LKHH.DOC

LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ Các khái niệm liên kết hóa học: I.1 Bản chất liên kết hóa học (LKHH)  Trong nguyên tử có chứa hạt mang điện, xuất lực hút hạt nhân – nguyên tử  Giữa nguyên tử xuất lực hút hạt nhân – hạt nhân hạt nhân – điện tử nguyên tử kế cận  Nguyên tử có khuynh hướng cho, nhận điện tử tạo thành ion dương âm, ion hút  LKHH có chất điện  Các điện tử phân lớp ns, np, (n –1)d, (n – 2)f gọi điện tử hóa trị, chúng có khả bứt khỏi nguyên tử  Các orbital nguyên tử lớp gọi orbitl nguyên tử hóa trị, chúng có khả nhận điện tử  Các điện tử độc thân điện tử chuyển động orbital nguyên tử hóa trị I.2 Hóa trị: Hóa trị nguyên tố định nhóa số nguyên tử I hydro hóa hợp với nguyên tố I.3 Các đặc trưng liên kết hóa học: I.3.1 Năng lượng liên kết: lượng giải phóng hình thànhmối liên kết hóa học từ nguyên tử cô lập Đơn vị tính: kJ/mol, kCal/mol I.3.2 Độ dài liên kết: khoảng cách tưởng tượng hạt nhân nguyên tử tạo nên liên kết Đơn vị tính: A0 I.3.3 Góc hóa trị: Góc tạo thành đoạn thẳng tưởng tượng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm vời hạt nhân nguyên tử liên kết I.3.4 Độ bội liên kết: Là số liên kết hình thành nguyên tử Thí duï: CH3 – CH3 CH2 = CH2 CH ≡ CH Độ dài liên kết 1,54A0 1,34A0 1,2A0 Độ bội liên kết (1) (2) (3) I.4 Thuyết Kossel – Lewis: –Một nguyên tử cố đạt cấu hình điện tử bền tác dụng với nguyên tử khác, cấu hình bát ns2np6 –Một nguyên tử đạt cấu hình điện tử bền cách chuyển giao hay tiếp nhận vài điện tử từ nguyên tử sang nguyên tử khác –Một nguyên tử đạt cấu hình bền cách dùng chung độ điện tử với nguyên tử khác II Các dạng liên kết: II.1.Liên kết cộng hóa trị: III Phương pháp liên kết hóa trị VB (Valence bond): a) Một số tiền đề phương pháp VB:  Liên kết cộng hóa trị tạo thành electron độc thân có spin ngược chiều  Sự xen phủ orbital nguyên tử tham gia liên kết nhiều liên kết bền  Liên kết phân bố theo phương xen phủ lẫn orbital nguyên tử tham gia liên kết lớn b) Các kiểu liên kết cộng hóa trị: (1) Liên kết σ: Mối xen phủ dọc trục nối hạt nhân nguyên tử liên kết (2) Liên kết π: Mối xen phủ không nằm mà nằm đối xứng trục nối hạt nhân nguyên tử liên kết c) Tính bão hòa liên kết cộng hóa trị: Từ tiên đề (1) ta thấy có chế sử dụng chung cặp electron ghép đôi: (1) Liên kết cộng hóa trị theo chế góp chung: góp chung electron hóa trị độc thân có spin ngược nguyên tử tương tác nguyên tử đưa electron  Nếu nguyên tử có độ âm điện đám mây điện tử nằm nguyên tử, ta có liên kết cộng hóa trị không phân cực  Nếu nguyên tử có độ âm điện khác đám mây điện tử nằm gần nguyên tử nguyên tố có độ âm điện lớn hơn, ta có liên kết cộng hóa trị phân cực → Số mối liên kết cộng hóa trị tối đa nguyên tử tính số điện tử chua ghép đôi nguyên tử trang thái tự Thí dụ: Nguye ân toá Li Be B C N O F Ne Soá electron độc thân trạng thái 1 Năng lượng kích thích X ∆E X* KJ/mol – 324 532 400 – – – Số electron độc thân trạng thái Kích thích – – – – Soá moái LKCHT theo chế ghép đôi tối đa (2) Liên kết cộng hóa trị theo chế cho nhận: nguyên tử có orbital nguyên tử hóa trị trống, nhận cặp điện tử nguyên tử khác đưa để dùng chung tạo thành mối liên kết Ta gọi liên kết cộng hóa trị kiểu phối trí Thí dụ: NH4 Từ loại liên kết ta thấy số mối liên kết cộng hóa trị tối đa mà nguyên tử tạo thành số orbital nguyên tử hóa trị nguyên tử Thí dụ: Các nguyên tố chu kỳ có orbital nguyên tử hoá trị → Tạo tối đa mối liên kết cộng hóa trị Các nguyên tố chu kỳ có orbital nguyên tử hoá trị → Tạo tối đa mối liên kết cộng hóa trị d) Tính có hướng liên kết cộng hóa trị: Từ tiên đề (2) (3) ta thấy muốn tạo mối liên kết bền vững che phủ phải cực đại Sự che phủ cực đại nguyên tử xảy theo số hướng định, vậy, liên kết cộng hóa trị có tính định hướng e) Thuyết lai hóa: Để tăng khả xen phủ, nguyên tử không dùng orbital nguyên tử tuý s, p, d mà “trộn lẫn” orbital nguyên tử để tạo nên orbital nguyên tử gọi orbital nguyên tử lai hoá Sau dùng orbital nguyên tử lai hóa để xen phủ tạo liên kết với nguyên tử khác Các giả thuyết thuyết lai hóa Pauling Sleyter đưa (1931) là: (1) Nguyên tử trung tâm A dùng orbital nguyên tử lai hóa để tạo liên kết không dùng orbital nguyên tử tuý (2) Số orbital lai hóa tạo thành với số orbital nguyên tử dùng để lai hóa Hình dạng orbital lai hóa giống có dạng (3) Các orbital lai hóa có mức lượng trung gian mức lượng orbital nguyên tử tham gia lai hóa Các đôi điện tử hóa trị nguyên tử xét điện tử dùng chung xếp orbital nguyên tử lai hóa tuân theo quy tắc xếp electron nguyên tử 10