Liên kết hóa học và một số dạng bài tập về liên kết hóa học trong hóa vô cơ

TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === NGUYỄN THỊ DỊU (1562010006) LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ LIÊN KẾT HĨA HỌC TRONG HĨA VƠ CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÓA THANH HÓA, THÁNG NĂM 2019 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN ===  === NGUYỄN THỊ DỊU (1562010006) LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ LIÊN KẾT HĨA HỌC TRONG HĨA VƠ CƠ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÓA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN: ThS VŨ HỒNG NAM ĐƠN VỊ CƠNG TÁC: KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN THANH HĨA, THÁNG NĂM 2019 Lời cảm ơn Lời xin chân thành cảm ơn Khoa Khoa học tự nhiên, trường ĐH Hồng Đức tạo diều kiện cho thực đề tài Đặc biệt, xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới Thạc sĩ Vũ Hồng Nam giảng viên mơn hóa vơ tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tơi hồn thành đề tài Đồng thời xin cảm ơn thầy giáo tổ Hóa- Khoa Khoa học tự nhiên giúp đơc tơi q trình nghiên cứu Thanh Hóa, ngày 10 tháng 05 năm 2019 Sinh viên Nguyễn Thị Dịu i MỤC LỤC Lời cảm ơn MỤC LỤC ii PHẦN I: MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài II Mục đích nghiên cứu III Đối tƣợng nghiên cứu IV Nhiệm vụ nghiên cứu V Phƣơng pháp nghiên cứu VI Tính mẻ đề tài PHẦN II : NỘI DUNG CHƢƠNG 1: LIÊN KẾT HÓA HỌC I Sơ lƣợc phát triển thuyết liên kết hóa học II Lý thuyết học lƣợng tử liên kết hóa học III Các khái niệm bản: Độ dài liên kết Góc hóa trị Năng lƣợng liên kết IV Liên kết cộng hóa trị Thuyết liên kết cộng hóa trị ( Valence-Bond) 1.1 Khái niệm liên kết cộng hóa trị theo thuyết VB 1.1.1 Nội dung phƣơng pháp VB 1.1.2 Liên kết xích ma (ᵹ), liên kết pi(  ), liên kết cho nhận 10 1.2 Sự hình thành liên kết cộng hóa trị 13 1.2.1 Khái niệm lai hóa: 13 1.2.2 Lai hóa sp 13 1.2.3 Lai hóa sp2 14 1.2.4 Lai hóa sp3 16 1.2.5 Điều kiện lai hóa bền 18 1.2.6 Các tính chất liên kết cộng hóa trị: 18 Thuyết orbital phân tử MO( Moleculai Orbital) 19 2.1 Liên kết cộng hóa trị theo thuyết MO 19 ii 2.2 Sự hình thành liên kết phân tử: 2.2.1 Các phân tử gồm hai phân tử chu kỳ 1: 20 2.2.2 Các phân tử gồm nguyên tử loại chu kì 2: 22 2.2.3 Các phân tử gồm hai nguyên tử khác loại chu kì 25 Mo men lƣỡng cực phân tử 26 V Liên kết ion-Liên kết kim loại-Liên kết hidro-Lực Vanderwaals 27 Sự hình thành liên kết ion 27 1.1 Điều kiện tạo liên kết ion 29 1.2 Hóa trị nguyên tử liên kết ion: 30 Liên kết hidro 30 2.1 Khái niệm hidro 30 2.2 Độ bền liên kết hidro 31 2.3 Ảnh hƣởng liên kết hidro đến tính