5. BÁN KÍNH NGUYấN TỬ
T hỡnh 3 sau đõy cho th y:
Trong m t chu kỡ, bỏn kớnh nguyờn t núi chung gi m d n.
Trong m t nhúm A, theo chi u t trờn xu ng d i, s l p electron tăng d n, bỏn kớnh nguyờn t c a cỏc nguyờn t tăng theo m c dự đi n tớch h t nhõn
tăng nhanh
Hỡnh 3. Bỏn kớnh nguyờn t c a m t s nguyờn t trong b ng tu n hoàn
6. NĂNG LƯỢNG ION HểA
Trong cựng m t nhúm A, theo chi u tăng c a đi n tớch h t nhõn, kho ng
cỏch electron ngoài cựng đ n h t nhõn tăng l c liờn k t l p electron l p ngoài cựng và h t nhõn gi m do đú năng l ng ion húa núi chung gi m.
V y:Năng l ng ion húa th nh t c a nguyờn t cỏc nguyờn t trong b ng tu n hoàn cú bi n đ i tu n hoàn theo chi u tăng c a đi n tớch h t nhõn. V. SỰ HèNH THÀNH ION - LIấN KẾT HểA HỌC
1. SỰ HèNH THÀNH ION, CATION, ANION
1.1. Ion cation, anion
a)Nguyờn t trung hũa v đi n. Khi nguyờn t nh ng hay nh n electron, nú tr thành ph n t mang đi n g i là ion.
b)Trong cỏc ph n ng húa h c đ đ t c u hỡnh electron bờn c a khớ hi m (l p ngoài cựng cú 8 electron hay 2 electron heli) nguyờn t kim lo i cú
khuynh h ng nh ng electron cho nguyờn t cỏc nguyờn t khỏc đ tr
thành ion d ng g i là cation.
Thớ d 1: S t o thành ion Li t nguyờn t Li (Z=3). C u hỡnh electron c a Li là 1s22s1 hay vi t theo l p (2, 1). Nguyờn t Li d nh ng 1 electron l p ngoài cựng (1s22s1)tr thành ion d ng hay cation) Li(1s2). Cú th bi u di n quỏ trỡnh trờn b ng ph ng trỡnh sau: LiLi e
Thớ d 2: Cỏc nguyờn t kim lo i, l p ngoài cựng cú 1, 2, electron đ u d
nh ng electron đ tr thành ion d ng. NaNae Chi u gi m d n c a bỏn kớnh nguyờn t (nm) Chi u tăn g d n c a b ỏ n k ớn h n g uy ờn t (n m )
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
0,123 0,089 0,080 0,077 0,070 0,066 0,064 VIIA 0,157 0,136 0,125 0,117 0,110 0,104 0,099 VIIA 0,203 0,174 0,125 0,122 0,121 0,117 0,114 VIIA 0,216 0,191 0,150 0,140 0,140 0,137 0,133 VIIA Li Be B C N O Na Mg F Al P S Cl K Ca Ga Ge As Se Br Rb Sr In Sn Sb Te I Si
Phần II – Chương 1: Cấu tạo nguyờn tử - Quy luật tuần hoàn - Liờn kết húa học Cụng phỏ Lớ thuyết Húa
2
MgMg 2e
3
AlAl 3e
Cỏc cation kim lo i đ c g i theo tờn kim lo i. Vớ d , Na g i là cation natri.
c)Trong cỏc ph n ng húa h c đ đ t c u hỡnh electron b n c a khớ hi m, nguyờn t phi kim cú khuynh h ng nh n electron t nguyờn t cỏc nguyờn t khỏc tr thành ion õm, g i là anion.
Thớ d : S t o thành ion florua F , 2 2 6
1s 2s 2p hay (2,8).
Cú th bi u di n quỏ trỡnh trờn b ng ph ngtrỡnh sau: F 1e F
Thớ d : Nh ng nguyờn t phi kim l p ngoài cựng cú 5, 6, 7, electron
2 3 2 4
ns np ,ns np hay ns np cú kh 2 5 năng nh n thờm 3, hay electron đ
tr thành ion õm (hay anion).
