V. Liờn kết kim loạ
B. BÀI TẬP Cể LỜI GIẢ
3.38 Một phõn tử XY3 cú tổng cỏc hạt proton, electron, notron bằng 196 Trong đú số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 60, số hạt mang điện của X ớt hơn số hạt mang điện của Y
nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 60, số hạt mang điện của X ớt hơn số hạt mang điện của Y trong phõn tử là 76. XY3 là cụng thức nào sau đõy ?
A. SO3 B. AlCl3 C. BF3 D. NH3
3.39 X, Y là hai nguyờn tố thuộc cựng một nhúm A, ở hai chu kz liờn tiếp. Cho biết tổng số electron trong anion XY2
3 là 42. Xỏc định hai nguyờn tố X, Y và XY2
3 trong số cỏc phương ỏn sau A. Be, Mg và MgBe3 B. S, O và SO32-
C. C, O và CO32- D. Si, O và SiO32-
3.40 Liờn kết trong phõn tử chất nào sau đõy mang nhiều tớnh chất ion nhất? A. LiCl B. NaCl C. CsCl D. RbCl A. LiCl B. NaCl C. CsCl D. RbCl
E. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP
3.26. A 3.27. B 3.28. C 3.29. A 3.30. A
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
3.36. D 3.37. A 3.38. B 3.39. B 3.40. C
3.1 Hướng dẫn:
Cl (Z = 17) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Ca (Z = 20) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 Clo nằm ở ụ số 17, chu kz 3, nhúm VIIA. Canxi nằm ở ụ số 20, chu kz 4, nhúm IIA.
Liờn kết trong hợp chất CaCl2 là liờn kết ion vỡ Ca là kim loại điển hỡnh, Cl là phi kim điển hỡnh. Sơ đồ hỡnh thành liờn kết:
2Cl + 21e 2Cl- Ca Ca2+ + 2e
Cỏc ion Ca2+ và Cl- tạo thành mang điện tớch trỏi dấu, chỳng hỳt nhau bằng lực hỳt tĩnh điện, tạo thành hợp chất CaCl2:
Ca2+ + 2Cl- CaCl2
3.2 Hướng dẫn:
1. Tổng số proton trong hợp chất M2X bằng 46 nờn : 2p + p’ = 46. (1) Trong hợp chất M2X, nguyờn tố X chiếm
47 8 khối lượng nờn: 39 8 2M M M X 39 8 p) 2(n p n, , 39 8 1) 2(2p p 2 , 39p’ = 8(2p + 1). (2) Từ (1), (2) ta tỡm được: p = 19; p’ = 8. 2. M là kali (K) và X là oxi (O).
3. Liờn kết trong hợp chất K2O là liờn kết ion vỡ K là kim loại điển hỡnh, O là phi kim điển hỡnh. Sơ đồ hỡnh thành liờn kết:
O + 2e O2- 2K 2K+ + 21e
Cỏc ion K+ và O2- tạo thành mang điện tớch trỏi dấu, chỳng hỳt nhau bằng lực hỳt tĩnh điện, tạo thành hợp chất K2O:
2K+ + O2- K2O
3.3 Hướng dẫn:
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
Ta cú: P + N + E = 34 và P + E - N = 10. Từ đõy tỡm được P = E = 11; N = 12. Kớ hiệu của nguyờn tử B là 1 9
9B nờn ZB = 9 Cấu hỡnh electron của A, B:
A (Z = 11) : 1s2 2s2 2p6 3s1 B (Z = 9) : 1s2 2s2 2p5
2. Liờn kết trong hợp chất giữa A và B là liờn kết ion vỡ A là kim loại điển hỡnh (nhúm IA), B là phi kim điển hỡnh (nhúm VIIA).
Sơ đồ hỡnh thành liờn kết: A A+ + 1e
B + 1e B-
Cỏc ion A+ và B- tạo thành mang điện tớch trỏi dấu, chỳng hỳt nhau bằng lực hỳt tĩnh điện, tạo thành hợp chất AB:
A+ + B- AB.
