Liên kết hóa học - Tài liệu Hóa học 12

Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 1 - I. VÌ SAO CÁC NGUYÊN T LI LIÊN KT VI NHAU ? Ngi ta bit rng trong t nhiên các nguyên t khí him đu tn ti  trng thái t do còn nguyên t ca các nguyên t khác nh hiđro, clo v.v li liên kt vi nhau to thành phân t. S d nh vy vì các nguyên t khí him có lp electron ngoài cùng bn vng (2 electron đi vi heli, 8 electron đi vi các khí him khác). Nguyên t hiđro ch có 1 electron lp ngoài cùng, cu trúc này không bn bngcu trúc electron ca heli là khí him gn nó nht. Nguyên t clo có 7 electron ngoài cùng, không bn bng cu trúc electron ca khí him neon gn nó nht. Vì vy các nguyên t liên kt vi nhau đ đt ti cu trúc electron ca khí him bn hn cu trúc electron ca tng nguyên t đng riêng r. II. CÁC LOI LIÊN KT 1. Liên kt cng hoá tr a. c đim. Liên kt cng hoá tr đc to thành do các nguyên t có đ âm đin bng nhau hoc khác nhau không nhiu góp chung vi nhau các e hoá tr to thành các cp e liên kt chuyn đng trong cùng 1 obitan (xung quanh c 2 ht nhân) gi là obitan phân t. Da vào v trí ca các cp e liên kt trong phân t, ngi ta chia thành : Liên kt cng hoá tr không cc. - To thành t 2 nguyên t ca cùng mt nguyên t. Ví d : H : H, Cl : Cl. - Cp e liên kt không b lch v phía nguyên t nào. - Hoá tr ca các nguyên t đc tính bng s cp e dùng chung. Liên kt cng hoá tr có cc. - To thành t các nguyên t có đ âm đin khác nhau không nhiu. Ví d : H : Cl. - Cp e liên kt b lch v phía nguyên t có đ âm đin ln hn. - Hoá tr ca các nguyên t trong liên kt cng hoá tr có cc đc tính bng s cp e dùng chung. Nguyên t có đ âm đin ln có hoá tr âm, nguyên t kia hoá tr dng. Ví d, trong HCl, clo hoá tr 1-, hiđro hoá tr 1+. b. Liên kt cho - nhn (còn gi là liên kt phi trí). ó là loi liên kt cng hoá tr mà cp e dùng chung ch do 1 nguyên t cung cp và đc gi là nguyên t choe. Nguyên t kia có obitan trng (obitan không có e) đc gi là nguyên t nhn e. Liên kt cho - nhn đc ký hiubng mi tên ( ) có chiu t cht cho sang cht nhn. Ví d quá trình hình thành ion NH 4 + (t NH 3 và H + ) có bn cht liên kt cho - nhn. Sau khi liên kt cho - nhn hình thành thì 4 liên kt N - H hoàn toàn nh nhau. Do đó, ta có th vit CTCT vàCTE ca NH 4 + nh sau: CTCT và CTE ca HNO 3 : LIÊN KT HÓA HC (TÀI LIU BÀI GING) Giáo viên: V KHC NGC ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm vi bài ging “Liên kt hóa hc (Phn 1)” thuc Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Liên kt hóa hc”, Bn cn kt hp xem tài liu cùng vi bài ging này . Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 2 - iu kin đ to thành liên kt cho - nhn gia 2 nguyên t A B là: nguyên t A có đ 8e lp ngoài, trong đó có cp e t do(cha tham gia liên kt) và nguyên t B phi có obitan trng. c. Liên kt  và liên kt . V bn cht chúng là nhng liên kt cng hoá tr. a) Liên kt . c hình thành do s xen ph 2 obitan (ca 2e tham gia liên kt) dc theo trc liên kt. Tu theo loi obitan tham gia liên kt là obitan s hay p ta có các loi liên kt  kiu s-s, s-p, p-p: Obitan liên kt  có tính đi xng trc, vi trc đi xng là trc ni hai ht nhân nguyên t. Nu gia 2 nguyên t ch hình thành mt mi liên kt đn thì đó là liên kt . Khi đó, do tính đi xng caobitan liên kt , hai nguyên t có th quay quanh trc liên kt. b) Liên kt . c hình thành do s xen ph gia các obitan p  hai bên trc liên kt. Khi gia 2 nguyên t hình thành liên kt bi thì có 1 liên kt , còn li là liên kt . Ví d trong liên kt 3 s gm 1 liên kt d (bn nht) và 2 liên kt  (kém bn hn). Liên kt  không có tính đi xng trc nên 2 nguyên t tham gia liên kt không có kh nng quay t do quanh trc liên kt. ó là nguyên nhân gây ra hin tng đng phân cis- trans ca các hp cht hu c có ni đôi. d. S lai hoá các obitan. - Khi gii thích kh nng hình thành nhiu loi hoá tr ca mt nguyên t (nh ca Fe, Cl, C…) ta không thcn c vào s e đc thân hoc s e lp ngoài cùng mà phi dùng khái nim mi gi là "s lai hoá obitan". Ly nguyên t C làm ví d: Cu hình e ca C (Z = 6). Nu da vào s e đc thân: C có hoá tr II. Trong thc t, C có hoá tr IV trong các hp cht hu c. iu này đc gii thích là do s "lai hoá" obitan 2s vi 3 obitan 2p to thành 4 obitan q mi (obitan lai hoá) có nng lng đng nht. Khi đó 4e (2e ca obitan 2s và 2eca obitan 2p)chuyn đng trên 4 obitan lai hoá q và tham gia liên kt làm cho cacbon có hoá tr IV. Sau khi lai hoá,cu hình e ca C có dng: Các kiu lai hoá thng gp. a) Lai hoá sp 3 . ó là kiu lai hoá gia 1 obitan s vi 3 obitan p to thành 4 obitan lai hoá q đnh hng t tâmđn 4 đnh ca t din đu, các trc đi xng ca chúng to vi nhau nhng góc bng 109 o 28'. Kiu lai hoá sp 3 đcgp trong các nguyên t O, N, C nm trong phân t H 2 O, NH 3 , NH 4 + , CH4,… b) Lai hoá sp 2 . ó là kiu lai hoá gia 1 obitan s và 2obitan p to thành 3 obitan lai hoá q đnh hng t tâmđn 3 đnh ca tam giác đu. Lai hoá sp2 đc gp trong các phân t BCl 3 , C 2 H 4 ,… c) Lai hoá sp. ó là kiu lai hoá gia 1 obitan s và 1 obitan p to ra 2 obitan lai hoá q đnh hng thng hàngvi nhau. Lai hoá sp đc gp trong các phân t BCl 2 , C 2 H 2 ,… 2. Liên kt ion Liên kt ion đc hình thành gia các nguyên t có đ âm đin khác nhau nhiu (Dc ³ 1,7). Khi đó nguyên t có đ âm đin ln (các phi kim đin hình) thu e ca nguyên t có đ âm đin nh (các kim loi đin hình) to thànhcác ion ngc du. Các ion này hút nhau bng lc hút tnh đin to thành phân t. Ví d : Liên kt ion có đc đim: Không bão hoà, không đnh hng, do đó hp cht ion to thành nhng mng liion. Liên kt ion còn to thành trong phn ng trao đi ion. Ví d, khi trn dung dch CaCl 2 vi dung dch Na 2 CO 3 to ra kt ta CaCO 3 : Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 3 - 3. Liên kt hiđro Liên kt hiđro là mi liên kt ph (hay mi liên kt th 2) ca nguyên t H vi nguyên t có đ âm đin ln(nh F, O, N…). Tc là nguyên t hiđro linh đng b hút bi cp e cha liên kt ca nguyên t có đ âm đin lnhn. Liên kt hiđro đc ký hiu bng 3 du chm ( … ) và không tính hoá tr cng nh s oxi hoá. Liên kt hiđro đc hình thành gia các phân t cùng loi. Ví d: Gia các phân t H 2 O, HF, ru, axit… hoc gia các phân t khác loi. Ví d: Gia các phân t ru hay axit vi H 2 O: hoc trong mt phân t (liên kt hiđro ni phân t). Ví d : Do có liên kt hiđro to thành trong dung dch nên: + Tính axit ca HF gim đi nhiu (so vi HBr, HCl). + Nhit đ sôi và đ tan trong nc ca ru và axit hu c tng lên rõ rt so vi các hp cht có KLPT tng đng. III. CÁC LOI TINH TH 1. Tinh th nguyên t Ta ly tinh th kim cng làm ví d : Nguyên t cacbon có electron ngoài cùng. Trong tinh th kim cng,mi nguyên t cacbon liên kt vi 4 nguyên t cacbon lân cn gn nht bng 4 cp electron chung. Các nguyên tcacbon này nm trên 4 đnh ca mt t din đu. Mi nguyên t cacbon  đnh li liên kt vi 4 nguyên t cacbonkhác. 