Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học Liên kết hóa học
11/28/2015 Liên kết ion Liên kết cộng hóa trị (theo VB) Sự phân cực liên kết Lực Van der Waals & hydrogen Liên kết ion – điều kiện hình thành Nguyên tố có lượng ion hóa nhỏ cation Nguyên tố có lực điện tử lớn anion Kim loại (điển hình) + Phi kim (điển hình) liên kết ion 11/28/2015 Một vài ion đa nguyên tử thông dụng Liên kết ion – độ bền Nhiệt hình thành hợp chất ion (Hf0): lượng ứng với trình hình thành 1mol hợp chất ion từ đơn chất bền Na(r) + ½Cl2(k) NaCl(r) Mg(r)+ ½ O2(k) MgO(r) Độ bền hợp chất ion so với đơn chất Năng lượng mạng tinh thể ion (U): lượng cần thiết để phá vỡ 1mol hợp chất ion thành ion riêng rẽ thể khí NaCl(r) Na+(k) + Cl-(k) MgO(r) Mg2+(k) + O2-(k) Độ mạnh liên kết ion trạng thái rắn so với ion lập thể khí 11/28/2015 Liên kết ion – Năng lượng mạng U AN o q q e qq (1 ) k 4 r0 n r0 A: số Madelung, phụ thuộc vào cấu trúc mạng tinh thể N0: sồ Avogadro q+, q-: điện tích ion e: điện tích nguyên tố r0 = r+ + r n: số đặc trưng cho cấu hình electron 11/28/2015 Bài tập Viết cơng thức hợp chất ion hình thành giữa: a b c Ca Br2 Sr S Na Se Hợp chất ion bền vững số hợp chất sau: Al(OH)2, BaCl2, CsS, LiSe2 Xác định điện tích cấu hình electron ion hợp chất bậc hai sau: K2O, Ca3P2, Bi2O3 Liên kết cộng hóa trị - Lý thuyết VB (valence bond – liên kết hóa trị) Sự hình thành liên kết: Các orbital nguyên tử che phủ (xen phủ) Số electron tối đa orbital xen phủ: electron có spin trái dấu Mật độ diện electron gia tăng đường nối liên nhân lực hút tĩnh điện hai hạt nhân với đám mây electron 11/28/2015 Liên kết cộng hóa trị - Lý thuyết VB (valence bond – liên kết hóa trị) Liên kết cộng hóa trị bền Các orbital có mức lượng tương đương (orbital hóa trị) Orbital định hướng để diện tích che phủ cực đại (nguyên lí xen phủ cực đại) tính định hướng liên kết cộng hóa trị Mật độ electron vùng hạt nhân lớn Liên kết sigma (): mật độ electron gia tăng đường nối liên nhân (xen phủ trục) Liên kết pi (): mật độ electron gia tăng phía mặt phẳng liên nhân (xen phủ bên) Liên kết có độ bền lớn liên kết 10 11/28/2015 Bài tập Giải thích hình thành liên kết phân tử a HF b Br2 11 Lý thuyết VB (valence bond – liên kết hóa trị) Hóa trị nguyên tố phụ thuộc số electron hóa trị & số orbital hóa trị Chu kỳ 1: orbital hóa trị tối đa liên kết cộng hóa trị Chu kỳ 2: orbital hóa trị tối đa liên kết cộng hóa trị Chu kỳ 3, 4, 5: orbital hóa trị > liên kết cộng hóa trị Liên kết cộng hóa trị có tính bão hịa 12 11/28/2015 Thuyết VSEPR (valence shell electron pair repulsion) & thuyết lai hóa orbital Dự đốn góc liên kết, dạng hình học phân tử hay ion đa nguyên tử 13 Các dạng lai hóa thường gặp nguyên tử trung tâm (NTTT) Trạng thái lai hóa NTTT sp sp2 sp3 sp3 d (dsp3) sp3 d2 (d2sp3) Dạng hình học phân tử Thẳng hàng (linear) Tam giác phẳng (trigonal planar ) Tứ diện (tetrahedral) Lưỡng tháp tam giác (trigonal bipyramidal) Bát diện (octahedral) 14 11/28/2015 15 https://www.boundless.com/chemistry/advanced-concepts-of-chemical-bonding/molecular-geometry/linear-geometry/ Dự đoán dạng hình học phân tử (ion đa nguyên tử) Vẽ công thức Lewiss Xác định số vùng điện tử quanh NTTT trạng thái lai hóa NTTT (tổng số vùng điện tử = số