liên kết hóa học, liên kết ion

1 Điều kiện hình thành liên kết yếu tố ảnh hưởng đến độ bền liên kết Hiện tượng cực hóa ion LIÊN KẾT KIM LOẠI LIÊN KẾT MẠNH LIÊN KẾT ION LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ LIÊN KẾT LIÊN KẾT YẾU LIÊN KẾT VAN DER WAALS LIÊN KẾT HYDROGEN Liên kết ion – điều kiện hình thành  Ngun tố có lượng ion hóa nhỏ  cation  Nguyên tố có lực điện tử lớn  anion Kim loại (điển hình) + Phi kim (điển hình)  liên kết ion Một vài ion đa nguyên tử thông dụng Liên kết ion – độ bền  Nhiệt hình thành hợp chất ion (Hf0): lượng ứng với trình hình thành 1mol hợp chất ion từ đơn chất bền Na(r) + ½Cl2(k)  NaCl(r) Mg(r)+ ½ O2(k)  MgO(r) Độ bền hợp chất ion so với đơn chất  Năng lượng mạng tinh thể ion (U): lượng cần thiết để phá vỡ 1mol hợp chất ion thành ion riêng rẽ thể khí NaCl(r)  Na+(k) + Cl-(k) MgO(r)  Mg2+(k) + O2-(k) Độ mạnh liên kết ion trạng thái rắn so với ion lập thể khí Liên kết ion – Năng lượng mạng    AN o q q e q q U  (1  )   k 4 r0 n r0  HỢP CHẤT ION CÀNG BỀN: |U| CÀNG LỚN  A: số Madelung, phụ thuộc vào cấu trúc mạng tinh thể      N0: sồ Avogadro q+, q-: điện tích ion e: điện tích nguyên tố r0 = r+ + rn: số đặc trưng cho cấu hình electron Liên kết cộng hóa trị - Lý thuyết VB (valence bond – liên kết hóa trị) Sự hình thành liên kết:  Các orbital nguyên tử che phủ (xen phủ)  Số electron tối đa orbital xen phủ: electron có spin trái dấu  Mật độ diện electron gia tăng đường nối liên nhân  lực hút tĩnh điện hai hạt nhân với đám mây electron  Liên kết cộng hóa trị thực giữa:  Phi kim – phi kim  Kim loại (số oxi hóa > 3) – phi kim Liên kết cộng hóa trị - Lý thuyết VB (valence bond – liên kết hóa trị)  Liên kết cộng hóa trị bền  Các orbital xen phủ có mức lượng tương đương (orbital hóa trị)  Diện tích vùng orbital xen phủ lớn (nguyên lí xen phủ cực đại)  Mật độ electron vùng hạt nhân lớn 10 Dự đốn dạng hình học phân tử (ion đa nguyên tử) Vẽ công thức Lewiss Xác định số vùng điện tử quanh NTTT  trạng thái lai hóa NTTT (tổng số vùng điện tử = số orbital lai hóa) Sự xếp vùng điện tử liên kết & không liên kết  dạng hình học theo thuyết VSEPR 16 Bài tập Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm, dạng hình học phân tử (ion) a HCN e NOCl b ICl2f NO2+ c NO3g H2O d SF4 h SO2 Xác định trạng thái lai hóa nguyên tử C trường hợp: a HCHO b CH3COOH c CH3COC2H5 17 Hình học phân tử & Moment lưỡng cực phân tử  Độ phân cực liên kết: lệch đám mây điện tử liên kết nguyên tố có độ âm điện lớn  moment lưỡng cực () liên kết  Moment lưỡng cực phân tử: moment lưỡng cực liên kết & hình dạng phân tử  Moment lưỡng cực phân tử =  phân tử không phân cực  Moment lưỡng cực phân tử   phân tử phân cực  = q.r q: điện tích (C) r: khoảng cách (m) : C.m hay D (debye) 18 Hình học phân tử & Moment lưỡng cực phân tử 19 Mối liên hệ liên kết hóa học & độ âm điện nguyên tố  Độ phân cực liên kết: Điện tử liên kết lệch phía ngun tử có độ âm điện lớn → tích điện khác nguyên tử  Độ phân cực liên kết gia tăng theo chiều tăng chênh lệch độ âm điện 20  Hợp chất ion: chênh lệch