Cl 1e Cl
2
O 2e O
Cỏc anion phi kim đ c g i theo tờn g c axit (tr 2
O g i là anion oxit).
Thớ d : F g i là anion florua.
1.2. Ion đơn nguyờn tử và ion đa nguyờn tử
a)Ion đ n nguyờn t là cỏc ion t o nờn t m t nguyờn t . Thớ d : cation Li , Na,Mg2,Al3 và anion F, 2
S .
b)Ion đa nguyờnt là nh ng nhúm nguyờn t mang đi n tớch d ng hay
õm. Thớ d : cation amoni NH ,4 anion hiđroxit OH, anion sunfat 2 4
SO.
2. SỰ TẠO THÀNH LIấN KẾT ION
Đ hi u đ c s t o thành liờn k t ion, ta xột ph n ng c a natri v i clo: Nguyờn t Na 2 2 6 1
1s 2s 2p 3s nh ng 1 electron cho nguyờn t Cl
2 2 6 2 5
1s 2s 2p 3s 3p đ bi n đ i thành cation Na 2 2 6
1s 2s 2p đ ng th i nguyờn t clo nh n 1 electron c a nguyờn t Na đ bi n đ i thành ion
2 2 6 2 6
Cl 1s 2s 2p 3s 3p , cú th bi u di n quỏ trỡnh nh sau
Na Cl NaCl
Hai ion đ c t o thành mang đi n tớch ng c d u hỳt nhau b ng l c hỳt
tĩnh đi n, t o nờn phõn t NaCl: Na Cl NaCl Liờn k t gi a cation Na và anion Cllà liờn k t ion.
V y, liờn k t ion là liờn k t đ c hỡnh thành b i l c hỳt tĩnh đi n gi a cỏc
ion mang đi n tớch trỏi d u.
Ph n ng húa h c trờn cú th đ c bi u di n b ng ph ng trỡnh húa h c sau:
2 2Na Cl 2Na Cl 11+ Na (2, 8, 1) 17+ Cl (2, 8, 7) 11+ Na+ (2, 8) 17+ Cl (2, 8, 8) + 2 ì 1e
1835 cõu hỏi Lớ thuyết Húa hay Hơn cả một cuốn sỏch
3. TINH THỂ ION 3.1. Tinh thể NaCl
th r n, NaCl t n t i d i d ng tinh th ion. Trong m ng tinh th NaCl, cỏc ion Na và Clđ c phõn b luõn phiờn đ u đ n trờn cỏc đnh c a c a cỏc hỡnh l p ph ng nh . Xung quanh m i ion đ u cú ion ng c d u g n nh t (xem hỡnh 4).
Hỡnh 4. Mụ hỡnh tinh th natri clorua (NaCl)
3.2. Tớnh chất chung của hợp chất ion
Tinh th ion r t b n v ng vỡ l c hỳt tĩnh đi n gi a cỏc ion ng c d u trong tinh th ion r t l n. Cỏc h p ch t ion đ u khỏ r n khú bay h i khú núng
ch y.
Cỏc h p ch t ion th ng tan nhi u trong n c. Khi núng ch y và khi hũa tan
trong n c, chỳng d n đi n, cũn tr ng thỏi r n thỡ khụng d n đi n.
4. SỰ HèNH THÀNH LIấN KẾT CỘNG HểA TRỊ
4.1. Liờn kết cộng húa trị hỡnh thành giữa cỏc nguyờn tử giống nhau. Sự hỡnh
thành đơn chất
a) Sự hỡnh thành phõn tửhiđro (H2)
Nguyờn t H (Z = 1) cú c u hỡnh electron là 1s1, hai nguyờn t H liờn k t v i nhau b ng cỏch m i nguyờn t H gúp 1 electron t o thành m t c p electron chung trong phõn t H2, m i nguyờn t H cú 2 electron, gi ng c u hỡnh electron b n v ng c a khớ hi m heli:
H H H : H ; H : H
M i ch m bờn kớ hi u nguyờn t bi u di n m t electron kớ hi u l p ngoài cựng.