chất chất 31 Lực Vander Waals 31 Liên kết kim loại 32 VI Hóa lập thể hợp chất vơ 33 Quy tắc hoá lập thể nguyên tố không chuyển tiếp 33 CHƢƠNG II: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC 35 DẠNG 1: VIẾT CÔNG THỨC CẤU TẠO PHẲNG VÀ XÁC ĐỊNH BẢN CHẤT LIÊN KẾT 35 BÀI TẬP ỨNG DỤNG DẠNG I 38 HƢỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ 39 DẠNG II: CẤU TRÚC KHÔNG GIAN VÀ TRẠNG THÁI LAI HÓA 43 BÀI TẬP VẬN DỤNG DẠNG II 47 HƢỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ DẠNG II 48 DẠNG III: ẢNH HƢỞNG CỦA LIÊN KẾT HĨA HỌC ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỢP CHẤT VÔ CƠ 52 BÀI TẬP ỨNG DỤNG DẠNG III 56 HƢỚNG DẪN GIẢI DẠNG III 58 IV DẠNG 4: CÁC BÀI TỐN VỀ MƠMEN LƢỠNG CỰC – ĐỘ DÀI LIÊN KẾT – NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT 60 BÀI TẬP ỨNG DỤNG DẠNG IV 63 HƢỚNG DẪN GIẢI DẠNG IV 65 PHẦN III: KẾT LUẬN 68 iii TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 iv PHẦN I: MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài Trong tự nhiên có nguyên tử khí tồn riêng lẻ nguyên tử một, nguyên tử nguyên tố khác tồn dƣới dạng phân tử mạng lƣới tinh thể tạo nên chất Để hình thành nên phân tử, mạng lƣới tinh thể tiểu phân phải kết hợp với liên kết hóa học.Các q trình vật lí nhƣ thay đổi trạng thái từ rắn sang lỏng, từ lỏng sang hơi, nhƣ phản ứng hóa học chất hầu hết có liên quan đến đứt liên kết, tạo thành liên kết tiểu phân với Do nghiên cứu lý thuyết liên kết hóa học cho ta biết đƣợc chất tƣơng tác tiếu phân, biết đƣợc chế tạo thành, thành phần cấu tạo,và tính chất vật lý hóa học chúng hay từ liên kết hóa học ta dự đốn tính chất vật lý hóa học chất hóa học vơ nói riêng mơn hóa học nói chung.Ngồi ra, hệ thống lý thuyết liên kết hóa học khơng phục vụ cho ngành hóa vơ cơ, mà cịn cần thiết cho ngành hóa khác: hữu cơ, đại cƣơng, Tuy nhiên, liên liên kết hóa học lĩnh vực khó, trừu tƣợng, chƣa có tài liệu viết đầy đủ dễ hiểu lĩnh vực rộng mặt kiến thức, đề tài đề cập tới giới hạn hóa vơ với tên đề tài “ Liên kết hóa học số dạng tập liên kết hóa học hóa vơ cơ” tập trung vào kiến thức hóa học vơ phổ thông trung học, cao đẳng, đại học, không sâu nghiên cứu phức chất II Mục đích nghiên cứu - Chỉ đƣợc chất trình hình thành liên kết hóa học sở lý thuyết học lƣợng tử cấu tạo nguyên tử, phân tử - Cung cấp kiến thức thiết thực phục vụ cho việc học mơn hóa học vơ cơ: phân loại giải số tập hóa vơ nhƣ giải thích, so sánh nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy, xét cấu trúc phân tử, III Đối tƣợng nghiên cứu Cơ sở lý thuyết liên kết hóa học q trình hình thành liên kết hóa học phân tử IV Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu, sách