độ âm điện lớn  Hợp chất, phân tử cộng hóa trị: chênh lệch độ âm điện nhỏ http://cwx.prenhall.com/petrucci/medialib/media_portfolio/text_images/FG11_07.JPG 21 Liên kết ion Liên kết cộng hóa trị phân cực Liên kết cộng hóa trị Chênh lệch độ âm điện giảm Độ phân cực liên kết giảm 22 22 Hiện tượng cực hóa ion Sự cực hóa ion: biến dạng đám mây điện tử ion Sự cực hóa ion tăng  tính cộng hóa trị liên kết tăng 23 Hiện tượng cực hóa ion  Cation: q+ lớn, r+ nhỏ  tác dụng phân cực tăng  Anion: q- lớn, r- lớn  tác dụng bị phân cực (khả bị biến dạng) tăng  Cấu hình electron ion: d10 > d1-9 > d0 (khí trơ) Liên kết có: % tính cộng hóa trị tăng, % tính ion giảm Tính ion liên kết M – O tăng dần: Al2O3 < MgO < Na2O http://scienceaid.co.uk/chemistry/fundamental/bonding.html 24 Bài tập Liên kết có đặc tính ion nhiều hơn? Giải thích? Na – Cl Mg – Cl b Ca – S Fe – S c Al – Br O –Br a Liên kết phân cực hơn? Giải thích? C – O C – N b P – S P – N c B – H B – I a So sánh đặc tính liên kết trường hợp sau? a HCl, NaCl, MnCl2 b SnO SnO2 25 Lực Van der Waals  Tương tác lưỡng cực – lưỡng cực  Giữa phân tử cộng hóa trị phân cực (có moment lưỡng cực  )  Độ mạnh: tỉ lệ với moment lưỡng cực phân tử  Tương tác cảm ứng  Tương tác khuếch tán (quan trọng)  Tồn loại phân tử  Độ mạnh: phụ thuộc kích thước phân tử - kích thước phân tử lớn, tương tác khuếch tán mạnh Khối lượng phân tử tương đương: tương tác lưỡng cực – lưỡng cực chiếm ưu tương tác khuếch tán 26 Liên kết hydrogen  Dạng đặc biệt tương tác lưỡng cực – lưỡng cực  Giữa phân tử cộng hóa trị phân cực có chứa H nguyên tố có độ âm điện lớn, bán kính nhỏ (F, O, N)  Độ mạnh tăng: nguyên tố có độ âm điện lớn, bán kính nhỏ Liên kết cộng hóa trị phân cực HA…HB Liên kết hydrogen A, B: nguyên tố có độ âm điện lớn, bán kính nhỏ A, B: giống hay khác 27 Liên kết hydrogen liên phân tử Liên kết hydrogen nội phân tử 28 Tnc (oC) 45 141 - 148 237 (p-) o - nitrophenol Lk hydrogen nội phân tử Tnc (oC) 45 -7 112 – 116 (p-) p - nitrophenol Lk hydrogen liên phân tử 114 29 Bài tập Hợp chất tồn liên kết hydrogen liên phân tử? PH3, CH4, H2S, HF, HCl, SiH4, NH3 Giải thích SiH4 có nhiệt độ nóng chảy (- 185oC) nhiêt độ sơi (- 112oC) thấp PH3 (nhiệt độ nóng chảy sôi – 133oC – 88oC) hai hợp chất có khối lượng mol tương đương Dựa vào lực liên phân tử, xếp nhiệt độ sôi tương ứng cho chất sau? Ne, Ar, Kr (- 246oC, - 186oC, - 152oC) b H2, HCl, Cl2 (- 35oC, - 259oC, -85oC) a 30 ...LIÊN KẾT KIM LOẠI LIÊN KẾT MẠNH LIÊN KẾT ION LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ LIÊN KẾT LIÊN KẾT YẾU LIÊN KẾT VAN DER WAALS LIÊN KẾT HYDROGEN Liên kết ion – điều kiện hình thành  Nguyên tố có lượng ion. .. Liên kết cộng hóa trị phân cực Liên kết cộng hóa trị Chênh lệch độ âm điện giảm Độ phân cực liên kết giảm 22 22 Hiện tượng cực hóa ion Sự cực hóa ion: biến dạng đám mây điện tử ion Sự cực hóa ion. .. kết cộng hóa trị  Chu kỳ 2: orbital hóa trị  tối đa liên kết cộng hóa trị  Chu kỳ 3, 4, 5: orbital hóa trị  > liên kết cộng hóa trị  Liên kết cộng hóa trị có tính bão hòa 12 Thuyết VSEPR