H H đ c g i là cụng th c electron, thay hai ch m b ng 1 g ch, ta cú H H g i là cụng th c c u t o. Gi a 2 nguyờn t hiđro cú m t c p electron liờn k t bi u th b ng m t g ch (- đú là liờn k t đ n
b) Sự hỡnh thành phõn tửnitơ (N2)
C u hỡnh electron c a N (Z = 7) 1s 2s 2p , cú 5 l p electron l p ngoài cựng. 2 2 3
Trong phõn t nit N2 đ đ t đ c c u hỡnh electron c a nguyờn t khớ hi m g n nh t (Ne), m i nguyờn t nit ph i đúng gúp chung electron.
Cụng th c electron Cụng th c c u t o N : . . . + : N . . . N N ; : N N : ; N N Thớ d凹: Nhi t đ núng ch y c a NaCl là 8000C, c a MgO là 28000C.
Phần II – Chương 1: Cấu tạo nguyờn tử - Quy luật tuần hoàn - Liờn kết húa học Cụng phỏ Lớ thuyết Húa
Hai nguyờn t N liờn k t v i nhau b ng 3 c p electron liờn k t bi u th b ng 3 g ch đú là liờn k t ba. Liờn k t ba này b n nờn nhi t đ th ng, khớ
nit kộm ho t đ ng húa h c.
Liờn k t c ng húa tr là liờn k t đ c t o nờn gi a hai nguyờn t b ng m t hay nhi u c p electron chung.
M i c p electron chung t o nờn m t liờn k t c ng húa tr .
Cỏc phõn t H2, N2 t o nờn t hai nguyờn t c a cựng m t nguyờn t (cú đ
õm đi n nh nhau), nờn cỏc c p electron chung khụng b hỳt l ch v phớa nguyờn t nào Do đú liờn k t trong cỏc phõn t đú khụng b phõn c c Đú
là liờn k t c ng húa tr khụng c c.
4.2. Liờn kết giữa cỏc nguyờn tử khỏc nhau. Sự hỡnh thành hợp chất
a) Sự hỡnh thành phõn tử hiđro clorua (HCl)
Trong phõn t hiđro clorua, m i nguyờn t (H và Cl) gúp m t electron t o thành m t c p electron chung đ t o nờn m t liờn k t c ng húa tr Đ õm
đi n c a clo là 3,16 l n h n đ õm đi n c a hiđro là nờn c p electron liờn k t b l ch v phớa clo, liờn k t c ng húa tr này b phõn c c.
Trong cụng th c electron c a phõn t cú c c ng i ta đ t c p electron chung l ch v phớa kớ hi u c a nguyờn t cú đ õm đi n l n h n Thớ d : H:Cl Liờn k t c ng húa tr trong đú c p electron chung b l ch v phớa m i nguyờn t đ c g i là liờn k t c ng húa tr cú c c hay liờn k t c ng húa tr phõn c c.
b) Sự hỡnh thành phõn tửkhớ cacbon đioxit (CO2) (cú cấu tạo thẳng)
C u hỡnh electron c a C (Z=6) là 2 2 2
1s 2s 2p hay (2, 4), nguyờn t cacbon cú 4 electron l p ngoài cựng.
C u hỡnh electron c a O (Z=8) là 2 2 4
1s 2s 2p hay (2, 6), nguyờn t oxi cú 6 electron l p ngoài cựng.