báo liên kết hóa học - Nghiên cứu lý thuyết học lƣợng tử cấu tạo nguyên tử, phân tử - Hệ thống hóa kiến thức cách dễ hiểu mở rộng đào sâu số phần phục vụ cho ngành hóa học vơ V Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết: Tôi nghiên cứu tài liệu, sách báo có liên quan, tổng hợp phân loại lý thuyết theo trình tự logic, phù hợp với trình nghiên cứu Quan sát sƣ phạm: Nghiên cứu thực tiễn dạy học giảng viên sinh viên trƣờng ĐH Hồng Đức, nghiên cứu thƣc tiễn dạy học giáo viên học sinh trƣờng phổ thơng trung học nhằm tìm nhu cầu kiến thức cần thiết lĩnh vực hoa học vô Phƣơng pháp lấy ý kiến chuyên gia: Tôi tham khảo ý kiến thầy cô giáo mơn, ngƣời có kinh nghiệm lĩnh vực Phƣơng pháp toán học: Sử dụng phƣơng pháp thống kê toán học để xử lý kết thu đƣợc VI Tính mẻ đề tài Trên sở lý thuyết liên kết hóa học cho ta cách nhìn tổng qt hóa học vơ cơ, vận dụng thuyết liên kết hóa học giải tập cụ thể có liên quan đến liên kết hóa học PHẦN II : NỘI DUNG CHƢƠNG 1: LIÊN KẾT HÓA HỌC I Sơ lƣợc phát triển thuyết liên kết hóa học Sự đời học thuyết liên kết hóa học đƣợc đánh dấu xuất thuyết lực vạn vật hấp dẫn Bermann Bertholet đƣa đầu kỉ XIX Theo thuyết tiểu phân đƣợc liên kết với lực vạn vật hấp dẫn xuất chúng nhƣng thực tế lực hóa học lực vạn vật hấ dẫn có khác nhƣ: lực hóa học lớn vạn vật hấp dẫn nhiều lần ( khoảng 1033 lần) ngƣợc với lực hấp dẫn, lực hóa học khơng tỉ lệ thuận với khối lƣợng ngun tử tác dụng lên khoảng vô nhỏ ( từ 0.5A0 đến 3A0 ) Do không lâu sau, vào năm 1810 đƣợc thay thuyết điện hóa Berzelius với quan điểm cho nguyên tử có hai cực âm dƣơng Trong số nguyên tử có cực dƣơng chiếm ƣu thế, số khác lại có cực âm chiếm ƣu nguyên tử có lực khác dấu hút tạo nên hợp chất hóa học Tuy nhiên, thuyết tồn mâu thuẫn với thực tế tồn chất, phân tử bền vững đƣợc tạo thành từ nguyên tử đồng cực ( H2 ,O2, ) hay nhiều hợp chất, nguyên tử có cực khác lại thay cho Tiếp cơng trình Dumas (1834) với thuyết thể cho liên kết nguyên tử hợp chát hóa học đƣợc tạo thành lực hút tĩnh điện mà lực liên kết hóa học có chát khơng xác định Cơng trình Flanklin (1853) khái niệm hóa trị nhƣ khả số nguyên tử kết hợp với số nguyên tử khác đặc biệt cơng trình Butlerov (1861) thuyết cáu tạo với luận điểm sau: - Các nguyên tử hợp chất kết hợp với theo trật tự định tƣơng ứng với hóa trị chúng - Tính chất chất phụ thuộc khơng vào chất nguyên tử mà phụ thuộc vào số lƣợng cách xếp chúng ( tức phụ thuộc vào cấu tạo hóa học phân tử hợp chất) Tuy nhiên học thuyết liên kết hóa học thực bƣớc vào giai đoạn quan trọng Kossel Lewis dựa quan niệm cấu trúc electron (1916) để giải thích liên kết