Động hoá học là một chuyên đề khá quan trọng trong hoá học. Nó có liên quan rất nhiều đến các lĩnh vực khác của hoá học. Hiểu được các quy luật về động hoá học giúp học sinh có được cái nhìn biện chứng về hoá học, giải thích được các hiện tượng xảy ra, dự đoán chiều hướng của phản ứng hoá học và điều chỉnh phản ứng xảy ra theo mong muốn. Ðộng hóa học có mục đích khảo sát vận tốc phản ứng, tức xem một phản ứng hóa học xảy ra nhanh hay chậm. Có những phản ứng xảy ra rất nhanh như phản ứng trung hòa giữa acit mạnh với bazơ mạnh, phản ứng nổ của thuốc súng... cũng có những phản ứng xảy ra rất chậm như phản ứng este hóa giữa acit hữu cơ với rượu, sự tạo rỉ sắt... Về mặt công nghiệp, một phản ứng hóa học chỉ có lợi thật sự nếu hiệu suất phản ứng đạt được cao trong một thời gian càng ngắn càng tốt. Còn những phản ứng có hại như sự ăn mòn kim loại, sự tạo khí làm ô nhiễm môi trường... chúng ta cần hạn chế vận tốc của chúng. Cũng có nhiều phản ứng tuy nhiệt động học cho phép xảy ra , nhưng lại xảy ra quá chậm nên thực tế coi như không xảy ra. Chúng ta cần đầu tư nghiên cứu động hóa học của các phản ứng này để thúc đẩy phản ứng xảy ra nhanh hơn, nếu muốn. Do đó, vấn đề khảo sát vận tốc phản ứng rất cần thiết trong phạm vi hóa học ứng dụng. Về mặt khoa học cơ bản, động hóa học đóng vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu diễn tiến của phản ứng hóa học tức xác định cơ chế phản ứng hóa học. Giảng dạy phần động hóa học có ý nghĩa quan trọng trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi. Tuy nhiên để giúp học sinh có thể hiểu thấu đáo rành mạch mọi vấn đề có liên quan đến động hoá học là một vấn đề tương đối khó khăn vì chương trình SGK phổ thông hiện nay đề cập rất ít đến vấn đề này. Vì vậy việc giảng dạy lí thuyết và xây dựng hệ thống các dạng bài tập về động hoá học phù hợp và hiệu quả để phục vụ cho việc bồi dưỡng học sinh giỏi là rất cần thiết để từ đó khắc sâu kiến thức đã được học cho học sinh. Vì những lí do trên, nhằm góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của việc giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở trường Phổ thông tôi lựa chọn đề tài: “ Xây dựng các bài tập về động hoá học nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường phổ thông”.
********************* chuyên đề liên kết hoá học Tổ chuyên môn: Hoá - Sinh Chơng I: Hệ thống lí thuyết liên kết hóa học dùng bồi dỡng học sinh giỏi học sinh chuyên hóa học I.1 Phân tử liên kết hóa học Phân tử hạt vi mô đại diện cho chất mang đầy đủ tính chất hóa học chất Sự kết hợp nguyên tử để đạt tới trạng thái bền vững đợc gọi liên kết hóa học I.2 Các khuynh hớng hình thành liên kết hóa học: I.2.1 Các khuynh hớng hình thành liên kết - Qui tắc bát tử (Octet) Nội dung qui tắc bát tử: Khi tham gia vào liên kết hóa học nguyên tử có khuynh hớng dùng chung electron trao đổi để đạt đến cấu trúc bền khí bên cạnh với electron lớp Ví dụ: H + Cl : Na + Cl : (2/8/1) (2/8/7) H : Cl : Na+ Cl(2/8) (2/8/8) H-Cl NaCl I.2.2 Một số đại lợng đặc trng cho liên kết hóa học O I.2.4.1 Độ dài liên kết (d): Là khoảng cách hai hạt nhân hai nguyên tử liên kết trực tiếp với 104028' 0,94 A Ví dụ: Trong phân tử nớc, dO-H = 0,94 A H Độ dài liên kết hai nguyên tử A-B H tính gần tổng bán kính hai nguyên tử A B Giữa nguyên tử xác định độ dài liên kết giảm bậc liên kết tăng VD: Liên kết CC C=C C C E [kcal/mol] 83 143 194 D (A ) 1,54 1,34 1,2 I.2.4.2 Góc liên kết: Là góc tạo hai nửa đờng thẳng xuất phát từ hạt nhân nguyên tử qua hạt nhân hai nguyên tử liên kết trực tiếp với nguyên tử Ví dụ: Trong phân tử nớc HOH = 104028 Góc liên kết phụ thuộc vào: +Trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm + Độ âm điện nguyên tử trung tâm A phối tử X: nguyên tử trung tâm A có độ âm điện lớn kéo mây đôi electron liên kết phía nhiều hơn, hai đám mây hai liên kết mà lớn lại gần gây lực tơng tác đẩy làm cho độ lớn góc liên kết tăng lên Nếu phối tử X có độ âm điện lớn gây tác dụng ngợc lại I.2.4.3 Năng lợng liên kết Năng lợng liên kết A-B lợng cần cung cấp để phá vỡ hoàn toàn liên kết A-B (thờng đợc qui mol liên kết - kJ/mol kcal/mol) EH-H = 103 kcal/mol : H2 2H H = 103 kcal/mol Năng lợng liên kết (năng lợng phân li liên kết), trị tuyệt đối, lợng hình thành liên kết nhng ngợc dấu Tổng lợng liên kết phân tử lợng phân li phân tử - Năng lợng liên kết giữ0a nguyên tử xác định tăng bậc liên kết ( đơn < đôi < ba) II liên kết ion Định nghĩa liên kết ion: liên kết ion liên kết hoá học đợc tạo thành lực hút tĩnh điện ion mang điện ngợc dấu Bản chất lực liên kết ion: lực hút tĩnh điện Độ lớn lực liên kết ion (F) phụ thuộc vào trị số điện tích cation (q1) anion (q2) bán kính ion chúng lần lợt r1 r2 F~ q1.q2 r2 ( r = r1 + r2 ) Khi lực liên kết ion lớn liên kết ion bền, lợng mạng lới ion lớn liên kết ion khó bị phân li, mạng lới ion khó bị phá vỡ, hợp chất ion khó nóng chảy, khó bị hoà tan dung môi phân cực II.3 Các yếu tố ảnh hởng đến tạo thành liên kết ion - Năng lợng ion hoá - lực với electron - Năng lợng mạng lới II.3.1 Năng lợng ion hoá a) Khái niệm: Năng lợng ion hoá lợng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử trạng thái (trạng thái không kích thích) tạo cation trạng thái khí M + I1 M+ + 1e M+ + I2 M2+ + 1e M2+ + I3 M3+ + 1e M(n - 1)+ + In Mn+ + 1e Các giá trị I1, I2, I3,, In lợng ion hoá thứ nhất, thứ 2, thứ 3, thứ n b) Qui luật: + I1 < I2 < I3 B = A - B ; lớn liên kết A B phân cực, theo chiều AB a) Các liên kết C - H C = O phân cực; liên kết C - C , C = C không phân cực b) liên kết phân cực liên kết C = O Bài Cho phân tử sau: a) CO2 b) H2O c) NH3 d) NF3 - Phân tử có liên kết phân cực ? - Phân tử phân cực ? Không phân cực ? Vì ? HD: Dựa vào hiệu độ âm điện nguyên tử tạo thành liên kết Hiệu độ âm điện lớn độ phân cực liên kết lớn Trong liên kết A B ; giả sử A >B = A - B ; lớn liên kết A B phân cực, theo chiều AB CO2 H2O NH3 NF3 O C àtổng O àtổng = H àtổng N O H H H N H F F àF tổng à=0 = 1,94 D = 1,5 D = 0,2D - Phân tử H2O có liên kết phân cực = O - H = 3,5 2,1 = 1,4 - Phân tử không phân cực CO2 ; Phân tử phân cực : H2O, NH3, NF3 Bài Phân tử sau phân cực ? Không phân cực ? Vì ? a) BF3 b) HBF3 c) CH4 d) CH3Cl e) CH2Cl2 f) CHCl3 g) CCl4 Bài Chất đicloroetilen (công thức phân tử C 2H2Cl2) có ba đồng phân kí hiệu X, Y, Z - Chất X không phân cực, chất Z phân cực 42 - Chất X chất Z kết hợp với hiđro cho sản phẩm C2H2Cl2 (X Z) + H2 ClCH2 CH2Cl a) Viết công thức cấu tạo X, Y, Z b) Chất Y có momen lỡng cực không ? Bài Đinitơ điflo, phân tử vô bền có nối đôi N = N Chất tồn dới hai dạng đồng phân cis trans a) Dự đoán góc liên kết phân tử hai dạng đồng phân ? b) Dự đoán xem dạng phân cực ? Không phân cực ? Bài Clo triflorua chất hoạt động ngời ta biết Nó phản ứng mãnh liệt với nhiều chất đợc coi trơ đợc dùng chế tạo bom cháy chiến tranh giới thứ II Nó đợc điều chế cách đun nóng Cl2 F2 thùng kín a) Viết phơng trình phản ứng thể phản ứng điều chế ClF3 từ Cl2 F2 b) Nếu trộn 0,71g Cl2 với 1,00g F2 thu đợc tối đa gam ClF3 c) Viết công thức Liuyt phân tử ClF3 d) Biết phân tử ClF3 phân cực, dự kiến hình dạng phân tử ? HD: a) Cl2 (k) + 3F2 (k) 2ClF3 (k) F 1, 00.185 = 1, 62 g b) Lợng CF3 điều chế đợc 114 Cl F c) Công thức Liuyt ClF3 (hình bên) có dạng AX3E2 (a) F d) Vì Phân tử ClF3 phân cực nên dạng hình học phân tử tam giác phẳng (à = 0) Các cách xếp khác có F Cl F F Cl (a) F F F ; F F Cl F Cl (b) F F F Bài Giữa cis đicloroetilen trans đicloroetilen, chất có nhiệt độ sôi lớn hơn? Vì ? H H C Cl H C Cl C Cl Cl dạng cis (à 0) C H dạng trans (à = 0) Cis điclroetilen có nhiệt độ sôi lớn trans đicloroetilen Bài 10 Các chất sau có liên kết hiđro ? a) C2H6 b) CH3OH c) CH3 CO NH2 Nếu chất có liên kết hiđro, vẽ liên kết hiđro hai phân tử Bài 11 Có lực tác dụng phân tử trờng hợp sau xếp tơng tác theo chiều mạnh dần a) CH4 CH4 (lỏng) b) H2O CH3OH c) LiCl H2O 43 Bài 12 Các chất sau chất có nhiệt độ sôi lớn hơn: a) CH3NH2 CH3F b) PH3 NH3 c) LiCl HCl HD: a) CH3NH2 có liên kết N H , nên tạo thành liên kết H liên phân tử Còn phân tử CH3F có tơng tác lỡng cực - lỡng cực Do nhiệt độ sôi CH3NH2 lớn CH3F b) Nhiệt độ sôi NH3 cao PH3 liên kết N H phân cực mạnh liên kết P H, NH3 tạo thành liên kết hiđro, PH3 không c) LiCl hợp chất ion nên có nhiệt độ sôi cao HCl hợp chất cộng hóa trị Bài 13 Sắp xếp chất sau theo chiều tăng nhiệt độ sôi : H2S, H2O, CH4, H2, KBr Bài 14 Cho số liệu NH3 NF3 nh sau: NH3 NF3 Momen lỡng cực 1,46D 0,24D Nhiệt độ sôi -330C -1290C Giải thích khác momen lỡng cực nhiệt độ sôi hai phân tử III.1.7 Tinh thể kim loại Bài Đồng (Cu) kết tinh có dạng tinh thể lập phơng tâm diện a) Tính cạnh lập phơng a( A ) mạng tinh thể khoảng cách ngắn hai tâm hai nguyên tử đồng mạng, biết nguyên tử đồng có bán kính 1,28 A b) Tính khối lợng riêng d Cu theo g/cm3 (Cho Cu = 64) 