Lai hoa ocbitan - Hoa 10

Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Nội dung sách giáo khoa hoá học lớp 10 nâng cao đưa vào một số vấn đề mới so với chương trình cũ, trong đó có phần: Sự xen phủ và sự lai hoá các obitan. Một vấn đề khó và trừu tượng không những đối với học sinh mà nhiều giáo viên cũng khá lúng túng. Nên dạy như thế nào? truyền thụ những vấn đề gì về sự xen phủ và lai hoá; làm thế nào để học sinh dễ hiểu dễ vận dụng, phù hợp với chương trình kiến thức sách giáo khoa? Để góp phần nâng cao chất lượng đổi mới phương pháp dạy học, xin mạnh dạn giới thiệu đóng góp một phần kinh nghiệm bản thân qua đề tài: “ Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan trong hoá học lớp 10 nâng cao” II. CƠ SỞ THỰC TIỄN VÀ KHOA HỌC: A. Cơ sở thực tiễn: Sự lai hoá các obitan nguyên tử là khái niệm quan trọng nhất của thuyết hoá trị định hướng, được Pau – linh đưa ra để giải thích sự định hướng cũng như độ bền của liên kết ở nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ (đặc biệt là phức chất ) Lai hoá các obitan là một vấn đề mới mà rất trừu tượng, cùng với sự xen phủ các obitan – chúng là những vấn đề được đưa ra sau khi học sinh đã được hình thành khái niệm về các loại liên kết. Đây là những vấn đề được phát triển thêm theo quan điểm hiện đại: Thuyết liên kết hoá trị – cụ thể là: - Liên kết hoá học được tạo nên bởi cặp electron có spin ngược chiều nhau của 2 nguyên tử. Trong đó sự xen phủ giữa những obitan của hai nguyên tử tạo nên một vùng có mật độ điện tích cao dẫn đến sự giảm thế năng của hệ, nghĩa là liên kết được hình thành. - Liên kết được hình thành theo phương trong không gian mà khả năng xen phủ giữa các obitan nguyên tử là cực đại. - Hai obitan nguyên tử xen phủ với nhau càng nhiều thì liên kết được tạo ra càng bền. Sự xen phủ các obitan và lai hoá các obitan là những nội dung khó đối với học sinh nhưng đây là vấn đề mới , dễ hấp dẫn các em. Đối với giáo viên, việc hiểu sâu sắc về bản chất vấn đề để từ đó với nghiệp vụ sư phạm của mình làm cho các em hiểu khái niệm về sự xen phủ các obitan, sự lai hoá các obitan nguyên tử, nắm được một số kiến thức lai hoá điển hình và vận dụng kiến thức lai hoá để giải thích dạng hình học của phân tử là vấn đề không đơn giản. B. Cơ sở khoa học: 1. Sự xen phủ obitan: Thuyết liên kết hoá trị (viết tắt là thuyết VB ) và thuyết obitan phân tử (viết tắt là thuyết MO ) đều lấy mức độ xen phủ của các obitan nguyên tử làm tiêu chuẩn quan trọng để mô tả liên kết. 1 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao Những trường hợp mà các obitan xen phủ nhau nhiều, sự xen phủ dương làm tăng xác suất tìm thấy electron vùng nằm giữa hai hạt nhân dẫn đến sự hút nhau giữa hai nguyên tử tạo nên liên kết mạnh. Ví dụ: + + + + _ _ + + _ s - s s - p p - p + _ + + _____ + _ _ _ + p - p p - d Ngược lại sự xen phủ âm làm giảm xác suất tìm thấy của các electron ở vùng nằm giữa hai hạt nhân dẫn đến sự đẩy nhau giữa hai nguyên