3.4 Hướng dẫn:
1. Cấu hỡnh electron của cỏc nguyờn tử X, Y, Z: X: (Z = 9) : 1s2 2s2 2p5
Y: (Z = 19) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 Z: (Z = 8) : 1s2 2s2 2p4
Tớnh chất đặc trưng của Y là tớnh kim loại, của X và Z là tớnh phi kim. 2. Liờn kết giữa X và Y, giữa Y và Z là liờn kết ion.
- Sự hỡnh thành liờn kết giữa X và Y: X + 1e X-
Y Y+ + 1e
Cỏc ion Y+ và X- hỳt nhau bằng lực hỳt tĩnh điện, tạo thành hợp chất YX. - Sự hỡnh thành liờn kết giữa Y và Z:
Z + 2e Z2- 2Y 2Y+ + 21e
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
- X và Z là cỏc phi kim nờn liờn kết giữa chỳng là liờn kết cộng húa trị. Để đạt được cấu hỡnh bền vững, mỗi nguyờn tử X cần gúp chung 1e, mỗi nguyờn tử Z cần gúp chung 2e. Như vậy 2 nguyờn tử X sẽ tham gia liờn kết với 1 nguyờn tử Z bằng 2 liờn kết cộng húa trị đơn nhờ 2 cặp electron gúp chung. Do đú cụng thức phõn tử của hợp chất là X2Z.
3.5 Hướng dẫn:
a. Trong hợp chất XY2, X chiếm 50% về khối lượng nờn:
50 50 M 2M X Y 1 n) (p ) n 2(p, , p = 2p’. Tổng số proton trong phõn tử XY2 là 32 nờn p + 2p’ = 32. Từ đõy tỡm được: p = 16 và p’ = 8 .
Cấu hỡnh electron của X: 1s22s22p63s23p4 và của Y: 1s22s22p4
b. Dựa vào bảng tuần hoàn ta thấy X là S, Y là O. Hợp chất cần tỡm là SO2. Sơ đồ hỡnh thành liờn kết trong phõn tử SO2:
Tương ứng với cụng thức cấu tạo: 3.6 Hướng dẫn:
1. Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyờn tử R là P. N, E. Trong đú P = E. Theo bài: P + N + E = 28 2P + N = 28 N = 28 - 2P.
Mặt khỏc, P N 1,5P P 28 - 2P 1,5P 8 P 9,3
Vậy P = 8 hoặc 9. Do nguyờn tố R thuộc nhúm VIIA nờn nguyờn tử nguyờn tố R cú 7 electron ở lớp ngoài cựng. P = 8: 1s22s22p4: loại P = 9: 1s22s22p5: thỏa món. Vậy P = E = 9; N = 10. O O S O: O: S: Liờn kết Liờn kết “cho nhận”
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
Số khối A= N + P = 19. R là flo.
2. Từ cấu hỡnh electron của F ta thấy lớp ngoài cựng của nguyờn tử F cú 7 electron, cũn thiếu một electron để đạt cấu hỡnh bền vững của khớ hiếm gần nhất. Do đú ở dạng đơn chất, nguyờn tố F tồn tại dưới dạng phõn tử 2 nguyờn tử, liờn kết giữa hai nguyờn tử là liờn kết cộng húa trị đơn hỡnh thành từ một cặp electron dựng chung.
Cụng thức phõn tử là F2, cụng thức cấu tạo là F - F.
3. Cụng thức electron và cụng thức cấu tạo hợp chất của R với hiđro như sau:
H - F
Cụng thức electron Cụng thức cấu tạo
3.7 Hướng dẫn:
1. Để giải thớch cấu trỳc hỡnh học của phõn tử NH3, thuyết lai húa cho rằng nguyờn tử N ở trạng thỏi lai húa tứ diện sp3.
Sự hỡnh thành cỏc liờn kết trong phõn tử NH3 được giải thớch như sau:
Ba obitan lai húa chứa electron độc thõn sẽ xen phủ với 3 obitan 1s của 3 nguyờn tử H tạo thành 3 liờn kết σ.
Một obitan lai húa chứa cặp electron của N khụng tham gia liờn kết hướng về một đỉnh của hỡnh tứ diện. Hỡnh 1. Cấu tạo phõn tử NH3 .. H H H H N sp3 F H .. . . . . ..
