Bài giảng Hoá đại cương: Chương 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Đại cương về liên kết hóa học; Liên kết cộng hóa trị; Liên kết ion; Liên kết kim loại; Liên kết hydrogen; Lực van der Waals. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ NỘI DUNG Đại cương liên kết hóa học Liên kết cộng hóa trị 2.1 Phương pháp liên kết hóa trị (phương pháp VB) 2.2 Phương pháp orbital phân tử (phương pháp MO) Liên kết ion Liên kết kim loại Liên kết hydrogen Lực van der Waals Chương nvhoa102@gmail.com TÀI LIỆU [1] – Chương 4: trang 124 – 201 [2] – Chapter 9: page 269 – 308 Chapter 10: page 309 – 348 Chapter 11: page 349 – 400 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Đại cương liên kết hóa học 1.1 Phân tử Gồm số giới hạn hạt nhân nguyên tử electron tương tác với nhau, phân bố cách xác định không gian tạo thành cấu trúc bền vững • Trong tinh thể, phân tử tồn tinh thể khơng thể tách riêng • Trong phân tử, ngun tử khơng cịn tồn cấu trúc ban đầu • Năng lượng phân tử < tổng lượng nguyên tử ban đầu hệ bền vững Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ 1.2 Liên kết hóa học Liên kết hóa học liên kết hình thành nguyên tử phân tử hay tinh thể • Liên kết hóa học có chất điện • Các thông số đặc trưng liên kết: a Độ dài liên kết (l, pm) Là khoảng cách hạt nhân nguyên tử tương tác với • l nhỏ liên kết bền Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ b Góc liên kết Là góc tạo thành đoạn thẳng tưởng tượng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm với hạt nhân nguyên tử liên kết Góc liên kết cho biết dạng hình học (cấu hình khơng gian) phân tử Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ c Năng lượng liên kết (Elk , kJ/mol) Là lượng cần tiêu tốn để phá vỡ liên kết (Epl) mol phân tử trạng thái khí • Phân tử AB: Elk = Epl • Phân tử ABn: Elk E pl n Elk ⇒ liên kết bền Elk liên quan đến độ dài, bậc, độ bền liên kết Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Liên kết cộng hóa trị (LKCHT) 2.1 Phương pháp liên kết hóa trị (Valence bond) Nội dung phương pháp VB 2.1.1 Khái niệm LKCHT • LKCHT dựa cặp e ghép đơi có spin ngược thuộc nguyên tử tương tác (2 e – tâm) Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ • LKCHT hình thành che phủ lẫn AO chứa e độc thân nguyên tử tham gia tạo liên kết • Độ bền LKCHT phụ thuộc vào độ che phủ AO Độ che phủ AO phụ thuộc vào kích thước, hình dạng AO hướng che phủ • Độ che phủ lớn liên kết bền liên kết tạo thành độ che phủ đạt cực đại Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Ảnh hưởng kích thước orbital Ảnh hưởng hình dạng orbital Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Ảnh hưởng hướng che phủ orbital (a), (c): che phủ hàm sóng dấu tạo liên kết (b), (d): che phủ hàm sóng khác dấu phản liên kết Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ che phủ khơng đối xứng khơng tạo liên kết ⇒ LKCHT có tính định hướng, bão hịa có cực che phủ hàm sóng dấu tạo liên kết Chương nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Chương nvhoa102@gmail.com 115 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ 5.2 Đặc điểm liên kết hydrogen • Độ bền liên kết hydrogen khoảng 8–40 kJ/mol, phụ thuộc vào nguyên tố âm điện HF - H > HO - H > HN - H 40 kJ/mol 30 kJ/mol 10 kJ/mol • Bền lực van der Waals bền liên kết CHT • Các hợp chất có liên kết hydrogen có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sơi, độ tan tăng lên; độ điện ly giảm xuống Chương nvhoa102@gmail.com 116 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Chương nvhoa102@gmail.com 117 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Open cage-like structure of ice Chương Structure of DNA nvhoa102@gmail.com 118 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Lực van der Waals 6.1 Khái niệm Lực van der Waals lực tương tác phân tử 6.2 Các loại lực van der Waals: • Lực tương tác định hướng: xuất phân tử có cực, lực tương tác lưỡng cực – lưỡng cực Lực tương tác tăng lên momen lưỡng cực phân tử tăng nhiệt độ hệ tương tác giảm Chương nvhoa102@gmail.com 119 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Chương nvhoa102@gmail.com 120 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ • Lực tương tác cảm ứng: xuất phân tử có cực khơng cực, lực tương tác lưỡng cực – lưỡng cực cảm ứng Lực tương tác đáng kể phân tử có cực có momen lưỡng cực lớn Chương nvhoa102@gmail.com 121 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ • Lực tương tác khuếch tán (lực London): xuất nhờ lưỡng cực thời phân tử, lực tương tác lưỡng cực thời – lưỡng cực thời Chương nvhoa102@gmail.com 122 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Độ mạnh tương đối lực tương tác khuếch tán (lực London) phụ thuộc vào khả phân cực tiểu phân, tức phụ thuộc vào kích thước khối lượng tiểu phân Ngoài ra, hình dạng phân tử ảnh hưởng đến lực tương tác khuếch tán Chương nvhoa102@gmail.com 123 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Chương nvhoa102@gmail.com 124 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ 6.3 Đặc điểm lực van der Waals Lực van der Waals có chất điện xuất khoảng cách tương đối lớn, có lượng nhỏ (< kJ/mol), khơng bão hịa Chương nvhoa102@gmail.com 125 SO SÁNH CÁC LỰC LIÊN KẾT VÀ KHÔNG LIÊN KẾT Chương nvhoa102@gmail.com 126 SO SÁNH CÁC LỰC LIÊN KẾT VÀ KHÔNG LIÊN KẾT Chương nvhoa102@gmail.com 127 NHIỆT ĐỘ NĨNG CHẢY & NHIỆT ĐỘ SƠI CỦA VÀI CHẤT Chương nvhoa102@gmail.com 128 MẠNG TINH THỂ CỘNG HĨA TRỊ CỦA KIM CƯƠNG & THAN CHÌ Chương nvhoa102@gmail.com 129 ... Tam giác BF3, SO3, CO 3 2- sp2 SO2, O3, NO 2- Góc Tứ diện CH4, SiCl4, NH4+ Tháp tam giác NH3, AsF3, SO 3 2- Góc H2O, OF2, ClO 2- 2 Chương Ví dụ sp3 nvhoa1 02@ gmail.com 42 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC VÀ... A + B Lai hoá 8x2 2+ 0 =2 sp + (1 x 4) -1 2x4 4+0=4 sp3 C + (6 x 3) + 8x3 3+0=3 sp2 ClF3 Cl + (7 x 3) 8x3 3 +2= 5 sp3d SF6 S + (7 x 6) 8x6 6+0=6 sp3d2 O3 O + (6 x 2) 8x2 2+ 1=3 sp2 [SbF5 ] 2- Sb + (7... đều, tạo thành góc 109o28’ Chương nvhoa1 02@ gmail.com 21 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HĨA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Kích thước orbital lai hóa: Chương nvhoa1 02@ gmail.com 22 CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