1. Trang chủ
  2. » Giáo án - Bài giảng

LIÊN kết hóa học VSEPR LAI hóa

14 2,4K 3

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 14
Dung lượng 4,53 MB

Nội dung

2TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10Công thức Lewis: Cho biết sơ đồ liên kết trong các phân tử.. Nó là liên kết được hình thành giữa nguyên tử hiđro linh động với nguyên t

Trang 1

CHUYÊN ĐỀ 3 LIÊN KẾT HÓA HỌC-CẤU TẠO PHÂN TỬ

A LIÊN KẾT HÓA HỌC

I PHÂN LOẠI LIÊN KẾT HÓA HỌC

Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn Nói cách khác là các nguyên tử chuyển thành phân tử hoặc tinh thể để đạt đến cấu hình electron bền vững của khí hiểm (qui tắc bát tử) Cần lưu ý là có một số trường hợp qui tắc bát tử (octet) không thỏa mãn nhưng phân tử đó vẫn tồn tại

Ví dụ: PCl5 ; SF6 ; NO ; BeH2 ; …

1 Liên kết ion

a) Sự tạo thành ion, cation, anion

- Ion là những phần tử mang điện tích (nguyên tử vốn trung hòa điện do số electron bằng số proton, khi nguyên tử mất bớt hoặc thu thêm electron nó trở thành phần tử mang điện tích gọi là ion)

- Nguyên tử của nguyên tố kim loại nhường electron (thường là toàn bộ electron lớp ngoài cùng) để tạo ion dương (cation)

M  → Mn+ + ne (n = 1, 2, 3)

Ví dụ: 12Mg : 1s22s22p63s 2 ⇒ Mg  → Mg2 + + 2e

- Nguyên tử của nguyên tố phi kim có xu hướng thu thêm để tạo ion âm (anion)

X + ne  → Xn− (n = 1, 2, 3)

Ví dụ: 8O : 1s22s 2 2p 4 ⇒ O + 2e  → O2 −

b) Ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử

- Ion đơn nguyên tử chỉ do một nguyên tử tạo nên còn ion đa nguyên tử là nhóm nguyên tử mang điện tích

2

Mg + : Cation magie

2

O − : Anion oxit

Cl− : Anion clorua

2

S− : Anion sunfua

3

NO− : Anion nitrat

2 3

SO − : Anion sunfit

2 4

SO − : Anion sunfat

2 4

H PO− : Anion đihiđrophotphat

4 ClO− : Anion peclorat

c) Sự tạo thành liên kết ion

- Là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu

- Liên kết ion được hình thành giữa nguyên tử kim loại điển hình và nguyên tử phi kim điển hình

- Đặc điểm của liên kết ion là không có tính định hướng và không có tính bão hòa

- Do liên kết ion rất bền vững nên hợp chất ion đa phần là chất rắn, khó bay hơi, khó nóng chảy, một số hợp chất ion tan được trong nước tạo dung dịch dẫn điện Độ bền vững của liên kết ion phụ thuộc vào bán kính ion, điện tích ion, năng lượng mạng lưới tinh thể, …

Ví dụ: Liên kết ion trong phân tử NaCl được hình thành theo sơ đồ sau

2 Liên kết cộng hóa tri

- Là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hoặc nhiều cặp electron chung Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị

- Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung nằm chính giữa hai nguyên tử gọi là liên kết cộng hóa trị không phân cực (thường là liên cộng hóa trị trong đơn chất)

- Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn gọi là liên kết cộng hóa trị phân cực (thường là liên cộng hóa trị trong hợp chất)

Ví dụ: Xét sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong các phân tử N2; Cl2; HCl; CO2

Trang 2

2TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Công thức Lewis: Cho biết sơ đồ liên kết trong các phân tử Các bước để viết công thức Lewis:

Nguyên tử trung tâm trong phân tử thường là nguyên tử có độ âm điện nhỏ nhất, các nguyên tử H và F

thường ở đầu hoặc cuối (vì chỉ có hóa trị I)

• Sử dụng các cặp electron hóa trị để tạo liên kết giữa các nguyên tử sao cho mỗi nguyên tử có một cộng hóa trị hợp lí và thỏa mãn quy tắc bát tử

3 Liên kết cho-nhận (liên kết phối trí)

- Liên kết cho-nhận là trường hợp riêng của liên kết cộng hóa trị, cặp electron chung chỉ do một nguyên tử đóng góp Liên kết cho-nhận được biểu diễn bằng dấu mũi tên hướng từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận

• Điều kiện hình thành liên cho nhận X→Y:

- Nguyên tử cho (X) có obitan chứa cặp electron tự do

- Nguyên tử nhận (Y) có obitan hóa trị còn trống

Ví dụ: Xét sự hình thành liên kết cho-nhận trong phân tử CO; SO2; HNO3

Công thức phân tử Công thức cấu tạo

SO2

HNO3

4 Liên kết kim loại

- Kim loại ở thể rắn và lỏng xuất hiện ion dương kim loại và các electron tự do Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion dương kim loại do sự tham gia của các electron tự do

• So sánh liên kết kim loại với liên kết cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị

- Liên kết được hình thành bới sự

tham gia của các electron

- Electron dùng chung là những electron hóa trị, do một hoặc hai nguyên tử đóng góp

Liên kết kim loại - Tất cả các electron tự do đều thamgia vào quá trình hình thành liên kết.

• So sánh liên kết kim loại với liên kết ion

Liên kết ion

- Liên kết được hình thành bới lực hút tĩnh điện

- Lực hút tĩnh điện giữa ion dương và ion âm

kim loại và electron tự do

5 Liên kết Van-đec-van

- Là loại liên kết hình thành giữa các phân tử, nguồn gốc của liên kết này là sự tương tác lực hút tĩnh điện giữa các phân tử

- Liên kết Van-đec-van càng mạnh khi sự phân cực giữa các phân tử càng lớn, khối lượng phân tử càng lớn và khoảng cách giữa các phân tử càng nhỏ

Ví dụ: Phân tử SO2 có nhiệt độ sôi cao hơn phân tử O2 vì MSO2(64) M (32)> O2

- Liên kết Van-đec-van gồm ba kiểu là tương tác định hướng; tương tác cảm ứng và tương tác khuếch tán

Trang 3

• Tương tác định hướng là tương tác giữa các phân tử có µ> 0 và được tính bằng công thức sau (năng lượng

Keesom):

4

0

µ

= −

πε

µ-momen lưỡng cực của phân tử (C.m)

0

0 8,854.10− C J m− −

ε =

k-hằng số Boltzmann, k 1,38.10= −23J.K−1

T-nhiệt độ tuyệt đối (K)

d-khoảng cách giữa hai phân tử (m)

• Tương tác cảm ứng (gọi là năng lượng Debye) được tính bằng công thức:

2

0

2 E

αµ

= −

phân cực của phân tử, m3)

• Tương tác khuếch tán (năng lượng London) được tính:

2 2 1

1 0

I

α

= −

πε (I1 là năng lượng ion hóa

thứ nhất của phân tử, J)

Ví dụ: Tính tương tác Van-đec-van giữa hai phân tử HCl dựa vào các số liệu sau: µ=1,07D; α =2,93.10−40m3;

18 1

I =2,195.10− J; d = 0,250nm; T = 298K

E = −5, 2kJ.mol ; E− = −1,5kJ.mol ; E− = −28,2kJ.mol−

6 Liên kết hiđro

- Nguyên tử hiđro linh động là nguyên tử hiđro liên kết trực tiếp với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N, Cl) tạo thành liên kết luôn phân cực Độ linh động của nguyên tử hiđro phụ thuộc vào sự phân cực của liên kết

- Liên kết hiđro là loại liên kết có bản chất là lực hút tĩnh điện với năng lượng liên kết nhỏ Nó là liên kết được hình thành giữa nguyên tử hiđro linh động với nguyên tử của nguyên tố khác có cặp electron chưa tham gia liên kết Liên kết hiđro có hai loại là liên kết hiđro liên phân tử và liên kết hiđro nội phân tử

- Liên kết hiđro có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lí và thậm chí là tính chất hóa học của chất Cụ thể: chất tạo được liên kết hiđro với nước thì khả năng tan trong nước cao hơn; chất có liên kết hiđro liên phân tử càng bền vững thì có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy càng cao; liên kết hiđro nội phân tử có ảnh hưởng tới khả năng phản ứng của chất

Ví dụ: Trong dung dịch ancol có một số loại liên kết hiđro sau

7 Momen lưỡng cực của phân tử

- Khi hai nguyên tử A và X có độ âm điện khác nhau liên kết với nhau tạo thành phân tử AX thì phân tử này có cực và nó có một momen lưỡng cực µ= q.l (q: Giá trị tuyệt đối của điện tích trên A hoặc X (đơn vị C); l :

Độ dài liên kết A-X (đơn vị tính ra m)) ⇒đơn vị của µlà C.m; người ta thường dùng đơn vị Debye (D) với 1D =

30

3,33.10− C.m

Ví dụ: Thực nghiệm cho biết phân tử H-F có: µH F− =1,83D; lH F− =0,092nm Tính độ ion δ của liên kết H-F

Trang 4

4TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Giải

Vì

30

1,83.3,33.10

1,602.10 0,092.10

II MỘT SỐ LOẠI TINH THỂ THƯỜNG GẶP

Tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử, phân tử hoặc ion Các hạt này được sắp xếp một cách đều đặn, tuần hoàn theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành mạng tinh thể Tinh thể thường có hình dạng không gian xác định

1 Tinh thể ion

- Do các ion ngược dấu liên kết với nhau bằng liên kết ion tạo nên

Ví dụ: Tinh thể NaCl, KCl, BaCl2, Al2O3,

- Các tinh thể ion đều bền vững, khó bay hơi, khó nóng chảy, khi ở trạng thái nóng chảy hoặc tan trong nước có khả năng dẫn điện

2 Tinh thể nguyên tử

- Do các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị tạo thành Các tinh thể nguyên tử đều bền vững, khó nóng chảy, khó bay hơi

Ví dụ: Kim cương, thạch anh (SiO2),

Hình ảnh tinh thể SiO 2

3 Tinh thể phân tử

- Do các phân tử liên kết với nhau bằng tương tác yếu giữa các phân tử tạo nên Các tinh thể phân tử đều kém bền, dễ bay hơi, dễ nóng chảy

Ví dụ: Nước đá, iot,

4 Tinh thể kim loại

- Do các nguyên tử kim loại liên kết với nhau bằng liên kết kim loại tạo nên Tinh thể kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt,khó nóng chảy, khó bay hơi (trừ thủy ngân)

Trang 5

III HIỆU ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC

- Thực chất không có ranh giới rõ rệt giữa liên kết cộng hóa trị và liên kết ion Để dự đoán một cách tương đối liên kết giữa hai nguyên tử người ta dựa vào hiệu độ âm điện của chúng với qui ước như sau

0,4  → < 1,7 - Liên kết cộng hóa trị phân cực

B DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ

I LAI HÓA

1 Khái niệm

Xét phân tử CH4 người ta thấy rằng 4 electron hoá trị tạo ra 4 liên kết C- H không giống nhau (gồm 1 electron s và 3 electron p ) nhưng vẫn tạo được 4 liên kết giống hệt nhau Để giải thích hiện tượng này các nhà hoá

học Slater và Pauling 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 sp3 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.Vậy: “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”.

2 Điều kiện

- 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

3 Các kiểu lai hóa thường gặp

a) 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) Những loại hợp chất có kiểu lai hoá sp thường gặp có dạng AB2 như: BeCl2, ZnCl2, BeH2 hay C2H2 … Lai hoá sp là nguyên nhân dẫn đến tính thẳng hàng (góc liên kết bằng 1800 ) của các liên kết trong những phân tử trên

b) 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 sp2

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 BF3 là hình dạng tam giác đều nên ta chọn kiểu lai hoá sp2 để giải thích liên kết Những hợp chất AB3

có kiểu lai hoá sp2 thường gặp như BF3, BCl3, SO3 hay C2H4 ….; góc liên kết 1200

Trang 6

6TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

c) 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 sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của một tứ diện đều (lai hoá tứ diện) Kiểu lai hoá sp3 thường gặp ở các nguyên tử O, N, C như phân tử H2O, NH3,, CH4 .… Dạng phân tử thường gặp kiểu lai hoá này là AB4, ví dụ: CCl4, NH4 … Góc liên kết 109028’

Ngoài ba kiểu lai hoá sp, sp 2 , sp 3 còn có các kiểu lai hoá sau:

- Lai hoá sp3d (lưỡng chóp tam giác)

1AO s + 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 Chẳng hạn:

Kiểu phân tử Kiểu lai hoá ở A

(nguyên tố trung tâm)

Hình dạng phân tử Góc hoá tri Các phân tử ví dụ

4 Xen phủ trục và xen phủ bên

Sự xen phủ trong đó trục của các obiatn tham gia liên kết trùng với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết được gọi là sự xen phủ trục Sự xen phủ trục tạo liên kết σ (xích ma)

Sự xen phủ trong đó trục của các obitan tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết được gọi là sự xen phủ bên Sự xen phủ bên tạo liên kết π (pi)

II MÔ HÌNH ĐẨY GIỮA CÁC CẶP ELECTRON HÓA TRỊ (THUYẾT GILLESPIE)

Cấu trúc hình học của phân tử là một trong những yếu tố ảnh hưởng và quy định tính chất của phân tử đó như: Độ bền, momen lưỡng cực, Vì vậy việc dự đoán và giải thích cấu trúc phân tử là vấn đề quan trọng trong

việc nghiên cứu một chất bất kỳ Thuyết VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) có ý nghĩa rất quan trọng

với việc giải thích cấu trúc phân tử ”

