liên kết hóa học A- phân loại liên kết I Liên kết nguyên tử phân tử Liên kết ion - Là liên kết hình thành tương tác tĩnh điện ion khác dấu, xuất nguyên tử nhường hay thu thêm electron Hóa trị ion nguyên tố số điện tử mà nguyên tử nguyên tố đà bỏ (hóa trị dương) hay thu thêm vào (hóa trị âm) Liên kết cộng hóa trị xuất với hình thành cặp electron cho nguyên tử liên kết Cộng hóa trị nguyên tố số cặp electron mà nguyên tử cần xét có chung với nguyên tử khác * Liên kết cho nhận trường hợp đặc biệt liên kết cộng hóa trị cặp electron dùng chung xuất phát từ hai nguyên tử Liên kết cho nhận thường biểu diễn mũi tên ngắn từ nguyên tử nguyên tử nhận Đối với liên kết cộng hóa trị (bình thường) nguyên tử tham gia liên kết góp electron tạo thành cặp electron chung hay liên kết Đối với liên kết cho nhận , cặp electron dùng chung xuất phát từ từ nguyên tử biểu diễn sơ đồ sau: A: + B A+: BCó thể hình dung trước nguyên tử A cho nguyên tử B electron để góp chung, từ ®ã A thõa ®iƯn tÝch (+) vµ B thõa điện tích (-) viết A+-B+ Điện tích gọi điện tích hình thức Liên kết kim loại Liên kết nguyên tử kim loại trạng thái tinh thể trạng thái lỏng gọi liên kết kim loại Trong tinh thể kim loại, nút mạng lưới tinh thể ion dương Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử di động tương đối tự toàn khối kim loại Lực hút electron ion dương nguyên nhân liên kết kim loại II- Liên kết phân tử Liên kết hiđro a - Bản chất liên kết H tương tác tĩnh điện đầu tích điện + đầu tích điện + X H : Y Liªn kÕt liên kết yếu: 20-25 kJ/mol phụ thuộc vào chất phân tử Nếu + lớn liên kết H mạnh lên bền - Điều kiện hình thành liên kết H: + X phải có độ âm điện cao, bán kính nguyên tử phải tương đối nhỏ( O, N, F) + Y: cã Ýt nhÊt mét cỈp e cha sư dơng, cã r nhá (O, N, F) - Cã loại liên kết H + Liên kết H phân tử ( liên kết H liên phân tử) VD: - R R • • •O - H + ••• O - H + ••• Cã thĨ cã lo¹i liên kết H liên phân tử tạo thành vòng khép kín (dạng đime) bền khó tách bay + Liên kÕt H néi ph©n tư: Xt hiƯn ph©n tư có X H : Y chúng phải tương đối gần để hình thành liên kết H tạo thành vòng 5-6 cạnh ( thường vòng cạnh bền hơn) ThuVienDeThi.com Trong phân tử có liên kết H nội phân tử: có liên kết H liên phân tử vô khó khăn tạo liên kết H nội phân tử dễ dàng bền liên kết H liên phân tử b) ảnh hưởng liên kết H +) ảnh hưởng đến độ sôi, nhiệt độ nóng chảy - liên kết H liên phân tử: t0s, t0nc lớn so với chất có phân tử khối khác liên kết H có liên kết H nội phân tử +) ảnh hưởng đến độ tan: Xét ảnh hưởng liên kết H phân tử dung môi - Nếu có liên kết H phân tử hợp chất dung môi độ tan lớn - Những chất có khả tạo liên kết H nội phân tử dễ tan dung môi không phân cực, khó tan dung môi phân cực so với chất có liên kết H liên phân tử +) ảnh hưởng đến độ bền đồng phân VD: Hiện tượng đồng phân tautome: CH CH3 C C CH3 || || O-H O CH3 – C – CH2 – C – CH3 || || O O +) ảnh hưởng đến tính axit bazơ Lực hút Vanđevan - Bản chất lực hút Vanđevan lực hút yếu phân tử : electron phân tử liên tục chuyển động hạt nhân nguyên tử liên tục dao ®éng vËy nã sÏ g©y lìng cùc ®iƯn tức thời Các lưỡng cực tức thời lại hút * Đặc điểm: - Lực tăng theo phân tử khối ( điện tích (+) hạt nhân điện tích (-) electron nhiều nên tương tác tĩnh điện mạnh hơn) - chất mà có công thức phân tử khối lượng không nhiều, độ phân nhánh tăng lực Vanđevan giảm