BÀI 11. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
Ảnh
HÓA HỌC 10
BÀI 11. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
Mở đầu
Mở đầu
- Mở đầu:
Ảnh
Công thức của latex(CH_2O) có thể biểu diễn ở dạng công thức (1) hoặc ở dạng công thức (2). Hãy viết công thức của latex(N_2) theo dạng (2) và cho biết công thức này có thể hiện được quy tắc octet hay không.
Ảnh
I. Liên kết cộng hóa trị
- Thảo luận
I. Liên kết cộng hóa trị
- Thảo luận:
Hình vẽ
Ảnh
1. Mỗi nguyên tử trong phần tử HF (Hình 1.1) có bao nhiêu electron dùng chung, bao nhiêu electron hóa trị riêng (electron hóa trị thuộc về một nguyên tử)?
Ảnh
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
Ảnh
Ảnh
2. Trong phân tử HCl, lớp electron ngoài cùng của Cl và H lần lượt có bao nhiêu electron?
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
3. Nguyên tử fluorine (F) có cấu hình electron là latex([He]2s^2 2p^5). Khi các nguyên tử F liên kết với nhau, để thỏa mãn quy tắc octet, một bạn học sinh đề xuất như sau: Một nguyên tử F nhường 7 electron, tạo ion latex(F^(7+)) có cấu hình là [He]; 7 nguyên tử khác, mỗi nguyên tử nhận 1 electron tạo ion latex(F^-) có cấu hình electron là [Ne]. Sau đó, 8 ion này hút nhau tạo thành chất có công thức latex((F^(7+))(F^-)_7). Vì sao đề xuất này không hợp lí trong thực tế? Hãy mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử latex(F_2).
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
Ảnh
4. Viết công thức Lewis của latex(CO_2). Giữa nguyên tử carbon và mỗi nguyên tử oxygen có bao nhiêu cặp electron dùng chung?
Ảnh
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
Ảnh
5. Mô tả sự hình thành phân tử latex(N_2) từ hai nguyên tử N. Phân tử latex(N_2) có bao nhiêu cặp electron dùng chung? Viết công thức Lewis của latex(N_2).
Ảnh
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
Ảnh
6. Những nguyên tử nào trong cation ammonnium thỏa mãn quy tắc octet? 7. Liên kết giữa nguyên tử N trong latex(NH_3) với latex(H^+) có phải là liên kết ion hay không? Vì sao?
Ảnh
- Kết luận 1
Hình vẽ
- Kết luận 1:
Electron dùng chung là electron được coi như thuộc về đồng thời hai nguyên tử tham gia liên kết. Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành bởi một hạt nhiều cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử. Liên kết cộng hóa trị thường gặp giữa phi kim với phi kim.
Ảnh
- Ví dụ 1
- Ví dụ 1
Nguyên tử hydrogen (H) có cấu hình electron là latex(1s^1), chlorine (Cl) có cấu hình electron là latex([Ne]3s^2 3p^5). Để đạt được cấu hình của khí hiếm gần nhất, mỗi nguyên tử nàu đều cần thêm 1 electron. Vì vậy, mỗi nguyên tử H và Cl cùng góp 1 electron để tạo nên 1 cặp electron dùng chung cho cả hai nguyên tử.
Ảnh
- Kết luận 2
- Kết luận 2
Nếu giữa hai nguyên tử chỉ có một cặp electron dùng chung thì cặp electron này được biểu diễn bằng một nối đơn ( - ) và được gọi là liên kết đơn.
Ảnh
=> Công thức trên được gọi là công thức Lewis của HCl.
Mẫu: Cách biểu diễn HCl:
- Nhận xét
- Nhận xét
Ảnh
Hình vẽ
Công thức Lewis biểu diễn cấu tạo phân tử qua các liên kết (cặp electron dùng chung) và các electron hóa trị riêng. Hợp chất HCl được tạo nên chỉ bởi liên kết cộng hóa trị nên thuộc loại hợp chất cộng hóa trị.
- Kết luận 3
Hình vẽ
- Kết luận 3:
Nếu giữa hai nguyên tử có hai cặp electron dùng chung thì hai cặp electron này được biểu diễn bằng một nối đôi (=) và gọi là liên kết đôi.
Ảnh
- Ví dụ 2
- Ví dụ 2:
Hình 11.3. Mô tả các cặp electron dùng chung trong phân tử latex(CO_2). Công thức cấu tạo của latex(CO_2) là O = C = O.