4r = 2.r = 2.1, 28 = 3, 62 A HD: a) a = 4r a = 1 b) Số nguyên tử Cu mạng tinh thể: + = m 4.M Cu 4.64 g dCu = = = = 8,96 g / cm3 23 V a 6, 02.10 (3, 62.10 cm) Bài Phân tử CuCl kết tinh dới dạng lập phơng tâm diện Hãy biểu diễn mạng sở CuCl a) Tính số ion Cu+ Cl - suy số phân tử CuCl chứa mạng tinh thể sở b) Xác định bán kính ion Cu+ Cho: d(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl = 1,84 A ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5 Bài Từ nhiệt độ phòng đến 1185K sắt tồn dạng Fe với cấu trúc lập phơng tâm khối, từ 1185K đến 1667K dạng Fe với cấu trúc lập phơng tâm diện 293K sắt có khối lợng riêng d = 7,874g/cm3 a) Hãy tính bán kính nguyên tử Fe b) Tính khối lợng riêng sắt 1250K (bỏ qua ảnh hởng không đáng kể dãn nở nhiệt) 44 Thép hợp kim sắt cacbon, số khoảng trống nguyên tử sắt bị chiếm nguyên tử cacbon Trong lò luyện thép (lò thổi) sắt dễ nóng chảy chứa 4,3% cacbon khối lợng Nếu đợc làm lạnh nhanh nguyên tử cacbon đợc phân tán mạng lới lập phơng nội tâm, hợp kim đợc gọi martensite cứng dòn Kích thớc tế bào sơ đẳng Fe không đổi c) Hãy tính số nguyên tử trung bình C tế bào sơ đẳng Fe với hàm lợng C 4,3% d) Hãy tính khối lợng riêng martensite (cho Fe = 55,847; C = 12,011; số N = 6,022 1023 ) HD: a) Số nguyên tử Fe mạng sở lập phơng tâm khối là: m 2.55,847 2.55,847 d Fe = = a = = 2,87.10 cm = 2,87 A V 6, 022.1023.a 6, 022.1023.7,874 a = 1, 24 A b) nhiệt độ 1250 sắt tồn dạng Fe với cấu trúc mạng lập phơng tâm diện 4.55,847 g = 8,58 g / cm3 Ta có: a = 2.r = 2.1, 24 = 3,51 A ; d Fe = 23 6, 022.10 (3,51.10 cm) c) Số nguyên tử trung bình C tế bào sơ đẳng Fe là: mC %C.mFe 4,3.2.55,847 = = = 0, 418 12, 011 % Fe.12, 011 95, 7.12, 011 (2.55,847 + 0, 418.12, 011) g = 8, 20 g / cm3 d) Khối lợng riêng martensite: 23 6, 022.10 (2,87.10 cm) a = 4r r = Bài a) Hãy vẽ sơ đồ mô tả cấu trúc tế bào sơ đẳng kim cơng b) Biết số mạng a = 3,5 A Hãy tính khoảng cách nguyên tử C nguyên tử C láng giềng gần Mỗi nguyên tử C nh đợc bao quanh nguyên tử khoảng cách đó? c) Hãy tính số nguyên tử C tế bào sơ đẳng khối lợng riêng kim cơng Bài Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phơng tâm mặt ion Na +, ion Cl- chiếm lỗ trống tám mặt ô mạng sở ion Na +, nghĩa có ion Cl- chiếm tâm hình lập phơng Biết cạnh a ô mạng sở 5,58 A Khối lợng mol Na Cl lần lợt 22,99 g/mol; 35,45 g/mol Tính : a) Bán kính ion Na+ b) Khối lợng riêng NaCl (tinh thể) III.1.9 Bài tập tổng hợp Bài 1(Đề thi chọn HSGQGVN bảng A-2002) áp dụng thuyết lai hóa giải thích kết thực nghiệm xác định đợc BeH2, CO2 phân tử thẳng HD: + BeH2, cấu hình electron nguyên tử : H 1s 1; Be 1s22s2 Be nguyên tử trung tâm lai hóa sp Hai obitan lai hóa sp nằm trục z, obitan xen phủ với obitan 1s H tạo liên kết H Be H (2 obitan p khiết Be không tham gia liên kết) 45 + CO2: Cấu hình electron: C 1s22s22p2 ; O 1s22s22p4 Nguyên tử trung tâm C lai hóa sp: 1AO2s + 1AO2pz tạo hai AO lai hóa sp C hai