Trang 7

Năm 1939, Pauling đưa ra thuyết VB đã giải thích được các tính chất của liên kết (độ dài liên kết, năng lượng liên kết, định hướng không gian) Thuyết này giải thích định hướng không gian của phân tử trên lý thuyết lai hóa

Ví dụ Liên kết trong phân tử CH4; góc liên kết là 109,50

Xét phân tử H2O và NH3: nguyên tử Oxi và Nitơ ở trạng thái lai hóa sp3 Như vậy góc liên kết phải là 109,50 Tuy nhiên, thực nghiệm cấu trúc phân tử H2O, góc liên kết HOH ,HNH là nhỏ hơn 1090 Theo thuyết VB, sở dĩ có sự sai lệch góc liên kết trên là do tính không tương đương các obitan lai hóa

Và cũng để giải thích sự biến đổi cấu trúc phân tử các chất Năm 1940, Sidgewick và Powell đưa ra thuyết

về sự đẩy của các cặp electron hay còn gọi là mô hình VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) và được

Lenard – Jones, Gillespie và Nyholm phát triển và bổ sung

Ý chính của thuyết này là sự sắp xếp các liên kết quanh một nguyên tử trung tâm phụ thuộc vào cách phân bố các cặp electron ở lớp vỏ ngoài của nguyên tử đó Cách phân bố tốt nhất phải đảm bảo cho năng lượng tương tác đẩy giữa các cặp electron là cực tiểu hay “khoảng cách” giữa các cặp electron là cực đại Hiển nhiên cách phân bố này phụ thuộc trước hết vào tổng số các cặp electron đó (những electron hóa trị của nguyên tử này bao gồm cảc electron liên kết và không liên kết) và những electron tham gia liên kết của các phối tử

Trước đây, chúng ta vẫn coi các cặp electron là tương đương Tuy nhiên, một sự xem xét chi tiết đòi hỏi phải có sự phân biệt khác nhau giữa các cặp electron liên kết và không liên kết

Một cặp electron không liên kết chỉ bị hạt nhân nguyên tử trung tâm hút Nó chiếm vùng không gian lớn hơn cặp electron liên kết Chính vì vậy tương tác đẩy giữa hai cặp electron không liên kết là lớn hơn cả Rồi đến tương tác đẩy giữa cặp electron không liên kết và cặp electron liên kết Nhỏ nhất là tương tác đẩy giữa hai cặp electron liên kết Từ đây suy ra rằng sự có mặt của electron tự do đã gây ra sự giảm góc giữa các trục của các obitan, nghĩa là giảm góc liên kết

CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ PHÂN TỬ VÀ ION THEO THUYẾT GILLESPIE

Xét phân tử AXmEn Trong đó:

• m là số nguyên tử X liên kết với nguyên tử trung tâm A

Trang 8

8TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

• n là số cặp electron và electron độc thân không liên kết ở lớp ngoài của A

m + n Đa diện phối trí X

m E n

Công thức VSEPR Sơ đồ đa diện

Cấu trúc phân tử AX m

Phân tử liên kết đơn

Phân tử liên kết bội

(sp2)

BF3

SO3; NO3−;

2 3

CO −

NOCl

4 Tứ diện(sp3)

4

SO −; POCl3

giác NH3; H O3 + SOBr2; ClO3−

5

Chóp đôi tam

giác (sp3d)

ICl2(C6H5)2

−;

2

IF−

Trang 9

6 Bát diện(sp3d2) AX6E0 Bát diện SF6; 2

6

[IO (OH)2 4]−

IF5

XeF4O

C MỘT SỐ VÍ DỤ

Ví dụ 1 Hãy cho biết cấu trúc hình học của các phân tử sau đây: PCl3, PF3 So sánh góc liên kết ·FPFvới ·ClPCl

Hướng dẫn:

Giải thích:

Các phân tử trên đều thuộc loại AX3E (lai hóa tứ diện) Tuy nhiên vì còn cặp electron chưa liên kết nên góc liên kết nhỏ hơn góc tứ diện (109,50); giữa các góc liên kết cũng có sự khác nhau do độ âm điện của các phối tử khác nhau Độ âm điện của F lớn hơn Cl nên góc liên kết ·FPFnhỏ hơn ·ClPCl

Ví dụ 2 Giải thích sự khác nhau về góc liên kết trong các phân tử: SCl2 (1030); OF2 (1050); OCl2 (1110)

Hướng dẫn:

Các phân tử trên đều thuộc loại AX2E2 với lai hóa sp3 nên có cấu trúc hình chữ V Sự khác nhau về góc liên kết trong SCl2 và OCl2 là do sự khác nhau về độ âm điện của nguyên tử trung tâm (χ > χO S) Sự khác nhau về góc liên kết giữa OCl2 và OF2 là do sự khác nhau về độ âm điện của các nguyên tử liên kết (χ > χF Cl)

Ví dụ 3 Biết rằng monoclobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53D

a) Hãy tính momen lưỡng cực của µo, µm, µp của ortho, meta, para-điclobenzen

b) Đo momen lưỡng cực của một trong ba đồng phân đó ta được µ = 1,53D Hỏi đó là dạng nào của điclobenzen ?

Hướng dẫn:

a) 3 dạng đồng phân ortho, meta, para-điclobenzen có thể biễu diễn như hình vẽ sau

O

A

B C

O A

B

C

O A

B

Cộng vectơ và sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có :

- Đối với đồng phân o-điclobenzen : Xét tam giác cân OAC (cân tại A) :

OC =OA +AC −2OA.ACcos120 =3OA (Vì OA = AC và cos1200 = 1

2

Vậy : µ =o OC OA 3= = µ1 3 2,65D.=

- Đối với đồng phân m-điclobenzen : Dễ thấy OAC là tam giác đều nên ta có :

Vậy : µ =m OC OA= = µ =1 1,53D

µ1

Trang 10

10TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

- Đối với đồng phân p-điclobenzen : Vì OAuuur và OBuuur là 2 vectơ cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau nên tổng bằng 0 Vậy µp = 0

b) Theo đề và theo kết quả tính toán ta có dẫn xuất đã cho là m-điclobenzen

Ví dụ 4 Clobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53 D (µ1 hướng từ nhân ra ngoài) ; anilin có momen lưỡng cực µ2

= 1,60D (µ2 hướng từ ngoài vào nhân benzen) Hãy tính µ của o-cloanilin; m-cloanilin và p- cloanilin

Giải

- Đây là trường hợp hai nhóm thế khác nhau Clo có độ âm điện lớn, µ1 hướng từ nhân ra ngoài, – nhóm

NH2 có cặp e tự do liên hợp với hệ e π của vòng benzen ⇒ hai momen lưỡng cực cùng chiều

- Sử dụng qui tắc cộng vectơ để thấy được momen lưỡng cực cần xác định chính là OCuuur

- Học sinh phải nắm được các công thức về hệ thức lượng trong tam giác

O A

B

C

O

A B

C

Cộng vectơ sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có :

- Đối với đồng phân o-cloanilin : Xét tam giác OAC

o

o

(Với OA = µ1 ; AC = OB = µ2 )

Vậy : µo = 1,566D

- Đối với đồng phân m-cloanilin : Xét tam giác OAC ta có :

m

m

- Đối với đồng phân p-điclobenzen : Vì µ1, µ2 là 2 vectơ cùng phương, cùng chiều nhau nên µp = µ1 + µ2 = 1,60 + 1,53 = 3,13D

Ví dụ 5 Xác định (theo đơn vị D) momen lưỡng cực µCl,

3

CH

2

NO

µ trong các dẫn xuất thế 2 lần của nhân benzen sau : 1,2-đinitrobenzen (µ = 6,6D) ; 1,3-điclobenzen (µ = 1,5D) và p- nitrotoluen ((µ = 4,4D)

Giải

NO2

NO2 Cl

NO2

Giải

Áp dụng qui tắc cộng vectơ và hệ thức lượng trong tam giác ta có

 Đối với trường hợp 1,2-đinitrobenzen (µ = 6,6D)

1 2 2 cos1 2

µ = µ + µ − µ µ θ với µ = µ1 2

Thay số với µ = 6,6D ; θ=1200 ta có : 6,62 = 3

2

2 NO

 Đối với trường hợp 1,3-điclobenzen (µ = 1,5D)

1 2 2 cos1 2

µ = µ + µ − µ µ θ với µ = µ1 2

Thay số với µ = 1,5D ; θ=600 ta có : µCl = µ = 1,5D

 Đối với trường hợp p- nitrotoluen ((µ = 4,4D)

Vì µ1, µ2 là 2 vectơ cùng phương, cùng chiều nhau nên µ = µCH3+ µNO2 ⇒ µCH 3= µ - µNO2= 4,4 – 3,81 = 0,59D

µ1

µ2

µ1

µ2

µ1

µ2

Ngày đăng: 02/05/2018, 11:04

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

w