Ảnh
- Kết luận 4
Hình vẽ
- Kết luận 4:
Nếu giữa hai nguyên tử có ba cặp electron dùng chung thì ba cặp electron này được biểu diễn bằng một nối ba latex((-=)) và gọi là liên kết ba.
Ảnh
- Ví dụ 3
- Ví dụ 3:
Hình 11.4. Mô tả các electron dùng chung của hai nguyên tử trong phân tử latex(N_2). Công thức cấu tạo của latex(N_2) là latex(N-= N).
Ảnh
- Kết luận 5
Hình vẽ
- Kết luận 5:
Liên kết cho - nhận là liên kết cộng hóa trị mà cặp electron dùng chung được đóng góp từ một nguyên tử.
Ảnh
- Ví dụ 4
- Ví dụ 4:
Phân tử ammonia kết hợp với ion latex(H^+) tạo ra cation ammonium latex((NH_4^+)).
Ảnh
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
1. Hãy biểu diễn sự hình thành các cặp electron dùng chung cho phân tửu latex(NH_3). Từ đó, viết công thức Lewis của phân tử này.
+) tiếp (- Luyện tập)
Ảnh
Hình vẽ
2. Trình bày sự hình thành ion hydronium latex((H_3O^+)) từ latex(H_2O) và latex(H^+).
II. Phân loại liên kết theo độ âm điện
- Tìm hiểu
Hình vẽ
II. Phân loại liên kết theo độ âm điện
Dựa vào hiệu độ âm điện (latex(Delta chi), đọc là đen-ta-khí) giữa hai nguyên tử A và B, có thể dự đoán liên kết giữa hai nguyên tử đó. latex(Delta chi = chi(B) - chi(A)) trong đó latex(chi(b) >= chi (A)).
- Tìm hiểu:
Ảnh
- Cách phân loại liên kết theo độ âm điện
Hình vẽ
- Cách phân loại liên kết theo độ âm điện:
+) latex( 0 <= Delta chi < 0,4): Liên kết cộng hóa trị không cực. A : B +) latex(0,4 <= Delta chi < 1,7): Liên kết cộng hóa trị có cực. latex(A^(delta+)) : latex(B^(delta-)) +) latex(Delta chi >= 1,7): Liên kết ion. latex(A^+ ) : latex(B^-)
Chú ý: Có một số trường hợp ngoại lệ không tuân theo cách phân loại trên như: hợp chất cộng hóa trị HF, hợp chất ion latex(MnI_2),...
- Ví dụ
- Ví dụ:
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
latex(Delta chi = 0) nên liên kết giữa hai nguyên tử Cl là liên kết cộng hóa trị không cực.
latex(Delta chi = chi(Cl) - chi(H) = 3,16 - 2,20 = 0,96) nên liên kết giữa nguyên tử H và Cl là liên kết cộng hóa trị có cực.
latex(Delta chi = chi(Cl) - chi(Na) = 3,16 - 0,93 = 2,23) nên liên kết trong NaCl là liên kết ion.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
3. Dựa vào giá trị độ âm điện, hãy dự đoán loại liên kết trong các phân tử: latex(H_2S, CH_4, K_2O, F_2O. NaBr).
III. Liên kết Sigma và liên kết Pi
- Tìm hiểu
Hình vẽ
III. Liên kết Sigma latex((sigma)) và liên kết Pi latex(pi)
- Tìm hiểu:
Liên kết cộng hóa trị được hình thành từ cặp electron dùng chung. Để tạo nên một cặp electron dùng chung, hai AO chứa electron độc thân (hoặc giữa một AO trống và 1 AO bão hòa electron) cần xen phủ với nhau. Có 2 kiểu xen phủ AO là xen phủ trục và xen phủ bên.
+) Xen phủ trục
+) Xen phủ trục: Là xen phủ giữa AO dọc theo trục nối (trục z) hai nguyên tử. Có ba khả năng xen phủ trục:
Xen phủ giữa AO s với AO s
Ảnh
Xen phủ giữa AO s với AO p
Ảnh
Xen phủ giữa AO p với AO p
Ảnh
Liên kết được tạo nên từ xen phủ trục của hai AO gọi là liên kết sigma (latex(sigma)).
+) Xen phủ bên
+) Xen phủ bên: là sự xen phủ xảy ra giữa hai AO p song song với nhau.
+) Liên kết được tạo nên từu xen phủ bên của hai AO gọi là liên kết pi (latex(pi). +) Liên kết đơn còn gọi là liên kết latex(sigma), liên kết đôi gồm một liên kết latex(sigma) và một liên kết latex(pi), liên kết ba gồm một liên kết latex(sigma) và hai liên kết latex(pi).