tử và liên kết không được hình thành. Ví dụ: + _ + _ + _ + s - p p - p Ngoài ra còn có sự xen phủ triệt tiêu, tuy có sự xen phủ giữa các obitan nguyên tử nhưng không tạo ra lực đẩy hay hút giữa hai nguyên tử nghĩa là các nguyên tử ở trạng thái không liên kết. Ví dụ: + + _ + _ + _ _ + s - p p - d 2 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao 2. Quan niệm về sự lai hoá: Obitan nguyên tử là một hàm toán học nên hình dạng các obitan nguyên tử được biểu diễn bằng mô hình toán học. Chẳng hạn obitan p hình số 8 nổi; nghĩa là mật độ xác suất tìm thấy electron p là khối số 8 nổi- đây là một biểu thức toán học , không phải là electron chuyển động theo hình số 8 nổi. Qua thực nghiệm cho thấy 4 liên kết C – H trong phân tử CH 4 giống hệt nhau và có góc liên kết HCH = 109 0 28 ’ , Slây - tơ và Pau- linh đã đề ra quan niệm lai hoá của các obitan trong một nguyên tử. Theo đó - khi tạo thành liên kết, những electron hoá trị của một nguyên tử không tham gia một cách riêng rẽ với nhau mà các hàm sóng của chúng tức là các obitan nguyên tử trộn lẫn với nhau hay nói một cách toán học là chúng tổ hợp với nhau thành những tổ hợp tốt nhất để có thể tạo nên liên kết bền hơn. Các tổ hợp tốt nhất đó là các hàm sóng tương đương nhau, trong mỗi hàm có một phần giống nhau của obitan này và một phần giống nhau của obitan khác của nguyên tử. Chẳng hạn trong ví dụ trên: 4 hàm sóng tương đương của C là 4 obitan lai hoá sp 3 ; trong đó mỗi obitan lai hoá chứa một phần như nhau của obitan 2s ( 4 1 Ψ 2 2s ) và một phần như nhau của obitan 2p ( 4 3 Ψ 2 2p ) Hiện tượng tổ hợp giữa các obitan trong một nguyên tử gọi là hiện tượng lai hoá. Các hàm sóng tương đương với nhau được tổ hợp nên gọi là obitan lai hoá. Những obitan lai hoá của một nguyên tử có kích thước và hình dạng hoàn toàn giống nhau nhưng chỉ khác nhau về phương ở trong không gian. 3. Các kiểu lai hoá thường gặp: 3.1.Lai hoá sp: Ví dụ: Xét sự lai hoá của obitan s và obitan p (ví dụ obitan pz ) . Giữa 2 obitan đó có 2 tổ hợp: sp Ψ a = 2 1 ( s Ψ + p Ψ ) sp Ψ b = 2 1 ( s Ψ - p Ψ ) Obitan s mang dấu dương còn obitan p có phần dương và phần âm. Cộng hai obitan này lại sẽ được obitan lai hoá thứ nhất nằm dọc trục z; phần dương của nó lớn ra và nằm trong phần dương của trục z, còn phần âm bé lại và nằm trong phần âm của trục z. Ngược lại tổ hợp trừ của hai obitan s và p cho một obitan lai hoá thứ hai có kích thước và hình dạng giống với obitan lai hoá thứ nhất ; cùng nằm trên trục z nhưng có chiều ngược lại. Trục hai obitan lai hoá làm với nhau một góc 180 0 . Mỗi obitan có kích thước lớn hơn về một phía cho nên có thể tạo nên liên kết bền hơn so với liên kết tạo nên bởi riêng obitan s hay obitan p. 3 s p z s s + p z s + + + s + p z s s z z Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao sp a + -_ + + _ sp b Lai hoá sp được gặp trong phân tử BeH 2 , C 2 H 2 , BeCl 2 …Kiểu lai hoá sp xảy ra khi tạo thành muối halogenua của các nguyên tố như Be, Zn ,Cd, Hg…Nguyên tử những nguyên tố này ở trạng thái cơ bản có 2 electron đã ghép đôi- khi bị kích thích thì 1 electron s chuyển thành electron p và nguyên tử có 2 electron độc thân. Để tạo thành liên kết với các nguyên tử halogen hai hàm sóng các electron s và p nghĩa là các obitan s và p tổ hợp với nhau tạo thành 2 obitan lai hoá sp, mỗi obitan lai hoá có một electron độc thân. Hai obitan lai hoá đó nằm trên cùng một đường thẳng sẽ xen phủ với 2 obitan p cùng nằm trên đường thẳng- ví dụ phân tử BeCl 2 : _ + + + + _ Còn với phân tử BeH 2 lại có sự xen phủ của 2 obitan lai hoá sp của nguyên tử Be với 2 obitan s của 2 nguyên tử H + + + + 3.2. Lai hoá sp 2 : Đây là sự tổ hợp của obitan s và 2 obitan p tạo nên 3 obitan lai hoá sp 2 nằm trong cùng một mặt phẳng và làm với nhau những góc 120 0 . Giả sử hai obitan p tham gia tổ hợp là px và py ; một trong ba obitan lai hoá sp 2 đó nằm trên trục x ; các obitan lai hoá có các hàm sóng như sau: 2sp Ψ a = 3 1 ( s Ψ + 2 Ψ px ) 2sp Ψ b = 3 1 ( s Ψ - px Ψ 2 1 + py Ψ 2 3 ) 4 Cl Be Cl H Be H Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao 2sp Ψ c = 3 1 ( s Ψ - px Ψ 2 1 - py Ψ 2 3 ) Kiểu lai hoá sp 2 xẩy ra khi tạo thành các hợp chất của nguyên tố B chẳng hạn; ở trạng thái kích thích, nguyên tử B có 3 electron độc thân: 1 electron s và 2 electron p. Nhờ sự lai hoá sp 2 , nguyên tử B có 3 obitan lai hoá giống nhau, có trục nằm trong cùng một mặt phẳng và làm với nhau những góc 120 0 . Mỗi obitan lai hoá có một electron độc thân đã xen phủ với obitan nguyên tử nguyên tố khác để tạo thành liên kết. Nếu nguyên tố khác là nguyên tố F chẳng hạn thì phân tử BF 3 có cấu tạo hình tam giác đều với nguyên tử B nằm ở trọng tâm của tam giác và 3 nguyên tử F ở ba đỉnh của tam giác. Kiểu lai hoá này còn gặp trong các phân tử như C 2 H 4 … 5 F F F F B x 120 0 120 0 sp a 2 sp c 2 sp b 2 y Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao Năm liên kết σ nằm trong cùng một mặt phẳng, bao gồm 4 liên kết C – H và một liên kết C- C. Các góc liên kết HCH, HCC đều có giá trị 120 0 . Hai obitan p cuối cùng không tham gia lai hoá của nguyên tử C sẽ xen phủ với nhau để tạo nên liên kết Π C – C 3.3 Lai hoá sp 3 : Đây là sự tổ hợp của obitan s và 3 obitan p tạo nên 4 obitan lai hoá sp 3 giống nhau về kích thước và hình dạng hướng tới 4 đỉnh của một tứ diện đều mà tâm là hạt nhân nguyên tử. Trục các obitan làm với nhau những góc 109 0 28 | và tứ diện đều có được khi ta lấy các đỉnh đối diện của một hình lập phương mà tâm là hạt nhân nguyên tử. Phương của 4 obitan lai hoá sp 3 Nếu quy ước hệ toạ độ của nguyên tử đó như hình trên thì các obitan lai hoá sp 3 có các hàm sóng như sau: 3sp Ψ a = 2 1 ( s Ψ + px Ψ + py Ψ + pz Ψ ) 3sp Ψ c = 2 1 ( s Ψ + px Ψ - py Ψ - pz Ψ ) 3sp Ψ b = 2 1 ( s Ψ - px Ψ - py Ψ + pz Ψ ) 3sp Ψ d = 2 1 ( s Ψ - px Ψ + py Ψ - pz Ψ ) Kiểu lai hoá sp 3 xảy ra khi tạo thành các hợp chất của các nguyên tố như C, Si, Ge, … ví dụ: CH 4 , H 2 O, NH 3 … 6 sp c 3 sp d 3 sp b 3 y z x sp a 3 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao Chẳng hạn : Phân tử NH 3 có dạng khối tứ diện, nguyên tử N làm đỉnh và 3 nguyên tử H ở đỉnh của tam giác đều làm đáy: . . N Nguyên tử N ở trạng thái lai hoá sp 3 . Một obitan lai hoá có cặp electron không liên kết, còn 3 obitan lai hoá khác mỗi obitan có một electron độc thân xen phủ với obitan 1s có electron độc thân của 3 nguyên tử H tạo thành 3 liên kết σ . Ngoài ra khi có obitan d tham gia lai hoá thì còn có các kiểu lai hoá dsp 2 ,sp 3 d, sp 3 d 2 … 4. Điều kiện để trạng thái lai hoá obitan của nguyên tử xảy ra và tạo được liên kết bền: - Các obitan chỉ được lai hoá với nhau khi năng lượng của chúng xấp xỉ bằng nhau. - Mật độ electron của các obitan nguyên tử tham gia lai hoá phải đủ lớn để độ xen phủ của obitan lai hoá với obitan nguyên tử khác đủ lớn để tạo ra liên kết bền. III. NỘI DUNG KHAI TH ÁC: 1. Sự xen phủ obitan: Sách giáo khoa Hoá 10 nâng cao khi đề cập đến vấn đề xen phủ của các obitan thì có nêu sự hình thành các phân tử: H 2 , Cl 2 , HCl, H 2 S do sự hình thành một hay nhiều cặp electron dùng chung. Sự hình thành liên kết trong phân tử H 2 : đó là do 2 obitan 1s của hai nguyên tử H xen phủ với nhau tạo thành một vùng xen phủ giữa hai hạt nhân nguyên tử. Xác suất có mặt của các electron tập trung chủ yếu ở khu vực giữa hai hạt nhân. Vì vậy ngoài lực đẩy tương hỗ giữa hai proton và hai electron còn có lực hút giữa các electron với hai hạt nhân hướng về tâm nguyên tử. Liên kết cộng hoá trị giữa hai nguyên tử H trong phân tử H 2 là một liên kết hoá học bền. Cần hiểu rõ hơn là theo thuyết MO, trong phân tử H 2 quan hệ giữa những obitan nguyên tử 1sa , 1sb với những obitan phân tử σ slk , σ s * được trình bày ở giản đồ năng lượng. 7 H H H Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao . + . Hai electron trong phân tử H 2 được xếp vào obitan phân tử σ s lk do đó cấu hình electron phân tử H 2 là ( σ slk ) 2 nên phân tử H 2 bền. Trong phân tử Cl 2 có sự xen phủ giữa 2 obitan p chứa electron độc thân của mỗi nguyên tử Cl. Còn trong phân tử HCl, liên kết hoá học hình thành nhờ sự xen phủ giữa obitan 1s của nguyên tử H và obitan 3p có 1 electron độc thân của nguyên tử Cl. Nội dung bài 18 sau phần lai hoá có giới thiệu thêm sự xen phủ trục và sự xen phủ bên; Xen phủ trục là sự xen phủ mà trục các obitan tham gia liên kết trùng với đường nối tâm của hai nguyên tử. + + _ + + _ + + _ Sự xen phủ trục tạo nên liên kết σ bền vững. Trong các phân tử Cl 2 , HCl ở trên đều có sự xen phủ trục, vì thế đều tạo ra liên kết bền ( liên kết σ ). Còn sự xen phủ trong đó trục các obitan liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết gọi là sự xen phủ bên. + + _ _ Sự xen phủ bên tạo nên liên kết Π kém bền. Chúng ta cần lưu ý rằng chỉ có sự xen phủ dương mới dẫn đến sự hút nhau giữa hai nguyên tử và tạo nên liên kết mạnh. Giáo viên có thể ngộ nhận trường hợp nào có sự xen phủ đều tạo liên kết; nhưng thực tế chỉ có những trường hợp sau mới tạo nên liên kết: 8 1s a 1s b s * s lk + - Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao _ _ _ + + + + + + + + _ _ _ + ở bài “Liên kết cộng hoá trị”, khi nói đến sự hình thành phân tử H 2 S, từ sự xen phủ của obitan 1s của hai nguyên tử H với hai obitan 2p của nguyên tử S thì đáng lẽ góc liên kết HSH phải là 90 0 do hai obitan p của nguyên tử S có trục tạo với nhau một góc 90 0 nhưng trên thực tế góc liên kết HSH là 92 0 . ở đây cần phải hiểu rằng sự sai lệch trên thực nghiệm so với lý thuyết là do có sự phân cực liên kết. Tuy nhiên dựa vào sự xen phủ cực đại giữa các obitan nguyên tử s và p có thể giải thích được hình dạng nhiều phân tử nhưng cách giải thích đó hoàn toàn không thể áp dụng cho các nguyên tố như: C, Si, Be, B… và vì thế nên thuyết lai hoá ra đời. 2. Khái niệm về sự lai hoá: Để đưa ra khái niệm về sự lai hoá, sách giáo khoa đã đưa ra ví dụ về phân tử CH 4 Từ công thức cấu tạo của phân tử CH 4 : Giáo viên nên giới thiệu luôn cả mô hình phân tử CH 4 ; Nguyên tử C làm tâm và 4 nguyên tử H là 4 đỉnh của tứ diện đều và các góc liên kết HCH đều bằng 109 0 28 ’ Mà từ cấu hình electron của nguyên tử C * 9 s - s s - p p - p p - p p - d - - + + + - H H H H C H H H C H 2s 1 2s 1 2p 3 C * Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao Thấy rằng 4 electron hoá trị tạo ra 4 liên kết C- H không giống nhau ( gồm 1 electron s và 3 electron p ) mà vẫn tạo được 4 liên kết giống hệt nhau. Để giải thích hiện tượng này các nhà hoá học Slây – tơ và Pau – linh đã đề ra thuyết lai hoá , theo thuyết này đã có sự tổ hợp “trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử, và trong trường hợp trên chính là obitan 2s đã tổ hợp “ trộn lẫn” với 3 obitan 2p để tạo ra 4 obitan lai hoá sp 3 giống hệt nhau, bốn obitan lai hoá này xen phủ với 4 obitan 1s của 4 nguyên tử H tạo ra 4 liên kết C- H hoàn toàn giống nhau. Sự lai hoá obitan nguyên tử là sự tổ hợp “ trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hoá giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian. Khái niệm về tổ hợp “ trộn lẫn” để đỡ trừu tượng đối với học sinh ; chúng ta có thể nhắc đến phương pháp lai trong nông nghiệp để học sinh dễ liên hệ; chẳng hạn cho lai vài giống cây khác nhau để tạo ra một giống mới mang một số đặc tính của cả cây “bố” lẫn cây “mẹ”.ở đây, mỗi obitan lai hoá kết hợp được cả tính chất của các obitan ban đầu tạo nên nó. Ví dụ: Obitan lai hoá sp 3 là kết quả của sự tổ hợp giữa một obitan s và ba obitan p trong một nguyên tử , mỗi obitan lai hoá kết hợp được cả tính chất của obitan s và obitan p sinh ra nó. Khi dạy các kiểu lai hoá thường gặp cần hiểu rõ hơn bản chất của các kiểu lai hoá sp, sp 2 , sp 3 , nhấn mạnh điều kiện để trạng thái lai hoá obitan của các nguyên tử xảy ra và tạo được liên kết bền: - Các obitan chỉ được lai hoá với nhau khi mức năng lượng của chúng xấp xỉ nhau; trong các trường hợp lai hoá thường xẩy ra như sp, sp 2 ,sp 3 thì các electron s và p phải thuộc cùng một lớp - ví dụ như: 2s và 2p. - Mật độ electron của các obitan tham gia lai hoá phải đủ lớn để độ xen phủ của obitan lai hoá với obitan nguyên tử khác đủ lớn để tạo ra liên kết bền; vấn đề này liên quan đến phương và trục của các obitan lai hoá. ở sách giáo khoa lần lượt giới thiệu: Lai hoá sp: Là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 2 obitan lai hoá sp nằm thẳng hàng với nhau hướng về hai phía- lai hoá đường thẳng. Cần cho học sinh thấy rõ những loại hợp chất có kiểu lai hoá sp thường gặp có dạng AB 2 như: BeCl 2 , ZnCl 2 , BeH 2 hay C 2 H 2 … Lai hoá sp là nguyên nhân dẫn đến tính thẳng hàng ( góc liên kết bằng 180 0 ) của các liên kết trong những phân tử trên. Lai hoá sp 2 : Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 2 obitan p của một nguyên tử tạo thành 3 obitan lai hoá sp 2 cùng nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến đỉnh của tam giác đều – lai hoá tam giác.Thực tế hình dạng của phân tử BF 3 là hình dạng tam giác đều nên ta chọn kiểu lai hoá sp 2 để giải thích liên kết. Giáo viên giới thiệu những hợp chất AB 3 có kiểu lai hoá sp 2 thường gặp như BF 3 , BCl 3 , SO 3 hay C 2 H 4 … Lai hoá sp 3 : Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 3 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 4 obitan lai hoá sp 3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của một tứ diện đều – lai 10 [...]... đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao hoá tứ diện Sách giáo khoa giới thiệu kiểu lai hoá sp 3 thường gặp ở các nguyên tử O,N,C như phân tử H2O, NH3,, CH4.…Giáo viên cần giới thiệu luôn dạng phân tử thường gặp kiểu lai hoá này là AB4, ví dụ: CCl4, NH4+ … Ngoài ba kiểu lai hoá sp, sp 2, sp3 đã được học, có thể đề cập thêm cho học sinh giỏi biết thêm các kiểu lai hoá sau: - Lai hoá sp3d (... thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao Nếu phân tử hoặc ion có dạng AX 4E2 chẳng hạn XeF4 phân tử có dạng vuông phẳng Có thể coi tổng m + n là tổng số nhóm định cư xung quanh nguyên tử trung tâm Lúc đó: - Nếu tổng số nhóm định cư xung quanh nguyên tử trung tâm là 2 => lai hoá sp - Nếu tổng số nhóm định cư xung quanh nguyên tử trung tâm là 3 => lai hoá sp2 - Nếu tổng số nhóm định... quanh nguyên tử trung tâm là 4 => lai hoá sp3 - Nếu tổng số nhóm định cư xung quanh nguyên tử trung tâm là 5 => lai hoá sp3d - Nếu tổng số nhóm định cư xung quanh nguyên tử trung tâm là 6 => lai hoá sp3d2 Yêu cầu của học sinh bậc trung học phổ thông là xác định đúng kiểu lai hoá Giáo viên cần nhấn mạnh cho học sinh rằng: ở bậc THPT, khi bài tập nào đó nói đến vấn đề lai hoá của một phân tử nào đó thì... 3AO p + 1AO d => 5 AO sp3d - Lai hoá dsp2 ( vuông phẳng ) 1AO d + 1AO s + 2AO p => 4 AO sp2d - Lai hoá sp3d2 ( lưỡng chóp tứ giác hay bát diện ) 1AOs + 3AO p + 2AO d => 6 AO sp3d2 Thành tựu to lớn nhất của thuyết lai hoá là giải thích hình dạng của một số phân tử Giáo viên cần tổng hợp cho học sinh nắm được một số kiểu phân tử thường gặp có nguyên tử trung tâm thuộc kiểu lai hoá gì? hình dạng phân... hạn: Kiểu phân tử AB2 AB3 AB4 AB4 AB5 AB6 Kiểu lai hoá ở A sp sp2 sp3 dsp2 sp3d sp3d2 Hình dạng Phân tử Đường thẳng Tam giác Tứ diện Vuông Lưỡng chóp Bát diện Góc hoá trị 1800 1200 109 028’ 900 900 và 1200 900 Các phân tử ví dụ BeCl2, ZnCl2, CO2 BF3, BCl3, SO3 CH4, CCl4, NH4+, PtCl4 2-, Cu(NH3)42PCl5 SF6, SiF6 2- Kiểu lai hoá obitan nguyên tử cho thấy số obitan lai hoá được tạo nên đồng thời là số phối trí... trong phân tử đó đã có sự lai hoá các obitan Vấn đề là cần xét xem đó là kiểu lai hoá gì? còn không phải hợp chất cộng hoá trị nào cũng có sự lai hoá * Để áp dụng lý thuyết về sự lai hoá các obitan nguyên tử, giải thích sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử cần cho học sinh làm các bước sau: - Thiết lập công thức cấu tạo phân tử , có lưu ý đến các cặp electron tự do - Xác định tổng số nhóm... đặt vấn đề khi đưa ra khái niệm về sự lai hoá, đó là thuyết lai hoá giải thích được hình dạng của một số phân tử mà theo thuyết liên kết cộng hoá trị thuần tuý sẽ không giải thích được hoặc giải thích bằng thuyết lai hoá sẽ sát với thực nghiệm hơn 14 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao 5 Một số bài tập vận dụng: Ví dụ 1: Dựa vào sự lai hoá, mô tả cấu trúc của các phân tử... giải thích sự lai hoá yêú không rõ rệt.Trong phân tử H2S, nguyên tử S vẫn ở trạng thái lai hoá sp3 F F S H Hai obitan lai hoá, mỗi một có một cặp electron không liên kết còn hai obitan lai hoá còn lai mỗi một có một electron độc thân che phủ với obitan 1s có electron độc thân của hai nguyên tử H tạo thành hai liên kết cộng hoá trị Phân tử có cấu tạo: S 920 H H 17 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan... thuyết lai hoá : ở N trong NF 3 có sự lai hoá sp3 vì N tạo 3 liên kết σ với 3 nguyên tử F và vẫn còn một cặp electron hoá trị chưa tham gia liên kết Vậy phân tử NF 3 có hình tháp tam giác và góc FNF gần bằng góc tứ diện đều ( 109 0 28’ ) Thực nghiệm xác nhận góc FNF gần bằng 102 0, nghĩa là gần với góc tứ diện đều -> vậy cả hai thuyết đều giải thích được cấu hình của phân tử NF 3 nhưng thuyết lai hoá... Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao MỤC LỤC I Lý do chọn đềtài…………………………………………………………… Trang 1 II Cơ sở thực tiễn và khoa học……………………………………… …… 1 A Cơ sở thực tiễn…………………………………………………………………….1 B Cơ sở khoa học…………………………………………………………………….1 1 Sự xen phủ obitan………………………………………………………………… 1 2 Quan niệm về sự lai hoá………………………………………………… 3 3 Các kiểu lai hoá thường gặp……………………………………………………… . các góc liên kết HCH đều bằng 109 0 28 ’ Mà từ cấu hình electron của nguyên tử C * 9 s - s s - p p - p p - p p - d - - + + + - H H H H C H H H C H 2s 1 2s. Ví dụ: + + _ + _ + _ _ + s - p p - d 2 Khai thác vấn đề xen phủ và lai hoá obitan ở Hoá lớp 10 nâng cao 2. Quan niệm về sự lai hoá: Obitan nguyên tử là