Trong phõn t CO2, nguyờn t C gi a 2 nguyờn t O và nguyờn t C gúp chung v i m i nguyờn t O hai electron, m i nguyờn t O gúp ph n chung v i m i nguyờn t C hai electron t o ra hai liờn k t đụi Ta cú:
Nh v y, theo cụng th c electron, m i nguyờn t C hay O đ u cú 8 electron l p ngoài cựng đ t c u hỡnh b n v ng c a khớ hi m Đ õm đi n c a oxi (3,44) l n h n đ õm đi n c a C (2,55) nờn c p electron chung l ch v phớa oxi. Liờn k t gi a nguyờn t oxi và cacbon là phõn c c, phõn t CO c u t o 2 th ng nờn hai liờn k t đụi phõn c c.
c) Liờn kết cho – nhận
Trong m t s tr ng h p, c p electron chung ch do m t nguyờn t đúng
gúp thỡ liờn k t gi a hai nguyờn t là liờn k t cho - nh n.
H . + . Cl .. : .. H Cl : ; H Cl : : .. ; H Cl .. Cụng th c electron Cụng th c c u t o O = C = O C . + 2 O : : . . O C :: O ; : .. .. : ; Cụng th c electron Cụng th c c u t o . . . :: O C O :: :: Liờn k t gi a cỏc nguyờn t trong cỏc đ n ch t đ u là liờn k t c ng húa tr khụng c c. Vớ d : Br2, N2, Cl2, I2 CHEMTip
1835 cõu hỏi Lớ thuyết Húa hay Hơn cả một cuốn sỏch
Thớ d :Đ i v i phõn t SO2 cụng th c electron, cụng th c c u t o cú th bi u
di n nh sau
Cụng th c electron Cụng th c c u t o
Nguyờn t S cú 6 electron l p ngoài cựng. Khi hỡnh thành phõn t SO2, nguyờn t S đó dựng electron đ c thõn gúp chung v i hai electron đ c thõn c a m t trong hai nguyờn t oxi. Nguyờn t S s d ng m t c p electron đ
dựng chung v i nguyờn t oxi cũn l i. Trong cụng th c c u t o ng i ta bi u di n c p electron chung b ng m t g ch n i, c p electron cho - nh n b ng m t
m)i tờn cú chi u h ng v phớa nguyờn t nh n.
4.3. Tớnh chất của cỏc chất cú liờn kết cộng húa trị
Cỏc ch t mà phõn t ch cú liờn k t c ng húa tr cú th là ch t r n nh đ ng,
l u hu nh iot cú th là ch t l ng nh : n c ancol ho c ch t khớ nh khớ cacbonic clo hiđro Cỏc ch t cú c c nh etanol r u etilic đ ng
tan nhi u trong dung mụi cú c c nh n c. Ph n l n cỏc ch t khụng c c nh l u hu nh, iot, cỏc ch t h u c khụng c c tan trong dung mụi khụng c c
nh benzen, cacbon tetraclorua
Núi chung, cỏc ch t ch cú liờn k t c ng húa tr khụng c c khụng d n đi n m i tr ng thỏi.
5. ĐỘÂM ĐIỆN VÀ LIấN KẾT HểA HỌC
5.1. Quan hệ giữa liờn kết cộng húa trị khụng cực, liờn kết cộng húa trị cú cực và liờn kết ion
Trong phõn t , n u c p electron gi a 2 nguyờn t , ta cú liờn k t c ng húa tr khụng c c. N u c p electron chung l ch m t phớa c a m t nguyờn t thỡ
đú là liờn k t c ng húa tr cú c c. N u c p electron chung chuy n v m t nguyờn t , ta s cú liờn k t ion Nh v y, liờn k t ion cú th đ c coi là tr ng h p riờng c a liờn k t c ng húa tr .
