Bài 11 Liên kết cộng hóa trị I Liên kết cộng hóa trị Quy tắc octet có thể đạt được bằng cách góp chung electron Electron dùng chung là electron được coi như thuộc về đồng thời hai nguyên tử tham gia l[.]
Bài 11: Liên kết cộng hóa trị I Liên kết cộng hóa trị - Quy tắc octet đạt cách góp chung electron - Electron dùng chung electron coi thuộc đồng thời hai nguyên tử tham gia liên kết - Liên kết cộng hóa trị liên kết hình thành hay nhiều cặp electron dùng chung hai nguyên tử - Liên kết cộng hóa trị thường gặp phi kim với phi kim Ví dụ 1: Nguyên từ hydrogen (H) có cấu hình electron 1s1, chlorine (Cl) có cấu hình electron [Ne]3s23p5 Để đạt cấu hình khí gần nhất, nguyên tử cần thêm electron Vì vậy, nguyên tử H Cl góp electron để tạo nên cặp electron dùng chung cho hai nguyên tử Hình 11.1 Sơ đồ mơ tả hình thành cặp electron dùng chung HCl + Như vậy, liên kết nguyên tử H Cl tạo nên cặp electron dùng chung Công thức gọi công thức electron HCl + Nếu hai nguyên tử có cặp electron dùng chung cặp electron biểu diễn nối đơn (-) gọi liên kết đơn Khi HCl biểu diễn sau: + Công thức gọi công thức Lewis HCl + Hợp chất HCl tạo nên liên kết cộng hóa trị nên thuộc loại hợp chất cộng hóa trị - Kết luận: Công thức Lewis biểu diễn cấu tạo phân tử qua liên kết (cặp electron dùng chung) electron hóa trị riêng - Chú ý: + Nếu hai ngun tử có hai cặp electron dùng chung hai cặp electron biểu diễn nối đôi (=) gọi liên kết đôi + Nếu hai ngun tử có ba cặp electron dùng chung ba cặp electron biểu diễn nối ba (≡) gọi liên kết ba Ví dụ 2: Phân tử ammonia kết hợp với ion H+ tạo cation ammonium ( NH +4 ) Hình 11.4 Sơ đồ mơ tả hình thành liên kết cho – nhận cation ammonium + Trên nguyên tử N cặp electron hóa trị riêng, hình thành ion NH +4 , cặp electron trở thành cặp electron dùng chung cho N H, N nguyên tử H thỏa mãn quy tắc octet + Như vậy, liên kết đơn nguyên tử N NH3 với H+ tạo thành cặp electron góp chung nguyên tử N + Để rõ khác biệt nguồn gốc cặp electron dùng chung, liên kết tạo cặp electron N ion H+ kí hiệu mũi tên (→) xuất phát từ N Loại liên kết gọi liên kết cho – nhận - Kết luận: Liên kết cho – nhận liên kết cộng hóa trị mà cặp electron dùng chung đóng góp từ nguyên tử II Phân loại liên kết theo độ âm điện - Dựa vào độ âm điện (Δχ, đọc đen – ta khi) hai nguyên tử A B , dự đốn loại liên kết hai nguyên tử Δχ = χ(B) – χ(A), χ(B) > χ(A) - Phân loại liên kết theo độ âm điện + Δχ < 0,4: Liên kết cộng hóa trị khơng cực A : B + 0,4 Δχ < 1,7: Liên kết cộng hóa trị có cực A + : B − + Δχ > 1,7: Liên kết ion A + : B− Lưu ý: - Một số trường hợp ngoại lệ không tuân theo cách phân loại theo độ âm điện như: hợp chất cộng hóa trị HF, hợp chất ion MnI2, - Trong liên kết nguyên tử A B, độ âm điện nguyên tử A nhỏ độ âm điện nguyên tử B cặp electron dùng chung bị lệch phía nguyên tử B Nguyên tử B lúc mang phần điện tích âm ( − ), nguyên tử A mang phần điện tích dương ( + ) Liên kết gọi liên kết cộng hóa trị có cực III Liên kết sigma () liên lết pi () - Liên kết cộng hóa trị hình thành từ cặp electron dùng chung Để tạo nên cặp electron dùng chung, hai AO chứa electron độc thân (hoặc AO trống AO bão hòa electron) cần xen phủ với - Có hai kiểu xen phủ AO xen phủ trục xen phủ bên - Xen phủ trục: xen phủ hai AO dọc theo trục nối (trục z) hai nguyên tử Có ba khả xen phủ trục + Xen phủ AO s với AO s + Xen phủ AO s với AO p + Xen phủ AO p với AO p Liên kết tạo nên từ xen phủ trục hai AO gọi liên kết sigma () - Xen phủ bên: xen phủ xảy hai AO p song song với Liên kết tạo nên từ xen phủ bên hai AO gọi liên kết pi () - Kết luận: Liên kết đơn cịn gọi liên kết , liên kết đơi gồm liên kết liên kết , liên kết ba gồm liên kết hai liên kết Lưu ý: - Khi nguyên tử liên kết với nhau, AO phải xếp vị trí phù hợp Chẳng hạn hình thành phân tử hai nguyên tử, vị trí AO sau: + Hai AO pz nằm dọc trục nên xen phủ trục với + Hai AO px (cũng hai AO py) song song với nên xen phủ bên với - Liên kết bền vững liên kết vùng xen phủ AO chứa electron chung chắn hai hạt nhân, làm giảm lực đẩy chúng Để phân tử bền vững phân tử phải ln có liên kết IV Năng lượng liên kết cộng hóa trị - Khi nguyên tử liên kết với tạo thành hệ bền vững hơn, q trình giải phóng lượng Do vậy, để phá vỡ liên kết ngun tử phải cung cấp lượng Ví dụ: Để phá vỡ liên kết H – H mol khí H2 25oC bar cần lượng 436 kJ Hình 11.5 Sơ đồ phá vỡ liên kết H – H - Năng lượng liên kết (Eb) lượng cần thiết để phá vỡ liên kết xác định phân tử thể khí, 25oC bar - Đơn vị lượng liên kết thường kJ mol-1 - Năng lượng liên kết lớn, liên kết bền Ví dụ: Năng lượng liên kết H – H 436 kJ mol-1, F – F 159 kJ mol-1 Như liên kết H – H bền liên kết F – F ... cho – nhận - Kết luận: Liên kết cho – nhận liên kết cộng hóa trị mà cặp electron dùng chung đóng góp từ nguyên tử II Phân loại liên kết theo độ âm điện - Dựa vào độ âm điện (Δχ, đọc đen – ta... lượng liên kết lớn, liên kết bền Ví dụ: Năng lượng liên kết H – H 436 kJ mol-1, F – F 159 kJ mol-1 Như liên kết H – H bền liên kết F – F ... kết hai nguyên tử Δχ = χ(B) – χ(A), χ(B) > χ(A) - Phân loại liên kết theo độ âm điện + Δχ < 0,4: Liên kết cộng hóa trị khơng cực A : B + 0,4 Δχ < 1,7: Liên kết cộng hóa trị có cực A + : B