêu được vai trò của một số phức chất sinh học: chlorophyll, heme B, vitamin B12,... –

Hemoglobin (Hb) gồm hai phần là heme và globin, một phân tử hemoglobin gồm có bốn nhân heme chiếm 5% trọng lượng của Hb. Hb chiếm khoảng 34% trọng lượng hồng cầu. Máu của con người cũng như các vật sống khác có màu đỏ vì hồng cầu chứa heme.
Một số loại heme quan trọng với hệ sinh học như Heme A, Heme B, Heme C, Heme D. Trong đó phổ biến nhất là heme B. Hình 9.2a chỉ ra cấu trúc của heme B, Hình 9.2b là cấu trúc của Heme A. Heme A được tổng hợp từ heme B.
Hình 9.2. Cấu trúc của heme B (a), heme A (b) và vitamin B12 (c)
Vitamin B12 xét theo nghĩa rộng chỉ nhóm cobalamin, là những hợp chất chứa khoáng chất Co với công thức tổng quát như trong Hình 9.2c. Khi R là nhóm CN nó được gọi là cyanocobalamin, R là nhóm OH nó được gọi là hydroxocobalamin, R là nhóm CH$_3$ được gọi là methylcobimin và R là 5-deoxyadenosyl được gọi là 5-deoxyadenosylcobalamin hay còn được viết tắt là AdoB12. Theo nghĩa chuyên biệt hơn, vitamin B12 được dùng để chỉ cyanocobalamin, đây là dạng B12 được dùng trong thực phẩm và chế phẩm bổ sung dinh dưỡng. Cơ thể chúng ta chỉ cần vitamin B12 với một lượng nhỏ để hoạt động và khoẻ mạnh, tuy nhiên nếu thiếu có thể dẫn đến tình trạng thiếu máu, mệt mỏi, yếu cơ, các vấn đề về đường ruột và làm tổn thương thần kinh, rối loạn tâm lí. Chế độ ăn uống lành mạnh sẽ cung cấp đủ các kim loại thiết yếu cho cơ thể. Cơ thể có khả năng lưu trữ vitamin B12 trong vài năm nên trường hợp bị thiếu hụt vitamin B12 là rất hiếm.
Một số chất diệp lục được biết đến, chúng được gọi chung là chrophoryl. Tất cả chúng đều chứa khung porphyrin (bảng 1), chỉ khác nhau về nhóm thế gắn với khung porphyrin. Dạng phân bố rộng rãi nhất trong thực vật trên cạn là diệp lục a. Sự khác biệt duy nhất giữa chất diệp lục a và chất diệp lục b là diệp lục a có nhóm methyl, trong khi diệp lục b có nhóm formyl. Thực vật có màu xanh lá cây vì chất diệp lục hấp thụ chủ yếu các bước sóng xanh lam và đỏ.

$Bảng 9.1. Cấu trúc của các chlorophyll Chlorophyll a, Chlorophyll b, Chlorophyll c₁, Chlorophyll c₂, Chlorophyll d, Chlorophyll f $C_{55}H_{72}O_5N_4Mg$, $C_{55$

Bảng 9.1. Cấu trúc của các chlorophyll
Chlorophyll a, Chlorophyll b, Chlorophyll c₁, Chlorophyll c₂, Chlorophyll d, Chlorophyll f
$C_{55}H_{72}O_5N_4Mg$, $C_{55}H_{70}O_6N_4Mg$, $C_{35}H_{30}O_5N_4Mg$, $C_{35}H_{28}O_5N_4Mg$, $C_{54}H_{72}O_6N_4Mg$, $C_{55}H_{70}O_6N_4Mg$
2. Một số ứng dụng của phức chất
Vai trò của phức chất trong y học ngày càng tăng lên đáng kể cả về số lượng và phạm vi ứng dụng.
Bảng 9.2. Một số ứng dụng trong y học của phức chất
Phức chất, Ứng dụng
Phức chất của đồng, Chữa bệnh rối loạn hấp thu và chuyển hoá đồng trong cơ thể (bệnh Wilson và Menkes)
Phức chất của sắt, Kiểm soát huyết áp
Phức chất của vanadium, Chữa bệnh tiểu đường
Phức chất của Ag, Hg, Zn, Làm thuốc kháng sinh
Phức chất của EDTA, Điều trị ngộ độc kim loại
Đặc biệt trong điều trị ung thư, ba thế hệ thuốc với hoạt chất là phức chất của Pt(II) đã được chỉ định điều trị nhiều thể loại ung thư ở người trên toàn cầu là cisplatin, carboplatin và oxaliplatin. Thế hệ đầu tiên có tên gọi là cisplatin, có công thức hoá học là cis-$[PtCl_2(NH_3)_2]$ được biết đến với vai trò to lớn trong điều trị ung thư buồng trứng, tinh hoàn, bàng quang, đầu, cổ,... Ngoài ra, một số thuốc có thành phần là phức chất của platinum(II) đã được cấp phép sử dụng ở một số nước châu Á là nedaplatin, lobaplatin và heptaplatin. Tuy nhiên, các loại thuốc trên vẫn tồn tại một số hạn chế: độc tính cao, kháng thuốc và chưa đáp ứng được sự gia tăng của các loại ung thư hiện nay. Do đó, phức chất của platinum nói chung vẫn được quan tâm nghiên cứu với hi vọng tìm được thuốc có độc tính thấp và khả năng ức chế các dòng tế bào ung thư cao hơn các loại thuốc hiện hành đã và đang thu hút sự chú ý của các nhà khoa học.