nhiệt độ sôi giảm (do phân tử chất hữu tiến dạng hình cầu nhiều ) tiếp xúc phân tử giảm tương tác tĩnh điện giảm * Chú ý: Lực Vanđevan yếu nhiều so với liên kết H phân tử trước hết phải ý đến liên kết H, sau xét đến tương tác Vandevan B đặc trưng liên kết I Năng lượng liên kết Liên kết đặc trưng độ bền hay lượng liên kết - Quá trình hình thành phân tử từ nguyên tử luôn gắn liền với giải phóng lượng, lượng gọi lượng hình thành phân tử - Ngược lại, phá vỡ phân tử thành nguyên tử riêng rẽ gắn liền với thu nhận lượng, lượng gọi lượng nguyên tử hóa phân tử (kí hiệu: A ®èi víi ph©n tư , EA ®èi víi mol phân tử ) - Năng lượng cần thiết để phá vỡ liên kết A B gọi lượng phân li liên kết A B Về trị tuyệt đối, lượng lượng hình thành liên kết A B - Năng lượng liên kết nguyên tử xác định tăng bậc liên kết ( đơn < đôi < ba) II- Độ dài liên kết Khoảng cách hạt nhân nguyªn tư liªn kÕt trùc tiÕp víi gäi độ dài liên kết (d) Giữa nguyên tử xác định độ dài liên kết giảm bậc liên kết tăng VD: Liên kết CC C=C CC E [kcal/mol] 83 143 194 D (A0) 1,54 1,34 1,2 III- Gãc liên kết Góc liên kết hay góc hóa trị góc tạo nửa đường thẳng xuất phát từ hạt nhân nguyên tử qua hạt nhân nguyên tử khác liên kết trực tiếp với nguyên tử Góc liên kết phụ thuộc vào: ThuVienDeThi.com +Trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm + Độ âm điện nguyên tử trung tâm A phối tử X: nguyên tử trung tâm A có độ âm điện lớn kéo mây đôi electron liên kết phía nhiều hơn, hai đám mây hai liên kết mà lớn lại ỏ gần gây lực tương tác đẩy làm cho độ lớn góc liên kết tăng lên Nếu phối tử X có độ âm điện lớn gây tác dụng ngược lại C - Một số vấn đề hình học phân tử I - Mô hình đẩy đôi electron vỏ hóa trị - Trong vỏ hóa trị nguyên tử phân tử liên kết cộng hóa trị có đôi electron liên kết đôi electron riêng - Qui ước: Trong phân tử có công thức AXnEm A nguyên tử trung tâm, X phối tư, n lµ chØ sè cho biÕt sè phèi tư, E đôi e riêng, m số cho biết số đôi e riêng - Mỗi mây electron chiếm khoảng không gian định Hình dạng phân tử phụ thuộc vào khoảng không gian chiếm mây electron vỏ hóa trị A hay hình dạng phân tử phụ thuộc vào phân bố đôi electron hay mây electron vỏ hóa trị nguyên tử trung tâm A - Nội dung mô hình đảy đôi electron vỏ hóa trị: Các đôi (hay cặp electron vỏ hóa trị phân bố cách tới mức xa (hay đôi electron vỏ hóa trị đẩy xa tới mức được) để lực đẩy chúng mức thấp - Đôi electron riêng chịu lực hút hạt nhân nguyên tử trung tâmA Còn đôi e liên kết chịu tác dụng hút hai hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết A X Do đôi electron riêng mây electron chiếm khoảng không gian rộng khoảng không gian chiếm mây electron đôi electron liên kết II - Hình dạng số phân tử Trường hợp AXn (n = 6) Nguyên tử trung tâm A có từ đến cặp electron liên kết tạo với phối tử X, A đôi electron riêng + Khi n = : hai đôi e liên kết phân bố đường thẳng phân tử có dạng đường thẳng, góc liên kết 1800 VD: BeH2 + Khi n = 3: ba đôi electron phân bố mặt phẳng hướng đỉnh tam giác phân tử có hình tam giác đều, góc liên kết 1200 VD: BF3, AlCl3, + Khi n= 4: đôi electron hướng ®Ønh cđa tø diƯn ®Ịu, A ë t©m ph©n tử có hình tứ diện đều, góc liên kết 109,50 VD: CH4; NH4+ + Khi n = 5: đôi electron phân bố đỉnh lưỡng tháp tam giác Phân tử hình lưỡng tháp tam giác Có đôi electron nằm mặt phẳng tam giác đều, tâm tam giác hạt nhân A Ba đôi e tạo liên kết ngang, góc liên kết 1200 Còn lại đôi e nằm đường thẳng vuông góc với tam giác tâm A tạo liên kết trục Độ dài liên kết ngang < liên kết trục đôi e liên kết trục chịu tương tác đẩy đôi e ngang, góc tương tác 900 lực đẩy lớn độ dài liên kết lớn, đôi e liên kết ngang chịu tương tác đẩy đôi e trục, đôi e ngang lại tương tác đẩy đôi e ngang yếu góc tương tác lớn 1200 lực đẩy yếu độ dài liên kết nhỏ VD: PCl5 + Khi n = 6: đôi e phân bố bát diện Các góc liên kết (900)nên độ dài liên kết lực đẩy tương hỗ đôi e phân tử hình bát diện VD: SF6 2) Trường hợp AXnEm: phối tử nguyên tử trung tâm A có đôi e riêng Cần lưu ý đến không tương đương đôi e liên kết với đôi e riêng + AX2E: Đôi e riêng có mây e chiếm khoảng không gian rộng đôi electron liên kÕt nªn nguyªn tư X – A – X không nằm đường thẳng AX2, ph©n tư cã gãc: gãc XAX < 1200 + AX3E: Phân tử hình tháp tam giác, góc liên kết < góc tứ diện (109,50) VD: NH3; amin ThuVienDeThi.com + AX2E2: Có đôi e riêng nên khác với AX4 AX3E mà phân tử có góc, tương tác đẩy đôi e riêng gãc liªn kÕt < 109,50 VD: H2O + AXE3: Phân tử thẳng VD: HX + AX4E, AX3E2, AX2E3: xét từ trường hợp AX5 Mây e ngang tạo với mây e trục góc 900, mây e ngang tạo với góc 1200 nên có đôi e riêng đôi e riêng phân bố mặt phẳng tam giác lực đẩy tương hỗ đôi e riêng với đôi e liên kết nhỏ Vậy ta có dạng hình trường hợp sau - AX4E: hình bập bênh, đẩy đôi e riêng mạnh nên góc liên kết trục liªn kÕt ngang < 900, gãc liªn kÕt ngang víi liªn kÕt ngang < 1200 VD: SF4, - AX3E2: đôi electron riêng nằm mặt phẳng tam giác phân tử hình chữ T, góc liên kết liên kết ngang liên kết trục < 900 VD: ClF3, HClO2 - AX2E3: đôi e riêng phân bố mặt phẳng, đôi e liên kết nằm trục vuông góc với mặt phẳng phân tử có dạng đường thẳng VD: ClF2, HOCl + AX5E, AX4E2, .: xuất phát từ hình dạng phân tử AX6 - AX5E: đôi e liên kết phân bố mặt phẳng hình vuông, đôi e trục, đôi e không liên kết nằm trục lại Do đôi e không liên kết chiếm khoảng không gian lớn nên góc liên kết liên kết trục với liên kết ngang < 900, độ dài liên kết trục < độ dài liên kết ngang ( liên kết trục bị đẩy yếu so với liên kết ngang) VD: BrF5 - AX4E2: để lực đẩy nhỏ đôi e riêng phải phân bố cho góc đẩy lớn hai đôi e riêng nằm trục vuông góc với mặt phẳng chứa đôi e liên kết lại phân tử vuông phẳng VD: XeF4 III- ThuyÕt lai hãa Néi dung ThuyÕt lai hóa cho obitan nguyên tử ( AO) khác nguyên tử gần lượng phù hợp đối xứng tổ hợp tuyến tính với tạo obitan nguyên tử tương đương Các obitan nguyên tử gọi obitan nguyên tử lai hóa Sè AO lai hãa b»ng tæng sè AO tham gia tổ hợp Một số dạng lai hóa a) lai hãa sp b) lai hãa sp2 c) lai hãa sp3 d) lai hãa sp3d: lìng th¸p tam gi¸c e) lai hãa sp3d2: bÊt diƯn ®Ịu ThuVienDeThi.com ... Trong phân tử có liên kết H nội phân tử: có liên kết H liên phân tử vô khó khăn tạo liên kết H nội phân tử dễ dàng bền liên kết H liên phân tử b) ảnh hưởng liên kết H +) ảnh hưởng đến độ... A Ba đôi e tạo liên kết ngang, góc liên kết 1200 Còn lại đôi e nằm đường thẳng vuông góc với tam giác tâm A tạo liên kết trục Độ dài liên kết ngang < liên kết trục đôi e liên kết trục chịu tương... AX5E: đôi e liên kết phân bố mặt phẳng hình vuông, đôi e trục, đôi e không liên kết nằm trục lại Do đôi e không liên kết chiếm khoảng không gian lớn nên góc liên kết liên kết trục với liên kết ngang