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
2. Do cặp electron khụng liờn kết trờn nguyờn tử N chỉ chịu lực hỳt của hạt nhõn nguyờn tử N nờn cặp electron này chiếm vựng khụng gian rộng hơn so với 3 cặp electron liờn kết (chịu lực hỳt của hai hạt nhõn). Do vậy nú tạo ra lực đẩy đối với đỏm mõy cỏc cặp electron liờn kết, làm cỏc đỏm mõy này hơi bị ộp lại, do vậy gúc liờn kết thực tế là 1070 hơi nhỏ hơn so với gúc của tứ diện đều.
3.8 Hướng dẫn:
1. Để giải thớch cấu trỳc hỡnh học của phõn tử H2O, thuyết lai húa cho rằng nguyờn tử O ở trạng thỏi lai húa tứ diện sp3.
Sự hỡnh thành cỏc liờn kết trong phõn tử H2O được giải thớch như sau:
Hai obitan lai húa chứa electron độc thõn sẽ xen phủ với 2 obitan 1s của 2 nguyờn tử H tạo thành 2 liờn kết σ.
Hai obitan lai húa chứa cặp electron của O khụng tham gia liờn kết hướng về hai đỉnh của hỡnh tứ diện.
2. Do 2 cặp electron khụng liờn kết trờn nguyờn tử O chỉ chịu lực hỳt của hạt nhõn nguyờn tử O nờn 2 cặp electron này chiếm vựng khụng gian rộng hơn so với 2 cặp electron liờn kết (chịu lực hỳt của hai hạt nhõn). Do vậy nú tạo ra lực đẩy đối với đỏm mõy cỏc cặp electron liờn kết, làm cỏc đỏm mõy này hơi bị ộp lại, do vậy gúc liờn kết thực tế là 104,50 nhỏ hơn so với gúc của tứ diện đều.
Hỡnh 2. Cấu tạo phõn tử H2O
3.9 Hướng dẫn:
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
Mạng tinh thể nước đỏ thuộc kiểu mạng tinh thể phõn tử. Mỗi phõn tử nước liờn kết với 4 phõn tử nước khỏc gần nú nhất nằm trờn bốn đỉnh của một hỡnh tứ diện đều.
Như vậy, trong mạng tinh thể, mỗi phõn tử nước đều ở tõm của một hỡnh tứ diện đều và liờn kết với 4 phõn tử nước trờn 4 đỉnh nhờ tạo thành 4 liờn kết hiđro.
Hỡnh 3. Mụ hỡnh tinh thể nước đỏ
2. Cấu trỳc tinh thể phõn tử nước đỏ là cấu trỳc tứ diện, là cấu trỳc rỗng nờn cú tỉ khối nhỏ hơn khi nước ở trạng thỏi lỏng, do vậy nước đỏ nổi trờn bề mặt nước lỏng. Thể tớch nước của đỏ khi đụng đặc lớn hơn khi ở trạng thỏi lỏng.
3.10 Hướng dẫn:
a. Gọi húa trị cao nhất của R trong oxit là m, húa trị trong hợp chất với hiđro là n. Húa trị cao nhất của R trong oxit là m nờn ở lớp ngoài cựng nguyờn tử R cú m electron.
Húa trị trong hợp chất của R với hiđro là n nờn để đạt được cấu hỡnh 8 electron bóo hũa của khớ hiếm, lớp ngoài cựng nguyờn tử R cần nhận thờm n electron.
Như vậy ta cú: m + n = 8. Theo bài: m = 3n. Từ đõy tỡm được m =6; n = 2. b. Cụng thức hợp chất R với hiđro là H2R. Theo bài:
1 16 2M M H R nờn R = 32.
Gọi tổng số hạt proton, nơtron của R là P, N. Ta cú P + N = 32. Ta cú: P N 1,5P P 32-P 1,5P 12,8 P 16.
Mặt khỏc, R thuộc nhúm VI (húa trị cao nhất trong oxit bằng VI) nờn dựa vào cấu hỡnh electron khi P = 13, 14, 15, 16 ta thấy P = 16 thỏa món.
