Thông tin tài liệu
Chơng Liên kết v cấu to phân tử Ging viên: TS Vũ Đức Tồn Bộ mơn Hóa, Khoa Mơi trường Đặt vấn đề • Phân tử tạo ? • Tại nguyên tử phân tử liên kết với theo tỷ lệ xác định ? • Hình dạng phân tử sao, lí ? • Những tính chất phân tử có liên quan đến hình dạng, hay cấu trúc chúng không ? Anthrancene Đặt vấn đề • Chìa khóa vấn đề: chất liên kết hóa học • Các lí thuyết liên kết – Lí thuyết liên kết ion: Kossel (1916) – Lí thuyết liên kết cộng hóa trị: Lewis (1902) – Lí thuyết lực đẩy cặp electron vỏ hóa trị: Ronald.J Gillespie • Giải thưởng Nobel hóa học năm 1998: nhà hóa học Mỹ J.Pople Mục tiêu chương Các lí thuyết liên kết Liên kết ion: chất, lượng tạo thành hợp chất ion Liên kết cộng hóa trị: chất, cấu trúc electron cho phân tử ion, cấu trúc cộng hưởng Thuyết lực đẩy cặp electron vỏ hóa trị Các đặc trưng phân tử liên kết Sự phân cực phân tử Đặc trưng liên kết: lượng, bậc độ dài liên kết 9.1 Electron hóa trị • Các electron nguyên tử - electron hóa trị - electron lõi • Kí hiệu Lewis cho nguyên tử • Qui tắc bát tử: nguyên tử có khuynh hướng liên kết với nguyên tử khác cho cấu trúc chúng đạt tới cấu hình bền vững với electron ngồi Nhóm Nhóm Nhóm 1A 2A 3A ns1 ns2 ns2np1 Các lí thuyết liên kết 9.2 Liên kết ion • Luận điểm bản: có tương tác, nguyên tử nguyên tố có xu hướng thu thêm hay bớt hay nhiều electron để đạt cấu hình bền vững khí • Bản chất liên kết: lực hút tĩnh điện ion trái dấu Nhà bác học Walther Kossel (1888 - 1956) Ví dụ NaCl Ví dụ: liên kết ion hợp chất kim loại kiềm kiềm thổ * Na(r) + 1/2 Cl2(k) → NaCl(r) ∆HoNaCl = - 411,12 kJ/mol * Ca(r) + 1/2 O2(k) → CaO(r) ∆HoCaO = - 638 kJ/mol * Nhận xét: - Các nguyên tử kim loại kiềm kim loại kiềm thổ có lượng ion hóa thấp Việc electron hóa trị phân lớp ns làm chúng trở thành cation với cấu hình bền khí 9.3 Liên kết cộng hóa trị cấu trúc Lewis • Luận điểm bản: liên kết hai nguyên tử hình thành hay nhiều đơi electron góp chung tạo thành để đạt cấu hình bền vững khí • Bản chất liên kết: góp chung electron để dùng chung Nhà bác học Gilbert Newton Lewis (1875-1946) 10 b Momen lưỡng cực • Cơng thức tính μ = l | δ | (D) l: độ dài lưỡng cực (cm) δ : đơn vị tĩnh điện D = 3,34 × 10-30 C.m • Ý nghĩa: - μ đặc trưng cho độ phân cực phân tử - μ lớn phân tử phân cực nhiều Nhà bác học Peter Debye (1884 -1966) 34 • Ví dụ: μ=0D μ=1,85 D • Ứng dụng: – Q trình hịa tan – Q trình bám dính – Các ứng dụng khác: lị vi sóng 35 • Dự đốn phân cực phân tử ⇒ phân tử có liên kết phân cực hay khơng ? ⇒ liên kết phân cực có quan hệ vị trí với liên kết khác ? • Phân tử có dạng AX2 H2S 36 • Phân tử có dạng AX3 μ= D BF3 37 • Phân tử có dạng AX3 μ=1,47D μ=1,17D Cl2CO NH3 38 • Phân tử có dạng AX4 μ=0 D μ=1,92D μ=1,60 D 39 9.9 Các đặc trưng liên kết a Bậc liên kết • Khái niệm: số cặp electron