Ảnh
- Lưu ý
- Lưu ý:
Ảnh
Khi các nguyên tử liên kết với nhau, các AO phải được sắp xếp ở vị trí phù hợp. Chẳng hạn, khi hình thành phân tử hai nguyên tử, vị trí của các AO như sau:
Khi đó, hai AO latex(p_z) nằm dọc trên cùng một trục nên chỉ có thể xen phủ trục với nhau, trong khi hai AO latex(p_x) (cũng như hai AO latex(p_y)) là song song với nhau nên chỉ có thể xen phủ bên với nhau.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
4. Viết ô orbital của lớp electron ngoài cùng cho nguyên tử H và F. Từ đó chỉ ra những AO nào có thể xen phủ tạo liên kết đơn trong các phân tử latex(H_2, F_2) và HF.
+) tiếp (- Luyện tập)
Ảnh
Hình vẽ
5. Viết ô orbital của lớp electron ngoài cùng cho nguyên tử N. Từ đó chỉ ra những AO nào có thể xen phủ tạo liên kết ba trong phân tử latex(N_2).
IV. Năng lượng của liên kết cộng hóa trị
- Tìm hiểu
IV. Năng lượng của liên kết cộng hóa trị
- Tìm hiểu:
Khi các nguyên tử liên kết với nhau sẽ tạo thành một hệ bền vững, quá trình này giải phóng năng lượng. Do vậy để phát vỡ liên két giữa các nguyên tử thì phải cung cấp năng lượng.
Ảnh
Ví dụ: Để phá vỡ năng lượng liên kết H - H trong 1 mol khí latex(H_2) ở latex(25@C) và 1 bar cần năng lượng là 436 kJ.
+) tiếp (- Tìm hiểu)
+) Năng lượng liên kết latex((E_b)) là năng lượng cần thiết để phá vỡ một liên kết xác định trong phẩn tử ở thể khí, tại latex(25@C) và 1 bar +) Đơn vị của năng lượng liên kết thường là kJ latex(mol^-1). +) Năng lượng liên kết càng lớn, liên kết đó càng bền.
Ảnh
Hình vẽ
Ví dụ: Năng lượng liên kết H - H 436 kJ latex(mol^-1), của F - F là 159 kJlatex(mol^-1). Như vậy liên kế H - H bền hơn liên kết F - F.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
6. Sắp xếp năng lượng của các loại liên kết: liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba của cùng một cặp nguyên tố theo chiều tăng dần. Giải thích.
- Vận dụng
- Vận dụng: Xây dựng mô hình phân tử
Sử dụng đất sét nặn (hoặc hộp xây dựng mô hình) để tạo hình nguyên tử và các đoạn ống hút để biểu diễn liên kết hóa học. Xây dựng mô hình các phân tử: latex(CH_2 = CH_2, CHCl = CHCl). Biết rằng các nguyên tử đều nằm trên cùng một mặt phẳng.
Ảnh
Bài tập
Bài 1 (- Bài tập)
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Những phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Nếu cặp electron dùng chung bị lệch về phía một nguyên tử thì đó là liên kết cộng hóa trị không cực.
B. Nếu cặp electron dùng chung bị lệch về phía một nguyên tử thì đó là kiên kết cộng hóa trị có cực.
C. cCặp elctron dùng chung luôn được tạo nên từ 2 electron của cùng một nguyên tử.
D. Cặp electron dùng chung được tạo nên từ 2 electron hóa trị.
Bài 2 (- Bài tập)
Bài tập trắc nghiệm
Bài 2: Những phát biểu nào sau đây là đúng
A. Liên kết đôi được tạo nên từ 2 liên kết latex(sigma).
B. Liên kết ba được tạo nên từ 2 liên kết latex(sigma) và 1 liên kết latex(pi).
C. Liên kết đôi được tạo nên từ 1 liên kết latex(sigma) và 1 liên kết latex(pi).
D. Liên kết ba được tạo nên từu 1 liên kết latex(sigma) và 2 liên kết latex(pi).
Bài 3 (- Bài tập)
Ảnh
Hình vẽ
Bài 3: Viết công thức Lewis cho các phân tử latex(H_2O) và latex(CH_4). Mỗi phân tử này có bao nhiêu cặp electron hóa trị riêng?
- Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại bài vừa học. Làm bài tập 4, 5 trong SGK và SBT. Chuẩn bị bài sau:"Bài 12. Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals".
- Cảm ơn
Ảnh