Vậy kớ hiệu của nguyờn tử R là: 3216R.
c. R là lưu huznh. Húa trị cao nhất của S trong oxit là VI nờn cụng thức oxit là SO3. Cụng thức electron và cụng thức cấu tạo của oxit SO3 như sau:
.. . . . . . .. .. .. . . . . .. .. . . . . O O O S O O S O
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
Cụng thức electron Cụng thức cấu tạo
3.11 Hướng dẫn:
a. A, B cú số oxi húa cao nhất trong cỏc oxit là +nO và + mO nờn lớp ngoài cựng của A, B cú số electron là nO và mO.
A, B cú số oxi húa õm trong cỏc hợp chất với hiđro là -nH và - mH nờn ta thấy để hoàn thành lớp vỏ bóo hũa 8 electron, lớp ngoài cựng của A, B cần nhận thờm số electron là nH và mH.
Như vậy: nO + nH = 8 và mO + mH = 8. Theo bài: nO = nH và mO = 3mH.
Từ đõy tỡm được nO = nH = 4, mO = 6, nH = 2.
A cú số oxi húa dương cao nhất là +4 nờn A thuộc nhúm IV, B cú số oxi húa dương cao nhất là +6 nờn B thuộc nhúm VI.
Trong hợp chất X, A cú số oxi húa +4 (nhường 4 electron) nờn một nguyờn tử A liờn kết với 2 nguyờn tử B, trong đú B cú số oxi húa -2.
Cụng thức phõn tử của X là AB2.
Theo bài: khối lượng phõn tử của X là 76u nờn MA + 2MB = 76u.
MB <
2 76u
= 38u.
Mặt khỏc, B thuộc nhúm VI và tạo được số oxi húa cao nhất trong oxit là +6 nờn B là lưu huznh. Vậy MB = 32u, suy ra MA = 76u - 232u = 12u. A là cacbon.
Cụng thức của X là CS2.
2. Theo bài, CS2 cú cấu trỳc thẳng nờn nguyờn tử C ở trạng thỏi lai húa sp.
Cấu hỡnh electron lớp ngoài cựng của nguyờn tử lưu huznh: sp3
2s 2p sp
https://giasudaykem.com.vn/tai-lieu-mon-hoa.html
Liờn kết trong phõn tử CS2 được hỡnh thành như sau:
Hai obitan lai húa sp của C xen phủ trục với hai obitan 3p chứa electron độc thõn của 2 lưu huznh tạo thành 2 liờn kết σ.
Hai obitan 2px, 2py khụng tham gia lai húa của C xen phủ bờn với hai obitan 3p chứa electron độc thõn của 2 lưu huznh tạo thành 2 liờn kết π.
Như vậy, nguyờn tử cacbon tạo với mỗi nguyờn tử lưu huznh 1 liờn kết σ và 1 liờn kết π. Cụng thức cấu tạo của phõn tử CS2 như sau:
3.12 Hướng dẫn:
1. Theo bài ra, húa trị của X trong hợp chất với hidro là II nờn húa trị cao nhất trong oxit là VI. Vậy X thuộc chu kz 3, nhúm VIA trong bảng tuần hoàn.
2. R thuộc nhúm VI nờn húa trị cao nhất trong oxit là VI, vậy cụng thức oxit cao nhất cú dạng RO3. Trong oxit này R chiếm 40% khối lượng nờn:
60 40 16 3 MR MR = 32. 3. X là S. Cỏc phương trỡnh phản ứng: H2S + 4Cl2 + 4H2O H2SO4 + 8HCl H2S + 2FeCl3 2FeCl2 + S + 2HCl H2S + CuSO4 CuS + H2SO4
3.13 Hướng dẫn:
1. Gọi số oxi húa dương cao nhất và số oxi húa õm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n. Số oxi húa cao nhất của R trong oxit là +m nờn ở lớp ngoài cựng nguyờn tử R cú m electron. Số oxi húa trong hợp chất của R với hiđro là -n nờn để đạt được cấu hỡnh 8 electron bóo hũa của khớ hiếm, lớp ngoài cựng nguyờn tử R cần nhận thờm n electron.
Ta cú: m + n = 8. Mặt khỏc, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2 m - 2n = 2. Từ đõy tỡm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhúm VI.
Số khối của R < 34 nờn R là O hay S. Do oxi khụng tạo được số oxi húa cao nhất là +6 nờn R là lưu huznh.
S C S