hóa học Theo thuyết này, nguyên tử tƣơng tác với lớp electron ngồi chúng thay đổi để đạt cấu hình bền khí trơ gồm electton mối liên kết hóa học trƣờng hợp đƣợc thực cặp electron trao đổi giữu nguyên tử tƣơng tác Nếu cặp electron thuộc hai nguyên tử tƣơng tác liên kết đƣợc gọi cộng hóa trị, cịn cặp electron thuộc mội nguyên tử tƣơng tác liên kết đƣợc gọi ion Mặc dù chƣa giải thích đƣợc chất tạo thành liên kết nhƣ đặc trƣng liên kết nhƣng thuyết electron đƣợc xem điểm xuất phát để xây dựng lý thuyết liên kết hóa học đại Học thuyết liên kết hóa học đại xây dựng dựa lí thuyết học lƣợng tử cấu tạo nguyên tử, phân tử Đó học thuyết cân đối, hoàn chỉnh, cho phép hiểu đƣợc sâu sắc chất nhƣ tính chất đặc trƣng liên kết cho kết nghiên cứu thƣc nghiệm liên kết hóa học II Lý thuyết học lƣợng tử liên kết hóa học Lý thuyết đƣợc xuất năm 1927 nghĩa sau năm ngày schodinger đƣa phƣơng trình sóng Cơ sở việc giải phƣơng trình schodinger hệ phân tử gồm hạt nhân electron chuyển động trƣờng hạt nhân Tuy nhiên, việc giải thích xác phƣơng trình sóng hệ phân tử điều vơ phức tạp mặt tốn học Trên thƣc tế, tìm đƣợc lời giải xác hệ electron nhƣ nguyên tử H, ion tƣơng tự hidro ion phân tử H2+ Đối với hệ phân tử khác giải phƣơng pháp gần đúng, nghĩa cố gắng tìm hàm giá trị E gần với  ( E lời giải phƣơng trình Schodinger) Xét công thức cấu tạo NO2 O O + N O N O O N O O N O Trên nguyên tử N electron chƣa tham gia liên kết, hạ nhiệt độ, tăng áp suất, có hình thành liên kết phân tử NO2 tạo thành N2O4 không màu 55 BÀI TẬP ỨNG DỤNG DẠNG III Bài 1: Đối với hợp chất tƣơng tự thƣờng hợp chất có khối lƣợng phân tử lớn thƣờng có nhiệt độ sơi cao Vậy tạo H2S lại có nhiệt độ sơi thấp(61oC) H2O(100oC) Bài 2: Tại HF có momen lƣỡng cực 1,91D, cịn H2O có momen lƣỡng cực 1,84D nhƣng nhiệt độ nóng chảy H2O lại cao nhiều so với HF Bài 3: Tại NH3 tan vô hạn nƣớc cịn khí CO2, SO2 lại tan nƣớc Bài 4: Tại kim loại lại dẫn điện tốt, có tính dẻo dễ kéo dài, dễ dát mỏng, có tính ánh kim Bài 5: Cho đặc trƣng lƣợng liên kết độ dài liên kết nhƣ sau: O – H O(H2O) 2,8 AO; 25 kJ/Mol O – H O(axit cacboxylic) 2,5 AO; 30 kJ/Mol Gỉai thích liên kết hidro lại có khác nhƣ Bài 6: Tại than chì đƣợc tạo nên từ cacbon phi kim lại có tính dẫn điện, dẫn nhiệt,và sấng nhƣ kim loại Bài 7: Cho chất đƣợc xếp theo bảng dƣới IVA VA VIA VIIA CH4 NH3 H2O HF SiF4 PH3 H2S HCl GeH4 AsH3 H2Se HBr SnH4 SbH3 H2Te HI Hãy giải thích nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy lại tăng dần từ CH4 đến SiF4 nhóm IVA, trong nhóm khác nhiệt độ sơi nhiệt độ nóng chảy lại giảm dần từ chất thứ đến chất thứ sau lại tăng dần từ chất thứ đến chất cuối 56 Bài 8: Tại cấc chất dƣới có nhiệt độ sôi T(K) biến đổi theo quy luật Chất T(K) Chất T(K) Chất T(K) He 4,2 F2 155 BF3 172 Ne 27 Cl2 158,4 BCl3 286 Ar 87 Br2 331,8 BBr3 364 Kr 120 I2 457,3 BI3 483 Xe 165 Bài 9: Cho nguyên tố A thuộc chu kì 3, nhóm IA, thứ 11, ngun tố B thuộc chu kì nóm IIA, thứ 12 So sánh nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ tan( khả tan nƣớc) hợp chất tạo A clo hợp chất tạo B oxi Gỉai thích? Bài 10: Hãy giải thích CaO NaCl có cấu trúc lập phƣơng đơn giản khoảng cách ion xấp xỉ nhau? Bài 11: Vì nhiệt độ nóng chảy CaO 2973K NaCl nóng chảy 1074K? Bài 12: Dự đoán xem hợp chất sau hòa tan nƣớc nhiều (1) RbCl hay NaCl (2) Csl hay CsBr (3) NaI hay LiF 57 HƢỚNG DẪN GIẢI DẠNG III Bài 1: So với S O có độ âm điện lớn nên liên kết O – H phân cực mạnh liên kết S – H Vì liên kết cầu nối phân tử H2O mạnh hơn, trạng thái tập hợp nhiều phân tử nên có nhiệt độ sơi cao Bài 2: Vì nƣớc tồn mạnng lƣới tinh thể phân tử, cịn HF khơng có mạng lƣới tinh thể phân tử Bài 3: Vì phân tử NH3 hình thành liên kết hidro với phân tử nƣớc Bài 4: Vì nguyên tố kim loại tồn mạng lƣới tinh thể kim loại, liên kết với liên kết kim loại: nút mạng lƣới ion+ kim loại nút mạng electron chuyển động tự do, electron có tác dụng điện trƣờng chuyêtrn động có hƣớng tạo thành dịng điện, ta tác dụng vào ngoại lực cấc lớp ion tinh thể dịch chuyển trƣợt lên nhƣng mối liên kết lớp nhờ mây electron đƣợc bảo tồn Khi có ánh sáng chiếu vào electron hấp thụ lƣợng chuyển từ mức lƣợng thấp lên mức lƣợng cao trở trạng thái ban đầu lại xạ ánh sáng có lƣợng lƣợng hấp thụ Bài 5: Do liên kết hidro đƣợc hình thành dung mơi có trạng thái lai hóa khác nhau, H2O có O trạng thái lai hóa sp3, cịn axit cacboxylic ngun tử C trạng thái lai hóa sp2 Bài 6: Trong than chì C trạng thái lai hóa sp2, nguyên tử cacbon lớp nằm đỉnh lục giác đều, nguyên tử cacbon 1AO p chƣa tham gia lai hóa vng góc mặt phẳng lục giác xen phủ bên với tạo liên kết pi khơng định vị vịng lục giác, electron pi dễ dàng chuyển từ nguyên tử C sang nguyên tử C khác mà không tiêu tốn lƣợng có vai trị tƣơng tự electron mạng tinh thể lim loại Bài 7: Ở nhóm IVA tăng nhiệt độ sơi, nhiệt độ nóng chảy tăng kích thƣớc khối lƣợng nhóm cịn lại chất đầu có liên kết hidro, chất tăng theo quy luật nhƣ nhóm IVA 58 Bài 8: Các chất không phân cực momen lƣỡng cực không nên tăng theo khối lƣợng phân tử Bài 9: ACl BO hợp chất ion Bán kính ion: A+ lớn B2+( chúng hai ion dƣơng chu kỳ, A+ đầu chu kỳ nên bán kính lớn hơn) Bán kính ion: Cl- lớn O2-( có lớp e ion O2- có lớp e) Do đó: dA-Cl> dB-O Điện tích A+ nhỏ B2+ Điện tích Cl- nhỏ O2- Do lƣợng phân ly liên kết Acl nhỏ BO Vì Bo