obitan khiết 2px 2py Khi tham gia liên kết obitan lai hóa sp C xen phủ với obitan p z O tạo hai liên kết obitan p khiết C xen phủ với obitan nguyên chất oxi tạo liên kết ( xx ; yy) nên hai liên kết hai mặt phẳng vuông góc với chứa liên kết Vậy CO2: O= C =O x x x x x x y O C y O z y O y y C O z y Bài (Đề thi chọn HSGQGVN bảng A-2003) 1) Nhôm clorua hòa tan vào số dung môi bay nhiệt độ không cao tồn dạng đime (Al 2Cl6) nhiệt độ cao (7000C) đime bị phân li thành monome (AlCl 3) Viết công thức cấu tạo Liuyt phân tử đime monome; cho biết kiểu lai hóa nguyên tử nhôm, kiểu liên kết phân tử; Mô tả hình học phân tử 2) Phân tử HF phân tử H 2O có momen lỡng cực, phân tử khối gần (HF : 1,91D , 20đv.C ; H2O: 1,84D , 18đv.C); nhng nhiệt độ nóng chảy hiđroflorua -830C thấp nhiều so với nhiệt độ nóng chảy nớc đá 00C, giải thích ? HD: 1) *) Công thức Liuyt phân tử monome đime: Cl Cl monome Cl Al Cl ; dime Al Cl Cl Al Cl Cl Cl *) Kiểu lai hóa nguyên tử nhôm: Trong AlCl sp2 Al có cặp electron hóa trị Trong Al2Cl6 sp3 Al có cặp electron hóa trị *) Liên kết phân tử: AlCl có liên kết cộng hóa trị có cực nguyên tử Al với nguyên tử Cl; Al 2Cl6: nguyên tử Al tạo liên kết cộng hóa trị có cực với nguyên tử Cl liên kết cho nhận với nguyên tử Cl ( Al: nguyên tử nhận; Cl nguyên tử cho), nguyên tử Cl có nguyên tử Cl có hai liên kết liên kết cộng hóa trị thông thờng liên kết cho nhận *) Cấu trúc hình học 46 Phân tử AlCl3: Nguyên tử Al lai hóa sp2 (tam giác phẳng) nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng, đều, nguyên tử Al tâm nguyên tử Cl đỉnh tam giác Cl 1200 Al Cl Phân tử Al2Cl6: Cấu trúc tứ diện ghép Mỗi nguyên tử Al tâm tứ diện, nguyên tử Cl đỉnh tứ diện Có nguyên tử Cl đỉnh chung tứ diện 1200 1200 Cl O O O O O Al O Cl O M = 20 2) *) Phân tử H F tạo liên kết hidro H F - ; = 1,91 Debye M = 18 H O H tạo liên kết hidro H O = 1,84 Debye * Nhiệt độ nóng chảy chất rắn với mạng lới phân tử (nút lới phân tử) phụ thuộc vào yếu tố: - Khối lợng phân tử lớn nhiệt độ nóng chảy cao - Lực hút phân tử mạnh nhiệt độ nóng chảy cao Lực hút phân tử gồm: lực liên kết hiđro, lực liên kết Vanđecvan (lực định hớng, lực khuếch tán) *Nhận xét: HF H2O có momen lỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần có liên kết hiđro bền, hai chất rắn phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ nhau, HF có nhiệt độ nóng chảy phải cao nớc (vì HF mo men lỡng cực lớn hơn, phân tử khối lớn hơn, liên kết hiđro bền hơn) Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc (H2O) = 00C > Tnc(HF) = - 830C * Giải thích: Mỗi phân tử H-F tạo đợc liên kết hiđro với phân tử HF khác hai bên H-F H-F H-F Trong HF rắn phân tử H-F liên kết với nhờ liên kết hiđro tạo thành chuỗi chiều, chuỗi liên kết với lực Vanđecvan yếu Vì đun nóng đến nhiệt độ không cao lực Vanđecvan chuỗi bị phá vỡ, đồng thời phần liên kết hiđro bị phá vỡ nên xảy tợng nóng chảy Mỗi phân tử H-O-H tạo đợc liên kết hiđro với phân tử H 2O khác nằm đỉnh tứ diện Trong nớc đá phân tử H2O liên kết với phân tử H 2O khác tạo thành mạng lới không gian chiều Muốn làm nóng chảy nớc đá cần phải phá vỡ mạng lới không gian ba chiều với số lợng liên kết hiđro nhiều so với HF rắn đòi hởi nhiệt độ cao Bài (Đề thi chọn HSGQGVN bảng A-2004) 47 1) Trong số phân tử ion: CH 2Br2, F-, CH2O, Ca2+, H3As, (C2H5)2O Phân tử ion tạo liên kết hiđro với phân tử nớc ? Hãy giải thích viết sơ đồ mô tả hình thành liên kết 2) a) 238U tự phân rã liên tục thành đồng vị bền chì Tổng cộng có hạt đợc phóng trình Hãy giải thích viết phơng trình phản ứng chung trình b) Uran có cấu hình electron [Rn]5f 36d17s2 Nguyên tố có electron độc thân ? Có thể có mức oxi hóa cao ? 3) Trong nguyên tố ion dơng tơng ứng có từ electron trở lên, electron chuyển động trờng lực đợc tạo từ hạt nhân nguyên tử electron khác Do trạng thái cấu hình electron có trị số lợng Với nguyên tử Bo (số đơn vị điện tích hạt nhân Z = 5) trạng thái có số liệu nh sau: Cấu hình Năng lợng (eV) Cấu hình Năng lợng (eV) electron electron 1s -340,000 1s22s2 -660,025 2 1s -600,848 1s 2s 2p -669,800 1s 2s -637,874 Trong đó: eV đơn vị lợng; dấu - biểu thị lợng tính đợc electron chịu lực hút hạt nhân a) Hãy trình bày chi tiết kết tính trị số lợng ion hóa có nguyên tử Bo theo eV dùng kiện cho bảng b) Hãy nêu nội dung giải thích qui luật liên hệ l ợng ion hóa 4) Năng lợng liên kết N N 163 kJ/mol, N N 945 kJ/mol Từ nguyên tử N tạo phân tử N4 tứ diện phân tử N2 thông thờng Trờng hợp thuận lợi ? Hãy giải thích HD: 1) Các vi hạt CH2Br2, Ca2+, H3As nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liên kết hiđro với phân tử nớc Các vi hạt F - , CH2O, (C2H5)2O có nguyên tử âm điện mạnh nên tạo liênkết hiđro với phân tử nớc: Cõu 1: Vit cụng thc Lewis, d oỏn (cú gii thớch ngn gn) dng hỡnh hc v trng thỏi lai húa ca nguyờn t trung tõm cỏc phõn t v ion sau: SO2; SO3; SO42- ; SF4; SCNCõu 2: 48 Phõ n t Cụng thc Lewis SO2 S O O O SO3 S O SO4 2- - Dng lai húa ca NTTT Dng hỡnh hc ca phõn t sp2 Gp khỳc AX3 sp2 Tam giỏc u AX4 sp3 T din AX4 E sp3d Cỏi bp bờnh Sp ng thng O O Cụn g thc cu trỳc AX2 E O S O SF4 F O S F F F SC AX2 S C N N Cõu Liờn kt húa hc v cu trỳc phõn t Phõn t M trng thỏi khớ cú cụng thc XY n cú tng s ht proton l 100 Bit rng X, Y u thuc cựng chu k a) Xỏc nh phõn t v cu trỳc ca M So sỏnh cỏc liờn kt X-Y phõn t ú Gii thớch b) Trờn thc t, M trng thỏi rn l hp cht ion v cú cụng thc phõn t l X 2Y2n Hóy xỏc nh cỏc ion to nờn phõn t M v cho bit cu trỳc ca cỏc ion ú Trờn c s ú cho bit trng thỏi lai hoỏ ca X phõn t M Hng dn gii a) X, Y l nguyờn t thuc chu k 3: Z = 11 - 17 (B qua Ar (Z = 18) khớ him) Vỡ th ta cú Ztb = 100/(1 + n) [11-17] => 100/17 < n + < 100/11 => n Mt khỏc, s liờn kt m nguyờn t chu k to vi cỏc nguyờn t khỏc => n => Liờn kt gia X vi Y l liờn kt n ú Y l halogen => Y l Cl Ta cú: ZX + 17n = 100 => 11 < 100 - 17n < 17 => n = 5; ZX = 15 49 Vy: X l P; Y l Cl M : PCl5 P lai húa sp3d Lng thỏp tam giỏc b) M l P2Cl10 [PCl4]-[PCl6]- Cu trỳc: PCl-4: t din u => Lai hoỏ P: sp3 Cu trỳc: PCl-6: bỏt din u => Lai hoỏ P: sp3d2 Cõu 2: 1/ Trong s cỏc hp cht cacbonyl halozenua COX2 , ngi ta ch cú th iu ch c cht cacbonyl halozenua l : cacbonyl florua COF2 , cacbonyl clorua COCl2 , cacbonyl bromua COBr2 a Vỡ khụng iu ch c COI2 ? b So sỏnh gúc liờn kt ca cỏc phõn t cacbonyl halozenua trờn ? 2/ Xỏc nh cu trỳc phõn t ca cỏc phõn t v ion sau ng thi cho bit kiu lai húa cỏc AO húa tr ca nguyờn t trung tõm: SOF4, TeCl4, BrF3, I3-, ICl4-? 1.a phõn t COX2 , tng kich thc v gim õm in ca X lm 0.25 gim bn ca liờn kt C-X Do ú phõn t COI rt khụng bn , v khụng tn ti 1.b Phõn t COX2 phng, nguyờn t trung tõm C trng thỏi lai hoỏ sp2 O 0,5 O=C O Gc OCX > 120o cũn gúc XCX < 120o vỡ liờn kt C=O l liờn kt ụi, cũn liờn kt C-X l liờn kt n.Khi õm in ca X tng thỡ cp electron liờn kt b hỳt mnh v phớa X Do ú gúc XCX gam, gúc OCX tng Cht Trng thỏi lai húa SOF4 TeCl4 BrF3 I -3 ICl-4 sp3d sp3d sp3d sp3d sp3d2 Dng hỡnh hc ca phõn t lng thỏp tam giỏc thỏp vuụng hỡnh ch T thng vuụng phng 0,25 = 1,25 Bi 2: Liờn kt húa hc v cu trỳc phõn t: 1.So sỏnh nhit sụi ca H2O v HF Gii thớch 2.So sỏnh gúc liờn kt cỏc phõn t sau õy: PF3; PCl3; PBr3; PI3 Gii thớch 3.Lc baz ca NH3 ln hn so vi PH3, ú NF3 li kộm hn so vi PF3 Gii thớch 50 4.Gii thớch to phõn t BeF2 cú th phn ng vi ion F- to sn phm BeF42- Vit cụng thc Lewis, cu trỳc hỡnh hc ca BeF42- 1.Nhit sụi ca H2O > HF H2O to c liờn kt H kiu khụng gian ba chiu HF ch to c liờn kt H kiu mch thng (2 chiu) 2.Gúc liờn kt phõn t PF < PCl3 < PBr3 < PI3 õm in ca F > Cl > Br > I nờn cp e dựng chung lch v phớa nguyờn t P cng nhiu dn n lc y gia cỏc cp e liờn kt cng nhiu 3.Lc baz ca NH3 ln hn PH3 õm in ca nguyờn t N > P dn n mt electron trờn nguyờn t N cao hn so vi P Tớnh baz NF3 li kộm hn so vi PF3 trờn nguyờn t N mt electron gim mnh F cú õm in ln hỳt cp e liờn kt v phớa F Nguyờn t P phõn t PF mt electron tng lờn cú liờn kt gia AO p ca F cho vo AO d ca P BeF2 cú th phn ng vi ion F- to sn phm BeF42- nguyờn t Be cũn 2AO trng cú th nhn c cp e t ca F- Cụng thc Lewis ca BeF42- nh sau: Nguyờn t Be lai húa sp3, phõn t dng hỡnh t din u Cõu Liờn kt hoỏ hc, cu trỳc phõn t (2,0 im) Cho nguyờn t A,B,C Nguyờn t ca nguyờn t A cú electron cui cựng ng vi bn s lng t n = 3, l = 1, m = 0, m s = -1/2 Hai nguyờn t B, C to thnh cation X + cha nguyờn t, cú tng s ht mang in ion l 21 Vit cu hỡnh electron nguyờn t v xỏc nh v trớ ca A,B,C bng tun hon Hai nguyờn t B,C to thnh hp cht M N l hp cht khớ ca A vi hidro Dn N vo nc thu c dung dch axit N Cho M tỏc dng vi dung dch N to thnh hp cht R Cho bit trng thỏi lai húa ca nguyờn t trung tõm R Cho bit R c hỡnh thnh bng liờn kt gỡ? -Theo gi thit A l Cl ( n = 3, l = 1, m = 0, ms = -1/2) - Cation X+ cha nguyờn t , cú s ht proton trung bỡnh l 21/ ( 2.5) = 2,1 => ion Ny phi cha H nờn ch cú th l NH4+ Vy B,C l H v N Cu hỡnh e: Cl: 1s22s22p63s23p5 chu kỡ 3, nhúm VIIA, stt 17 H 1s1 chu kỡ 1, nhúm IA, stt 2 N 1s 2s 2p Chu kỡ 2, nhúm VA, stt - Hp cht M to t B,C l NH3 Hp cht khớ ca A vi H l HCl, dung dch axit N l HCl Cho M tỏc dng vi N c R : NH3 + HCl NH4Cl Nguyờn t trung tõm R l N N trng thỏi lai húa sp3 51 Liờn kt R gm cỏc liờn kt ion, cng húa tr v cho nhn Cõu 2: Liờn kt húa hc - cu trỳc phõn t X l nguyờn t thuc nhúm A, hp cht vi hidro cú dng XH Electron cui cựng trờn nguyờn t X cú tng bn s lng t bng 4,5 (Quy c t -l n +l) a) Vit cu hỡnh electron ca nguyờn t X b) iu kin thng XH3 l mt cht khớ X to vi oxi mt s phõn t v ion sau: XO 2, Hóy vit cụng thc Lewis, cho bit trng thỏi lai húa ca nguyờn t trung tõm, d oỏn dng hỡnh hc ca cỏc phõn t v ion trờn, ng thi sp xp cỏc gúc liờn kt chỳng theo chiu gim dn Gii thớch c) Hóy so sỏnh gúc liờn kt v momen lng cc ca XH3 v XF3 Gii thớch d) Cho cỏc cht sau: XF3, CF4, NH3 Cỏc cht trờn cú tỏc dng vi hay khụng? Nu cú hóy vit phng trỡnh (gii thớch) Cõu Ni dung X thuc nhúm A, hp cht vi hidro cú dng XH3 X thuc nhúm IIIA hoc VA TH1: X thuc nhúm IIIA Ta cú s phõn b electron vo obitan nh sau 1.a Vy electron cui cựng cú l = 1; m = -1, ms = +1/2 n = Cu hỡnh electron nguyờn t: 1s22s22p63s23p63d104s24p1 TH2: X thuc nhúm VA Ta cú s phõn b electron vo obitan nh sau Vy electron cui cựng cú l = 1; m = 1, ms = +1/2 n = Cu hỡnh electron nguyờn t: 1s22s22p3 XH3l cht khớ, nờn X l Nit NO2 O N + O N O N 1.b O 1320 Lai húa sp2 dng gúc NO2+ O NO2 O + N O O 1150 lai húa sp2 dng gúc lai húa sp dng ng thng Trong NO2, trờn N cú 1electron khụng liờn kt, cũn kt nờn tng tỏc y mnh hn gúc liờn kt ONO 1.c O N O O Vy gúc liờn kt: N O trờn N cú cp electron khụng liờn nh hn NO2 > NO2 > N NH3 v NF3 u trng thỏi lai húa sp3 +) Trong NH3 liờn kt N-H phõn cc v phớa N lm cỏc ụi electron liờn kt trung vo nguyờn 52 t N, tng tỏc y gia cp electron t vi cỏc cp electron liờn kt mnh Trong NF3 liờn kt N-F phõn cc v phớa F lm cỏc ụi electron liờn kt xa nguyờn t N, tng tỏc y gia cp electron t vi cỏc cp electron liờn kt yu gúc liờn kt HNH ln hn FNF +) NH3: chiu phõn cc ca ụi e cha liờn kt NH cựng chiu vi vect momen phõn cc ca cỏc liờn kt N-H NF3: chiu phõn cc ca ụi e cha liờn kt NH3 ngc chiu vi vect momen phõn cc ca cỏc liờn kt N-F momen lng cc ca NH3 > NF3 1.d 53 ... tính Cm (coulomb.met) Với phân tử momen lỡng cực có giá trị nhỏ nên ngời ta thờng tính theo D (Debye) với qui ớc : 1D = 10-29 Cm Lỡng cực liên kết: liên kết ion liên kết cộng hóa trị phân cực... HCO = 122 , góc HCH = 116 Bài 12: Cho phân tử SCl2, F2O, Cl2O với trị số góc đo đợc 1110, 1030, 1050 Hỏi góc nào? Giải thích Hớng dẫn : dựa vào trạng thái lai hoá nguyên tử C trung tâm chênh lệch... nguyên tử trung tâm ã ã lực đẩy yếu góc liên kết nhỏ ClSCl < FOF ã ã ã Vậy ClSCl = 103 ; = 105 ; = 111 FOF ClOCl Nhận xét : Bài tập yêu cầu hs vận dụng tổng hợp lí thuyết cấu tạo nguyên