Bài 1 Liên kết hóa học và hình học phân tử A/ Câu hỏi đầu bài Mở đầu trang 6 Chuyên đề Hóa 10 Theo em, dạng hình học nào sau đây của hai phân tử carbon dioxide và nước là đúng? Trả lời Đáp án đúng là[.]
Bài 1: Liên kết hóa học hình học phân tử A/ Câu hỏi đầu Mở đầu trang Chun đề Hóa 10: Theo em, dạng hình học sau hai phân tử carbon dioxide nước đúng? Trả lời: Đáp án là: A Phân tử CO2 có cấu tạo thẳng; phân tử H2O có cấu tạo góc B/ Câu hỏi I Cơng thức Lewis mơ hình VSEPR Cơng thức Lewis Câu hỏi trang Chuyên đề Hóa 10: Những electron gọi là: a) Electron hóa trị b) Electron chung c) Electron hóa trị riêng Trả lời: a) Electron hóa trị electron có khả tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học (thường electron lớp phân lớp sát lớp phân lớp chưa bão hịa) b) Electron chung electron hóa trị tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học c) Electron hóa trị riêng electron hóa trị khơng tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học Ví dụ: - Ngun tử F có có cấu hình electron 1s22s22p5 ⇒ Ngun tử F có electron hóa trị - Liên kết hai nguyên tử F phân tử F2 thực nhờ đơi electron góp chung; electron cịn lại gọi electron hóa trị riêng F F Câu hỏi trang Chuyên đề Hóa 10: Viết công thức cấu tạo CO2 H2O Trả lời: Công thức cấu tạo CO2 O = C = O Công thức cấu tạo H2O H – O – H Luyện tập trang Chuyên đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis CH4, BF3, SO3 F2O Trả lời: - Công thức Lewis CH4: Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử CH4 Carbon có electron hóa trị, hydrogen có electron hóa trị Trong CH4 có nguyên tử carbon nguyên tử hydrogen Vậy N1 = 1.4 + 4.1 = (electron) Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 4.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = – = Vậy công thức Lewis CH4 - Công thức Lewis BF3 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử BF3 Boron có electron hóa trị, fluorine có electron hóa trị Trong phân tử BF3 có nguyên tử boron nguyên tử fluorine Vậy N1 = 1.3 + 3.7 = 24 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 3.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = 24 – = 18 electron Bước 3: Sử dụng 18 electron để tạo octet cho F trước (vì F có độ âm điện cao hơn) Bước 4: Nguyên tử B chưa octet nên ta chuyển cặp electron chưa liên kết F tạo cặp electron chung Vậy công thức Lewis BF3 (hoặc ) - Công thức Lewis SO3 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử SO3 Sulfur có electron hóa trị, oxygen có electron hóa trị Trong phân tử SO3, có nguyên tử S nguyên tử O Vậy N1 = 1.6 + 3.6 = 24 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 3.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = 24 – = 18 electron Bước 3: Sử dụng N3 = 18 electron để tạo octet cho O trước (do O có độ âm điện lớn hơn) Bước 4: Đã sử dụng hết 18 electron để tạo octet cho O Tuy nhiên S chưa đủ octet nên ta chuyển cặp electron nguyên tử O bên trái tạo thành cặp electron dùng chung chung - Công thức Lewis F2O Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử OF2 Flourine có electron hóa trị, oxygen có electron hóa trị Trong phân tử F2O có hai nguyên tử F nguyên tử O nên ⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 2.7 + 1.6 = 20 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 2.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = 20 – = 16 electron Bước 3: Sử dụng N3 = 16 electron để tạo octet cho F trước, sau tạo octet cho O Vậy công thức Lewis F2O Mơ hình VSEPR Câu hỏi trang Chun đề Hóa 10: Các điện tích dấu đẩy hay hút nhau? Trả lời: Các điện tích dấu đẩy Luyện tập trang Chun đề Hóa 10: Giải thích xung quanh nguyên tử trung tâm có đám mây electron hóa trị E đám mây có xu hướng nằm đỉnh tam giác phẳng Trả lời: Xung quanh nguyên tử trung tâm (kí hiệu A) có đám mây electron hóa trị (kí hiệu E), lực đẩy đám mây electron (cùng mang điện tích âm) nên đám mây phải có vị trí xa Do đó, vị trí hợp lý ba đám mây E phân bố mặt phẳng hướng ba đỉnh tam giác Luyện tập trang 10 Chuyên đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis, dự đốn dạng hình học phân tử CH4 Trả lời: Bước 1: Viết công thức Lewis CH4 Bước 2: Nguyên tử trung tâm C có liên kết đơn xung quanh tương ứng với đám mây electron hóa trị Cơng thức VSEPR CH4 AE4 Bước 3: Dựa vào dạng hình học phân tử theo VSEPR (4 đám mây hướng tới đỉnh tứ diện) dự đốn: dạng hình học khơng gian CH4 có dạng tứ diện II Sự lai hóa orbital Khái niệm Các dạng lai hóa phổ biến Câu hỏi trang 11 Chuyên đề Hóa 10: Đặc điểm dạng hình học khác AO lai hóa với AO s với AO p gì? Trả lời: AO lai hóa có định hướng khác với AO s AO p không gian Do AO lai hóa tổ hợp AO nguyên tử để tạo AO có hình dạng có định hướng khơng gian khác phù hợp với hình thành liên kết dạng hình học phân tử tương ứng Ví dụ: Câu hỏi trang 12 Chuyên đề Hóa 10: Nguyên tử C CO2 có dạng lai hóa gì? Trình bày hình thành dạng lai hóa Trả lời: Cơng thức Lewis CO2: Từ cơng thức Lewis CO2, xác định phân tử có dạng đường thẳng theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Để tạo liên kết với O, trước tiên có dịch chuyển electron từ 2s lên 2p tạo cấu hình electron trạng thái kích thích 1s22s12p3 Trong phân tử CO2, nguyên tử C phải có lai hóa sp AO (1 AO 2s AO 2p) để tạo AO lai hóa (AO sp) nằm đường thẳng AO lai hóa xen phủ trục với AO 2p chứa electron độc thân nguyên tử O tạo thành liên kết σ Hai AO 2p khơng lai hóa ngun tử C có chứa electron độc thân xen phủ bên với 2AO 2p chứa electron độc thân lại nguyên tử O, tạo nên liên kết π Câu hỏi trang 13 Chuyên đề Hóa 10: Khung phân tử acetone tạo nguyên tử C nguyên tử O có dạng tam giác phẳng theo mơ hình VSEPR Xác định dạng lai hóa nguyên tử trung tâm C Biết công thức acetone là: Trả lời: Phân tử acetone có dạng tam giác phẳng theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Cấu hình electron C (Z = 6) trạng thái kích thích 1s22s12p3 AO 2s tổ hợp với AO 2p tạo AO lai hóa sp2 AO lai hóa nguyên tử C hướng đỉnh tam giác Luyện tập trang 13 Chun đề Hóa 10: Trình bày hình thành lai hóa sp3 ngun tử C CH4 hình thành liên kết phân tử Trả lời: Công thức Lewis CH4 Từ công thức Lewis CH4 ta xác định phân tử có dạng tứ diện theo mơ hình VSEPR Cấu hình electron C (Z = 6) 1s22s22p2 Cấu hình electron C (Z = 6) trạng thái kích thích 1s22s12p3 AO 2s tổ hợp với AO 2p tạo AO lai hóa sp3 AO lai hóa sp3 nguyên tử C xen phủ với AO s nguyên tử H tạo thành liên kết σ hướng đỉnh tứ diện Bài tập Bài tập trang 14 Chun đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis CF4, C2H6, C2H4 C2H2 Trả lời: - Công thức Lewis CF4 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử CF4 C có electron hóa trị, F có electron hóa trị Trong phân tử CF4 có nguyên tử C nguyên tử F Vậy N1 = 1.4 + 4.7 = 32 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 4.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = 32 – = 24 electron Bước 3: Sử dụng 24 electron để tạo octet cho F trước (vì F có độ âm điện cao hơn) Bước 4: Nguyên tử C octet Vậy công thức Lewis CF4 - Cơng thức Lewis C2H6 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử C2H6 C có electron hóa trị, H có electron hóa trị Trong phân tử C2H6 có nguyên tử C nguyên tử H Vậy N1 = 2.4 + 6.1 = 14 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 7.2 = 14 electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = 14 – 14 = electron Bước 3: Nguyên tử C H octet Vậy công thức Lewis C2H6 - Công thức Lewis C2H4 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử C2H4: C có electron hóa trị, H có electron hóa trị Trong phân tử C2H4, có nguyên tử C nguyên tử H Vậy N1 = 2.4 + 4.1 = 12 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 5.2 = 10 electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = 12 – 10 = electron Bước 3: Sử dụng N3 = electron để tạo octet cho C trước Bước 4: Đã sử dụng hết electron để tạo octet cho C Tuy nhiên C lại chưa đủ octet nên ta chuyển cặp electron nguyên tử C vừa tạo octet tạo thành cặp electron dùng chung hai nguyên tử C Các nguyên tử H đủ octet Vậy công thức Lewis C2H4 - Cơng thức lewis C2H2 Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử C2H2: C có electron hóa trị, H có electron hóa trị Trong phân tử C2H2, có nguyên tử C nguyên tử H Vậy N1 = 2.4 + 2.1 = 10 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 3.2 = electron Số electron hóa trị lại N3 = N1 – N2 = 10 – = electron Bước 3: Sử dụng N3 = electron để tạo octet cho C trước Bước 4: Đã sử dụng hết electron để tạo octet cho C Tuy nhiên C lại chưa đủ octet nên ta chuyển cặp electron nguyên tử C vừa tạo octet tạo thành cặp electron dùng chung hai nguyên tử C Các nguyên tử H octet Vậy công thức Lewis C2H2 Bài tập trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis H2O Dự đốn dạng hình học phân tử dạng lai hóa ngun tử trung tâm Trả lời: - Công thức Lewis H2O Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử H2O: O có electron hóa trị, H có electron hóa trị Trong phân tử H2O, có nguyên tử H nguyên tử O Vậy N1 = 2.1 + 1.6 = electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 2.2 = electron Số electron hóa trị cịn lại N3 = N1 – N2 = – = electron Bước 3: Sử dụng N3 = electron để tạo octet cho O Các nguyên tử H octet Cơng thức Lewis H2O - Dự đốn hình dạng phân tử dạng lai hóa nguyên tử trung tâm O Xung quanh nguyên tử trung tâm O có đám mây E (hai cặp electron chưa liên kết hai cặp electron chung), lực đẩy đám mây nên đám mây E phải có vị trí xa ⇒ đám mây hướng đỉnh hình tứ diện ⇒ Dự đốn phân tử nước có cấu tạo góc (góc liên kết 109,5o); nguyên tử trung tâm O dạng lai hóa sp3: AO 2s tổ hợp với AO 2p tạo AO lai hóa sp3 AO lai hóa sp3 chứa electron độc thân nguyên tử O xen phủ với AO s nguyên tử H tạo thành liên kết σ Chú ý: Do cặp electron chưa liên kết chiếm khoảng không gian lớn so với cặp electron liên kết, tương tác đẩy cặp electron chưa liên kết lớn tương tác đẩy cặp electron liên kết, nên góc liên kết HOH thực tế 104,5o, nhỏ góc hóa trị theo lí thuyết (109,5o) Bài tập trang 14 Chun đề Hóa 10: Dựa theo cơng thức Lewis CHCl3 xác định dạng lai hóa nguyên tử trung tâm C phân tử A sp B sp2 C sp3 Trả lời: Đáp án là: C Công thức Lewis CHCl3 Nguyên tử trung tâm C có liên kết đơn xung quanh tương ứng với đám mây electron Công thức VSEPR CHCl3 AE4 Do đám mây hướng tới đỉnh tứ diện nên dạng hình học khơng gian CHCl3 có dạng tứ diện ⇒ Trạng thái lai hóa nguyên tử C phân tử CHCl3 sp3 Bài tập 4* trang 14 Chun đề Hóa 10: Xác định cơng thức Lewis nitric acid (HNO3) Cho biết nguyên tử H liên kết với O mà với N Trả lời: Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N1) phân tử HNO3: N có electron hóa trị, O có electron hóa trị, H có electron hóa trị Trong phân tử HNO3, có nguyên tử H, nguyên tử O nguyên tử N ⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 1.1 + 3.6 + 1.5 = 24 electron Bước 2: Vẽ khung phân tử tạo liên kết đơn nguyên tử: Số electron hóa trị dùng để xây dựng khung N2 = 4.2 = electron Số electron hóa trị lại N3 = N1 – N2 = 24 – = 16 electron Bước 3: Sử dụng N3 = 16 electron để tạo octet cho O trước Bước 4: Đã sử dụng hết 16 electron để tạo octet cho O Tuy nhiên N chưa đủ octet nên ta chuyển cặp electron nguyên tử O (không liên kết với H) tạo thành cặp electron dùng chung cho hai nguyên tử O N Bài tập 5* trang 14 Chun đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis xác định dạng hình học CS2 Xác định dạng lai hóa nguyên tử trung tâm C phân tử Trả lời: Công thức Lewis CS2 Xung quanh nguyên tử C có hai đám mây electron hóa trị, lực đẩy đám mây electron nên đám mây phải xa → CS2 có dạng đường thẳng theo mơ hình VSEPR Bài tập 6* trang 14 Chun đề Hóa 10: Viết cơng thức Lewis PCl5 SF6 Trả lời: Công thức Lewis PCl5: Công thức Lewis SF6: ... hỏi trang Chuyên đề Hóa 10: Các điện tích dấu đẩy hay hút nhau? Trả lời: Các điện tích dấu đẩy Luyện tập trang Chun đề Hóa 10: Giải thích xung quanh ngun tử trung tâm có đám mây electron hóa trị... lai hóa phổ biến Câu hỏi trang 11 Chuyên đề Hóa 10: Đặc điểm dạng hình học khác AO lai hóa với AO s với AO p gì? Trả lời: AO lai hóa có định hướng khác với AO s AO p khơng gian Do AO lai hóa. .. nên góc liên kết HOH thực tế 104 ,5o, nhỏ góc hóa trị theo lí thuyết (109 ,5o) Bài tập trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Dựa theo công thức Lewis CHCl3 xác định dạng lai hóa nguyên tử trung tâm C phân