có nhiệt độ nóng chảy cao Acl ACl dễ tan BO Bài 10: Vì điện tích ion nút mạng khác nhau, cụ thể CaO nút mạng điện tích + – 2, NaCl nút mạng điện tích + – 59 IV DẠNG 4: CÁC BÀI TỐN VỀ MƠMEN LƢỠNG CỰC – ĐỘ DÀI LIÊN KẾT – NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT Bài 1: Tính momen lƣỡng cực phân tử nƣớc H2O biết độ dài liên kiết Ohbằng 0,97A, góc HOH = 104,5o Tính % tính chất ion phân tử H2O liên kết MTN = 1,84D Bài giải Phân tử H2O có cấu trúc góc O M2 M1 M H H Ta có : MLT = n.e.dO-H M1 = M2 =d.q = 1,6.10-19 x 0,97.10-10 = 1,552.10-29Cm =4,70 Theo phƣơng trình tổng hợp vectơ, ta có:      M = (M  2M M cos   M ) = 2M 12 (1  cos  )  = (2M 12 cos ) = 2M cos  104,5  M LT  2.4,7 cos( ) =5,75D 2  % tính chất ion phân tử H2O % ion = 1,84 =5,75% 5,75 Bài 2: 2H2 + O2  2H2O , H  490kJ 60 Với EH-H = 432KJ/mol, EO=O = 493,7KJ/mol Hãy xác định đƣợc lƣợng liên kết O-H phân tử H-O-H ta có sơ đồ sau: H  490kJ 2H2 + O2   2H2O 2EH-H 4H EO=O -4EO-H + 2O   2EH-H + EO=O - 4EO-H  4EO-H= 2EH-H + EO=O -   EO-H=1847,7/4=461,9kJ Bài 3: Phân tử CuCl kết tinh dƣới dạng lập phƣơng mặt tâm khối a, Hãy biểu diễn mạng sở phân tử b, Tính số ion Cu+ Cl- suy số phân tử CuCl chứa mạng tinh thể sở c, Xác định bán kính ion Cu+ Cho d(CuCl) = 4,136g/cm3; rCl = 1,84Ao; Cu = 63,5; Cl = 35,5 Bài giải a, Cl Cu b, Từ hình ta nhận thấy: nCu+? - đỉnh hình lập phƣơng  - mặt lập phƣơng  Suy có 4Cu+ 61 Ở cạnh lập phƣơng 12  Ở tâm lập phƣơng 1.1=1 Suy có 4ClNhƣ số phân tử CuCl mạng sơ là: 4Cu++4Cl- →4 CuCl c Để xác địnhh a ta áp dụng công thức: d= N M CuCl với V=a3 N A V a3 = N M CuCl 4.(63,5 + 35,5) = =158,965.10-24 cm3 23 N A d 6,02.10 4,316  a= 5,4171.108cm= 541,71A0 Theo hình vẽ ta dễ dàng nhận thấy : a=2rCu+ + 2rCl- => rCu+ = 0,868A0 Bài 4: Hãy so sánh độ dài liên kết dO-O O2, O2 ,O22 Bài làm Khảo sát phân tử O2 - Cấu hình electron ngồi O : 2s22p4 → có electron hóa trị  O2 có 12 electron hóa trị  Giản đồ lƣợng - Cấu hình electron O2 ( s ) ( 2*s ) ( z ) ( x ) ( y ) ( x* )1 ( *y )1  độ bội liên kết N=1/2.(8-4)=2 - Cấu hình electron O2 ( s ) ( 2*s ) ( z ) ( x ) ( y ) ( x* )1 ( *y )  độ bội liên kết N=1/2.(8-3)=2,5 - Cấu hình O22 ( s ) ( 2*s ) ( z ) ( x ) ( y ) ( x* ) ( *y )  độ bội liên kết N=1/2.(8-6)=1 Do độ bội liên kết giảm dần từ O2 , O2 ,O22 nên độ dài liên kết tăng dần từ  2 O2 , O2 ,O2 62 BÀI TẬP ỨNG DỤNG DẠNG IV Bài 1: Cho giá trị momen lƣỡng cực Li-H theo thực nghiệm 5,88D Độ ion liên kết Li-H 77% a Xác định điện tích hiệu dụng hai nguyên tử Li H b Tính độ dài liên kết theo A0 Bài 2: Giải thích S=C=O có momen lƣỡng cực khác 0, cịn O=C=O có momen lƣỡng cực Bài 3: thực nghiệm ngƣời ta xác địng đƣợc