orbital lai hóa) Sự xếp vùng điện tử liên kết & khơng liên kết dạng hình học theo thuyết VSEPR 16 11/28/2015 Bài tập Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm, dạng hình học phân tử (ion) a HCN b ICl2- c NO3- d SF4 e NOCl f NO2+ g H2O h SO2 Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử C trường hợp: a HCHO b CH3COOH c CH3COC2H5 17 Hình học phân tử & Moment lưỡng cực phân tử Độ phân cực liên kết: lệch đám mây điện tử liên kết nguyên tố có độ âm điện lớn moment lưỡng cực () liên kết Moment lưỡng cực phân tử: moment lưỡng cực liên kết & hình dạng phân tử Moment lưỡng cực phân tử = phân tử không phân cực Moment lưỡng cực phân tử phân tử phân cực = q.r q: điện tích (C) r: khoảng cách (m) : C.m hay D (debye) 18 11/28/2015 Hình học phân tử & Moment lưỡng cực phân tử 19 Bài tập Các phân tử sau có moment lưỡng cực hay không? CF4 b CO2 c H2O d BF3 a Hợp chất có moment lưỡng cực lớn nhất? NH3, CO2, NF3, CH4 20 10 11/28/2015 Mối liên hệ liên kết hóa học & độ âm điện nguyên tố Sự phân cực liên kết: Điện tử liên kết lệch phía ngun tử có độ âm điện lớn → tích điện khác nguyên tử Gia tăng theo chiều tăng chênh lệch độ âm điện 21 Hợp chất ion: chênh lệch độ âm điện lớn Hợp chất, phân tử cộng hóa trị: chênh lệch độ âm điện nhỏ http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG11_07.JPG 22 11 11/28/2015 Liên kết ion Liên kết cộng hóa trị phân cực Liên kết cộng hóa trị Chênh lệch độ âm điện tăng Độ phân cực liên kết tăng 23 23 Hiện tượng cực hóa ion Sự cực hóa ion: biến dạng đám mây điện tử ion Sự cực hóa ion tăng tính cộng hóa trị liên kết tăng 24 12 11/28/2015 Hiện tượng cực hóa ion Cation: q+ lớn, r+ nhỏ tượng cực hóa tăng Anion: q- lớn, r- lớn tượng cực hóa tăng Cấu hình electron ion: d10 > d1-9 > d0 (khí trơ) Liên kết có: % tính cộng hóa trị tăng, % tính ion giảm http://scienceaid.co.uk/chemistry/fundamental/bonding.html 25 Bài tập Liên kết có đặc tính ion nhiều hơn? Giải thích? a b c Na – Cl Mg – Cl Ca – S Fe – S Al – Br O –Br Liên kết phân cực hơn? Giải thích? a b c C – O C – N P – S P – N B – H B – I So sánh đặc tính liên kết trường hợp sau? a HCl, NaCl, MnCl2 b SnO SnO2 26 13 11/28/2015 Lực Van der Waals Tương tác lưỡng cực – lưỡng cực Giữa phân tử cộng hóa trị phân cực (có moment lưỡng cực ) Độ mạnh: tỉ lệ với moment lưỡng cực phân tử Tương tác cảm ứng Tương tác khuếch tán (quan trọng) Tồn loại phân tử Độ mạnh: phụ thuộc kích thước phân tử - kích thước phân tử lớn, tương tác khuếch tán mạnh Khối lượng phân tử tương đương: tương tác lưỡng cực – lưỡng cực chiếm ưu tương tác khuếch tán 27 Liên kết hydrogen Liên kết hydrogen Dạng đặc biệt tương tác lưỡng cực – lưỡng cực Giữa phân tử cộng hóa trị phân cực có chứa H nguyên tố có độ âm điện lớn, bán kính nhỏ (F, O, N) Độ mạnh: phụ thuộc vào nguyên tố có độ âm điện lớn 28 14 11/28/2015 Bài tập Hợp chất tồn liên kết hydrogen liên phân tử? PH3, CH4, H2S, HF, HCl, SiH4, NH3 Giải thích SiH4 có nhiệt độ nóng chảy (- 185oC) nhiêt độ sôi (- 112oC) thấp PH3 (nhiệt độ nóng chảy sơi – 133oC – 88oC) hai hợp chất có khối lượng mol tương đương Dựa vào lực liên phân tử, xếp nhiệt độ sôi tương ứng cho chất sau? a b Ne, Ar, Kr (- 246oC, - 186oC, - 152oC) H2, HCl, Cl2 (- 35oC, - 259oC, -85oC) 29 15