1 Nguyên t C  tâm và 4 nguyên t C khác  4 đnh ca hình t din đu Lc liên kt cng hoá tr rt ln, vì vy các tinh th nguyên t đu bn vng, khá cng, khó nóng chy, khóbay hi. Kim cng, thch anh là nhng tinh th nguyên t. Kim cng cng nht trong các cht. 2. Tinh th phân t Ta ly tinh th nc đá làm ví d : Trong tinh th nc đá, mi phân t nc có 4 phân t nc lân cn gnnht nm trên 4 đnh ca mt t din đu. Mi phân t nc  đnh li có 4 phân t lân cn nm  4 đnh ca mt tdin đu khác và c tip tc nh vy. Mng tinh th kim cng (mi nguyênt cacbon có 4 nguyên t lân cn gn nht) Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 58-58-12 - Trang | 4 - Tinh th nc đá. Trong tinh th nc đá, mi phân t nc là 1 đn v cu trúc Trong tinh th nc đá, các phân t liên kt vi nhau bng liên kt gia các phân t. Vì lc hút gia các phân t yu hn nhiu so vi lc liên kt cng hoá tr và lc hút tnh đin gia các ion nên nc đá d nóng chy, d bayhi.  0 0 C nc đá đã b phân hu mt phn. Các phân t nc dch chuyn li gn nhau làm cho t khi ca nc (lng) ln hn nc đá, vì vy nc đá ni lên mt nc lng. ây là đc đim cu to tinh th nc đá. Các tinh th naphtalen (bng phin), iot, tuyt cacbonic CO 2 v.v là nhng tinh th phân t, chúng cng d bnóng chy, bay hi. Ngay  nhit đ thng, mt phn tinh th naphtalen và iot đã b phân hu. Các phân t tách rikhi mng tinh th và khuych tán vào không khí làm cho ta d nhn ra mùi ca chúng. Trong tinh th phân t, các phân t vn tn ti nh nhng đn v đc lp. 3. Tinh th ion Ta ly tinh th NaCl làm ví d Tinh th natri clorua NaCl Trong tinh th NaCl, các ion Na + và Clˉ đc phân b luân phiên đu đn trên các đnh ca mt hình lp phng. Xung quanh mi ion đu có 6 ion ngc du gn nht. Vì lc hút tnh đin gia các ion ngc du ln nên tinh th ion rt bn vng. Các hp cht ion đu khá rn,khó bay hi, khó nóng chy. Ví d nhit đ nóng chy ca mui n NaCl là 800 0 C. Dung dch các hp cht ion hoá tan trong nc và các hp cht ion nóng chy đu dn đin vì các ion (lànhng phn t mang đin) khi đó có th chuyn đng t do. 4. Tinh th kim loi Trong s 109 nguyên t đã bit thì có hn 80 nguyên t là kim loi. Tinh th st. Mi nguyên t  tâm (lp phng) có 8 nguyên t lân cn gn nht  8 đnh ca hình lp phng Tr thu ngân, tt c các kim loi đu là cht rn  nhit đ thng và đu có cu to tinh th nh hình trên.Liên kt gia các nguyên t kim loi trong tinh th là liên kt kim loi (s hc trong chng trình hoá hc lp 12). Nhng tính cht đc trng ca kim loi nh tính dn đin, dn nhit, d dát mng, kéo dài v.v là do liên ktkim loi quyt đnh. Liên kt kim loi khá vng chc nên các kim loi đu khó nóng chy, khó bay hi. Giáo viên: V Khc Ngc Ngun: Hocmai.vn . CaCO 3 : Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | 3 - 3. Liên kt. Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | 1 - I gn nht) Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc) Liên kt hóa hc Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit Tng đài t vn: 1900 5 8-5 8-1 2 - Trang | 4 - Tinh