momen lƣỡng cực phân tử H2S 1,09D, liên kết S-H 2,61.10-30 C.m a Xác định góc liên kết HSˆH b Tính độ ion liên kết S-H, biết độ dài liên kết S-H 1,33A0 Bài 4: Hai phân tử NH3 NF3 có cấu trúc chóp tam giác nhƣng momen lƣỡng cực NF3(0,2D) nhỏ nhiều so với NH3 (1,46D) Bài 5: Xác định độ ion hợp chất sau: HF, HCl, HBr HI Từ kết thu đƣợc cho biết nhận định cần thiết Hợp chất HF HCl HBr HI M(D) 1,82 1,08 0,79 0,38 d(A0) 0,92 1,28 1,42 1,61 Bài 6: Biết phân tử F2O có cấu trúc khơng thẳng, góc liên kết 103,20 Hãy xác định trạng thái lai hóa nguyên tử O momen lƣỡng cực O-F momen lƣỡng cực toàn phân tử 0,67D Bài 7: chất sau chất có momen lƣỡng cực tồn phân tử không : CCl4, BF3, BeH2, SO2, CO2,CHCl3, SO3 Bài 8: Tính lƣợng mạng lƣới tinh thể NaCl biết: ∆HNaCl= -402kJ/mol, SNa= 109, INa= 496, ECl-Cl= 242kJ, ECl= -361kJ Bài 9: Tính lƣợng liên kếT O-H phân tử nƣớc, biết liệu: H2O(l)→H2O(k) ∆H= 40,6 kJ/mol 2H→H2 ∆H=-435kJ/mol 63 O2→2O ∆H = 489,6kJ/mol 2H2+O2→2H2O ∆H= -571,6kJ/mol Bài 10: Tính nhiệt phản ứng quy kJ phản ứng t0 2Al + Fe2O3  2Fe + Al2O3 Cho biết Al=27,  0ht Al2O3= -1667,82kJ/mol  0ht Fe2O3=-819,28kJ/mol Bài 11: Tính lƣợng liên kết phân tử PCl3, từ xác định lƣợng liên kết trung bình liên kết P-Cl Cho biết: - Năng lƣợng liên kết Cl2= 239 kJ/mol - lƣợng thăng hoa P = 316,2kJ/mol - nhiệt hình thành PCl3 = -287kJ/mol Bài 12: Hãy so sánh độ dài liên kết nguyên tử O N phân tử NO2 , NO2 , NO2 64 HƢỚNG DẪN GIẢI DẠNG IV   5,88.100 M TN Bài 1: a Từ công thức %ion=  100  M LT   7,636 D 77 M LT  M LT = n e d  ’ M TN =n e d  M TN n Suy  = ' =77/100=0,77  n=0.77n’ M LT n - Liên kết Li-H có điện tích n=1  n’=0,77 Vậy điện tích hiệu dụng Li H 0,77  a M LT = 7,636D= 2,52.10-29C.m  2,52.10 - 29 M LT =n e d  d= = 1,575.10-10=1,575A0 -19 1.1,6.10 Bài 2: Trong phân tử S=C=O momen lƣỡng cực liên kết S-C C O khác nhau, M  liên kết phân cực cịn phân tử O=C=O có cấu trúc đối xứng, momen lƣỡng cực liên kết C-O hƣớng phía với giá trị nhƣ nhau, triệt  tiêu lẫn Do phân tử khơng cịn phân cực M =0 Bài 3: Phân tử H2S có cấu trúc góc theo thực nghiệm S M2 M1 M H H  2 2 2   M  M  2,61.10 30 C.m , M LT  (M  2M cos   M )    M LT = 2M 12 (cos   1) = (2.M 12 cos )  -30 -30 M LT =1,09D= 1,09.10 = 3,597.10 C.m 65  cos   =0,689   = HSH = 92,88 Liên kết S-H theo lý thuyết  -19 -10 -29 M = q.d= 1,6.10 1,33.10 = 2,128.10 C.m=6,45D   1,09.100  M LT = M cos =2.6,455.0,689=8,886  %ion độ ion= =12,27% 8,886 Bài 4: Trong phân tử NH3 momen lƣỡng cực tồn phân tử có thành phần chiều: véc tơ momen hƣớng từ N đến F( độ âm điện củ F lớn N) ngƣợc chiều với véc tơ momen hƣớng từ N đến cặp electron chƣa chia không tham giá liên kết Bài 5: HX HF HBr HCl HI % 41 17 11,6 Độ ion giảm dần từ HF đến HI  Bài 6: O trạng thái lai hóa sp3:  OF = 0,54D Bài 7:CCl4, BeH2, CO2 Bài 9:Năng lƣợng liên kết lƣợng trung bình cần để phá vỡ góc liên kết xác định phân tử tạo nguyên tử hay gốc Phân tử H2O có liên kết O- H Năng lƣợng trung bình liên kết O-H hiệu ứng nhiệt phản ứng (H2O (K) = H (K) + O(K) để tính hiệu ứng nhiệt ta vận dụng định luật Hes: Lấy phƣơng trình (4) nhân với 1/2 cộng vào phƣơng trình (1) (2) ta đƣợc: (-571,6.1/2) +40,6)+(-435) = -680,2kJ Lấy phƣơng trình (3) nhân với 1/2 trừ tổng (- 680,2): (489,6.1/2) - (-680,2) = 952 kJ Vậy hiệu ứng nhiệt phản ứngH2O =2H(K) + O(K) 952kJ suy lƣợng tạo liên kêt O-H - 925 kJ lƣợng trung bình liên kết O-H -952/2 = -462,4 kJ/mol 66 Chú ý: Các tính tốn dựa vào sơ đồ chuyển hoá đƣợc thiết lập sơ định luật Hes: H 2(k)  1/2 O2(k)  + ∆H(3) -∆H(2) 2H(l) H2O + O(k)    X ∆H(1) H2O Bài 11 :Đáp số: 15712,62 KJ Bài 12:Đáp số: 961,7 KJ/mol; 320,56 kJ/mol 67 PHẦN III: KẾT LUẬN Qua trình nghiên cứu em hồn thành đề tài thu đƣợc kết sau: - Hệ thống lại toàn hệ thống kiến thức liên kết hóa học - Phân loại giải đƣợc 16 tập mẫu dạng tập đƣa 47 tập vận dụng liên kết hóa học DẠNG : VIẾT CÔNG THỨC CẤU TẠO PHẲNG VÀ XÁC ĐỊNH BẢN CHẤT LIÊNKỂT Dạngl có tập mẫu 11 tập vận dụng viết công thức cấu tạo DẠNG II:CẤU TRÚC KHÔNG GIAN VÀ TRẠNG THÁI LAI HĨA Dạng có tập mẫu 12 tập vận dụng xác định cấu trúc khơng gian, trạng thái lai hóa, so sánh góc liên kết hợp chất vơ tiêu biểu(có mơ hình cấu trúc khơng gian chiều với cần thiết) DẠNG III: ẢNH HƢỞNG CỦA LIÊN KẾT HĨA HỌC ĐẾN TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỢP CHẤT VƠ CƠ Dạng có tập mẫu 12 tâp vận dụng lý thuyết liên kết hóa học vào giải thích tính chất vật lý đơn chất, hợp chất vô tiêu biểu DẠNG IV: CÁC BÀI TỐN VỀ MƠMEN LƢỠNG CỰC- ĐỘ DÀI LIÊN KẾT- NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT Dạng IV có tập mẫu, 12 tập tính momen lƣỡng cực, phần trăm ion hợp chất, tính lƣợng liên kết, so sánh độ dài liên kết, tính bán kinh ion, Do điều kiện, thời gian nghiên cứu có hạn, kinh nghiệm giảng dạy chƣa có nên việc xây dựng tập chƣa đƣợc nhiều phong phú, mong đƣợc đóng góp xây dựng thầy bạn để đề tài liếp tục hoàn thiện 68 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hóa học đại cƣơng- Nguyễn Đình Soa- NXB TrƣờngĐH Đại cƣơng TP Hồ Chí Minh - 1998 Hố học vơ cơ, tập - Hồng Nhâm NXB GD Hoá đại cƣơng - Nguyền Đức Chung - NXB Trẻ Hố vơ - Ngun Thị Tố Nga - NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh Bài tập hố học đại cƣơng - Đào Đình Thức - NXB GD Bài tập hoá học dại cƣơng - Lâm Ngọc Thiềm - Trần Việt Hải - NXBGD 69