Hình 9.3. Một số phức chất của Pt(II) được sử dụng trong điều trị ung thư
Trong ngành công nghiệp sản xuất các sản phẩm cellulose, nước schweizer được ứng dụng để tinh chế cũng như phân tích trọng lượng các mẫu cellulose.
Việc khai thác một số kim loại từ quặng phụ thuộc rất nhiều vào phản ứng tạo phức để tách chiết và thu hồi chúng. Chẳng hạn, phản ứng tạo phức chất $[Au(CN)_2]^-$ có vai trò rất quan trọng trong quá trình khai thác vàng từ quặng vàng.
IV GỢI Ý TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY, HỌC
Hoạt động 1. KHỞI ĐỘNG
– GV có thể giao nhiệm vụ khởi động từ buổi học trước cho HS chuẩn bị ở nhà theo ba nhóm, khai thác kiến thức HS đã được học trong môn sinh học, được biết từ trong cuộc sống, phương tiện sách báo,... Mỗi nhóm chuẩn bị 2 – 3 vai trò của phức chất với sinh vật, 2 – 3 ứng dụng của phức chất trong đời sống/sản xuất.
– Gọi 1 – 2 nhóm HS trình bày, các nhóm HS có thể trình bày chưa đầy đủ. GV cho các nhóm HS khác nhận xét và chưa cần chốt kiến thức đúng mà dẫn dắt HS vào bài học.
Hoạt động 2. VAI TRÒ CỦA MỘT SỐ PHỨC CHẤT SINH HỌC
– GV tổ chức cho HS hoạt động cá nhân hoặc cặp đôi HS đọc nội dung được cung cấp trong CDHTHH 12.
– GV tổ chức lớp học làm ba nhóm, mỗi nhóm hoạt động thảo luận dựa trên thông tin được cung cấp trong CDHTHH 12 cũng như thông tin HS có ngoài CDHTHH 12 để trình bày về cấu trúc và vai trò của heme/chlorophyll/vitamin B12. Với vitamin B12 có cấu trúc phức tạp có thể thay cấu trúc bằng tìm hiểu thực phẩm giàu B12.
– GV gọi các nhóm lần lượt trình bày kết quả trước lớp. Các nhóm còn lại nhận xét, góp ý, GV giúp HS chốt kiến thức đúng.
Hoạt động 3. ỨNG DỤNG CỦA PHỨC CHẤT TRONG Y HỌC
– GV tổ chức cho HS hoạt động cá nhân đọc nội dung được cung cấp trong CDHTHH 12.

– GV gọi 1 HS nêu một số ứng dụng trong y học của phức chất. Ngoài ra GV có thể khuyến khích HS nêu ứng dụng khác của phức chất trong y học mà HS biết ngoài thông tin được cung cấp trong CĐHTHH 12. GV gọi 1 HS nhận xét và giúp HS kiểm chứng thông tin đã nêu.
Hoạt động 4. MỘT SỐ ỨNG DỤNG KHÁC CỦA PHỨC CHẤT
– GV tổ chức lớp học hoạt động theo từng cặp đôi HS: đọc nội dung được cung cấp trong CĐHTHH 12.
– GV gọi hai cặp HS lần lượt lên bảng trình bày một số ứng dụng của phức chất trong hoá học/đời sống và sản xuất và đưa ra ví dụ cụ thể. GV gọi 1 – 2 HS nhận xét và giúp HS kiểm chứng thông tin đã nêu. Ngoài ra, GV có thể khuyến khích HS nêu ứng dụng khác của phức chất mà HS biết ngoài thông tin được cung cấp trong CĐHTHH 12.
Hoạt động 5. GHI NHỚ, TỔNG KẾT
Em đã học: GV yêu cầu HS tóm tắt các nội dung đã học hoặc các hình thức hoạt động khác nhằm chốt kiến thức, kĩ năng cơ bản của bài học.
Em có thể: GV có thể tổ chức các nhóm HS chơi ghép hình cấu trúc phức chất với tên gọi heme/diệp lục/vitamin B12. Có thể có phần thưởng cho nhóm nào ghép nhanh nhất. Sau đó cho các nhóm thảo luận và giải thích tại sao cơ thể chúng ta lại cần các phức chất này.
V GỢI Ý KIỂM TRA, ĐÁNH GIÁ
GV có thể đánh giá HS thông qua các sản phẩm học tập và quan sát HS tham gia vào các hoạt động. Ngoài việc GV đánh giá HS thì nên kết hợp cả đánh giá đồng đẳng (HS đánh giá HS) ở các HĐ nhóm.
Câu hỏi và bài tập gợi ý đánh giá.
Câu 1. Xúc tác Wilkinson có công thức $[RhCl(PPh_3)_3]$ được sử dụng làm xúc tác trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ. Số phối tử có trong phức chất là
A. 1.
B. 2.
C. 3.
D. 4.
Đáp án: D. (B)
Câu 2. Cisplatin có vai trò to lớn trong y học nhưng đồng phân của nó lại không có vai trò đó. Trong các phát biểu sau, phát biểu nào đúng, phát biểu nào sai?
a) Cisplatin có đồng phân liên kết.
b) Cisplatin có đồng phân hình học (cis, trans).
c) Cisplatin có dạng hình học vuông phẳng.
d) Cisplatin có đồng phân ion hoá.
Đáp án: a) Sai; b) Đúng; c) Đúng; d) Sai.
Câu 3. Số lượng phối tử trong phức chất tạo nên chlorophill là bao nhiêu?
Đáp án: Số lượng phối tử trong phức chất tạo nên chlorophill là 1.

Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam xin trân trọng cảm ơn các tác giả có tác phẩm, tư liệu được sử dụng, trích dẫn trong cuốn sách này. Chịu trách nhiệm xuất bản: Ch

Báo lỗi

Giao bài

Đang tải dữ liệu câu hỏi