5.2. Hiệu độõm điện và liờn kết húa học
Đ đỏnh giỏ lo i liờn k t trong phõn t h p ch t ng i ta cú th d a vào hi u đ õm đi n Ng i ta phõn lo i m t cỏch t ng đ i lo i liờn k t húa h c
theo quy c kinh nghi m d a vào thang đ õm đi n c a Pau-linh nh sau:
Hi u đ õm đi n Lo i liờn k t t đ n < 0,4 t đ n < 1,7 Liờn k t c ng húa tr khụng c c Liờn k t c ng húa tr cú c c Liờn k t ion
Hi u đ õm đi n ch cho ta d đoỏn v m t lý thuy t lo i liờn k t húa h c trong phõn t . D đoỏn này cũn ph i đ c xỏc minh đ đỳng đ n b i nhi u
ph ng phỏp th c nghi m khỏc.
Thớ d : Trong NaCl, hi u đ õm đi n c a Cl và Na là: 3,16 0,93 = 2,23. V y, liờn k t gi a Na và Cl là liờn k t ion.
Trong phõn t HCl, hi u đ õm đi n c a Cl và H: 3,16 2,20 = 0,96. V y, liờn k t gi a H và Cl là liờn k t c ng húa tr cú c c.
: O S O .. .. .. .. : O S O ..
Phần II – Chương 1: Cấu tạo nguyờn tử - Quy luật tuần hoàn - Liờn kết húa học Cụng phỏ Lớ thuyết Húa
B. CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM LÍ THUYẾT
Cõu 1:Nguyờn t X cú đi n tớch h t nhõn là C u hỡnh electron c a X chu k và nhúm trong h th ng tu n hoàn l n l t là A. 2 2 6 2 6 6 1s 2s 2p 3s 3p 3d , chu k nhúm VIB. B. 2 2 6 2 6 6 2 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s , chu k nhúm IIA. C. 1s 2s 2p 3s 3p 3d , 2 2 6 2 6 5 chu k nhúm VB. D. 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s , 2 2 6 2 6 6 2 chu k nhúm VIII” Cõu 2:Cú cỏc nh n đ nh sau 1) C u hỡnh electron c a ion X2 là 2 2 6 2 6 6
1s 2s 2p 3s 3p 3d . Trong b ng tu n hoàn cỏc nguyờn t hoỏ h c nguyờn t X thu c chu kỡ nhúmVIIIB.
Cỏc ion và nguyờn t Ne , Na, F cú đi m chunglà cú cựng s electron
3 Dóy g m cỏc nguyờn t đ c s p x p theo chi u gi m d n bỏn kớnh nguyờn t t trỏi sang ph i là
K, Mg, Si, N.
4 Tớnh baz c a dóy cỏchidroxit: NaOH, Mg OH , Al OH 2 3 gi m d n
Cho: N Z 7 , F Z 9 , Ne Z 10 , Na Z 11 , Mg Z 12 , Al Z 13 , K Z 19 , Si Z 14 .
S nh n đ nh đỳng là
A. 3. B. 5. C. 4. D. 2.
Cõu 3:C u hỡnh electron c a nguyờn t nguyờn t X là 1s22s22p63s23p1 S hi u nguyờn t X là
A. 14. B. 15. C. 13. D. 27
Cõu 4:Dóy cỏc ch t ch cú liờn k t ion là
A. KCl, NaI, CaF , MgO 2 B. NaCl, MgSO , K O, CaBr 4 2 2
C. H S, Na S, KCl, Fe O2 2 2 3 D. NaNO , NaCl, K O, NaOH 3 2
Cõu 5:Dóy cỏc ch t ch cú liờn k t c ng húa tr phõn c c là
A. H2O, NH3, HCl, SO2 B. HF, H2O, O3, H2
C. H2O, Cl2, NH3, CO2 D. NH3, O2, H2, H2S
Cõu 6:Nguyờn t c a nguyờn t X cú s kh i b ng trong đú s h t proton ớt h n s h t n tron là h t C u hỡnh electron c a 3
X là:
A. 1s22s22p63s23p6 B. 1s22s22p63s23p1 C. 1s22s22p6 D. 1s22s22p63s23p3
Cõu 7:Cho c u hỡnh electron c a nguyờn t X là s22s22p63s23p4 nguyờn t Y là s22s22p4.