liên kết dùng chung nguyên tử phân tử • Ví dụ: – Bậc 1: CH4 – Bậc 2: CO2 – Bậc 3: N2 40 • Bậc liên kết dạng phân số : • Ví dụ: O3 trường hợp phân tử ion có cấu trúc cộng hưởng • Cách tính bậc liên kết trường hợp có cấu trúc cộng hưởng nguyên tử X, Y liên kết với nhau: O3 có cặp liên kết Bậc liên kết = A / B (9.2) tham gia vào liên kết A: số cặp electron dùng chung oxi - oxi, bậc liên kết X với Y liên kết 3/2 B: số mối liên kết X-Y phân tử ion 41 b Độ dài liên kết • Khái niệm: khoảng cách • Ví dụ hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết • Ý nghĩa: độ dài liên kết nhỏ liên kết bền • Một số thứ tự độ dài liên kết: * H-F < H-Cl < H-Br < H-I * C-C > C-N > C-O > C-F -∆42 • Độ dài liên kết trung bình • Ví dụ – độ dài liên kết đơn C-O: 143pm – độ dài liên kết đôi C=O: 122pm – độ dài liên kết C-O hợp chất cộng hưởng CO32-: 129pm 43 c Năng lượng liên kết • Khái niệm: lượng cần để phá vỡ liên kết phân tử với chất phản ứng sản phẩm pha khí • Ý nghĩa: lượng liên kết lớn liên kết bền • Ví dụ H + H → H2 E = - 432 kj/mol -∆- • Ví dụ 2: bậc liên kết CH3-CH3 (k) → CH3 (k) + CH3(k) E = + 346kJ CH2=CH2 (k) → CH2 (k) + CH2(k) E = + 610kJ CH≡CH (k) → CH (k) + CH (k) E = + 835kJ • Năng lượng số liên kết đơn liên kết bội 44 9.10 Câu chuyện ADN Ứng dụng: giải thích mơ hình phân tử ADN 45 Những điểm yếu chương 1.Các dạng liên kết hóa học (liên kết ion liên kết cộng hóa trị) khác chúng 2.Vẽ kí hiệu Lewis cho nguyên tử 3.Các ý tưởng liên kết ion giải thích cách mà liên kết bị ảnh hưởng kích thước điện tích ion 4.Hiểu lượng mạng tinh thể 46 Những điểm yếu chương Vẽ cấu trúc chấm electron Lewis cho phân tử ion loại nhỏ: quy tắc bát tử trường hợp ngoại lệ quy tắc này; cấu trúc cộng hưởng biểu diễn liên kết Sử dụng thuyết lực đẩy cặp electron vỏ hóa trị để dự đốn hình dạng phân tử ion đơn giản Sử dụng độ âm điện để dự đốn phân bố điện tích phân tử ion để xác định liên kết phân cực Tính điện tích thức cho nguyên tử, định nghĩa độ âm điện 47 Những điểm yếu chương Dự đốn phân cực phân tử Hiểu tính chất liên kết cộng hóa trị ảnh hưởng chúng lên cấu trúc phân tử Các phương trình ơn tập 10 Phương trình 9.1 9.2 48 ... SnCl2 BF3 21 Hình học phân tử hình học cặp electron • BF3: hình học phân tử hình học cặp electron trùng dạng tam giác phẳng • SnCl2: hình học phân tử dạng đường thẳng hình học cặp electron dạng... Gillespie • Giải thưởng Nobel hóa học năm 1998: nhà hóa học Mỹ J.Pople Mục tiêu chương Các lí thuyết liên kết Liên kết ion: chất, lượng tạo thành hợp chất ion Liên kết cộng hóa trị: chất, cấu trúc... Chìa khóa vấn đề: chất liên kết hóa học • Các lí thuyết liên kết – Lí thuyết liên kết ion: Kossel (1916) – Lí thuyết liên kết cộng hóa trị: Lewis (1902) – Lí thuyết lực đẩy cặp electron vỏ hóa
Ngày đăng: 21/03/2021, 18:26
Xem thêm:
