1. Phân t có c c và không c c
Phân t không phân c c là phân t có c u t o hoàn toàn đ i x ng nên tr ng tâm c a đi n tích (+) và tr ng tâm c a đi n tích (-) c a phân t trùng lên nhau
Ví d : Phân t g m hai nguyên t gi ng nhau nh H2, O2, N2, ho c phân t có c u t o đ i x ng nh CH4, BF3, BF4-…
Phân t có c c là phân t có c u t o không đ i x ng, do đó tr ng tâm c a đi n tích (+) và tr ng tâm đi n tích (-) không trùng nhau
Ví d : Phân t HCl, HF, H2O, NH3…
2.Mô men l ng c c c a phân t (μ)
M i phân t có c c là m t l ng c c đi n g m hai đi n tích ng c d u (+q) và (-q) đ t cách nhau m t kho ng là l
đánh giá đ phân c c c a phân t ng i ta đ a ra m t đ i l ng là momen l ng c c μ = q.l (C.m) hay (D : debye), 1D = 3,33.10-30 Cm
Trong đó: q là giá tr tuy t đ i c a đi n tích , C (Coulomb) l là đ dài l ng c c, m
Momen l ng c c là m t đ i l ng có h ng. Ng i ta quy c chi u h ng t tr ng tâm c a đi n tích (+) đ n tr ng tâm c a đi n tích (-).
Momen l ng c c μ đ c tr ng cho đ phân c c c a phân t : μ càng l n thì phân t càng phân c c: các phân t c ng hoá tr có μ trong kho ng t 0 đ n 4D, các phân t ion có μ trong kho ng t 4 - 11D.
Mômen l ng c c ph thu c vào nhi u y u t nh : s chênh l ch đ âm đi n gi a các nguyên t tham gia liên k t, tính đ i x ng c a phân t , các c p electron t do…
Ví d : + Phân t HCl có μ = 1,04D, phân t HI có μ = 0,44D + Phân t CO2 có c u trúc th ng: C O O 1 μ μ1 có μ
t ng=0, các liên k t C=O phân c c m nh nh ng phân t CO2 không phân c c do μ=0.
+ - q q
Ví d : Hai phân t NH3 và NF3 đ u có c u t o là tháp tam giác, đáng l đ phân c c c a hai phân t này ph i b ng nhau nh ng th c t μNH3 = 1,46D và μNF3 = 0,2D, đi u này đ c gi i thích nh sau: 4 3 2 1 NH3 = + + + NF3 = 1+ 2 + 3 − 4
Trong phân t NH3 momen l ng c c μ c a c p electron t do cùng chi u v i momen l ng c c μ c a các m i liên k t N-H do đó t ng momen l ng c c c a phân t là l n. Còn trong phân t NF3 h ng μ c a c p electron t do ng c chi u v i μ c a các m i liên k t N-F do đó t ng μ c a phân t NF3 nh h n.
3. S phân c c hoá phân t
D i tác d ng c a đi n tr ng ngoài các phân t b bi n d ng và thay đ i c u trúc, do đó momen l ng c c phân t b thay đ i. ó là hi n t ng phân c c hoá phân t .
* Hi n t ng phân c c hoá phân t
D i tác d ng c a đi n tr ng ngoài gây ra b i hai t đi n, các phân t có c c đ c s p x p l i theo ph ng c a đi n tr ng, đó là s phân c c đnh h ng
M t khác, m i momen l ng c c c ng b kéo dài ra làm t ng tr s c a momen l ng c c phân t , đó là s phân c c bi n d ng.
i v i các phân t không c c: Khi đ t trong đi n tr ng gi a hai b n t đi n thì các mây electron b hút v b n (+) c a t đi n, còn h t nhân b hút v phía b n (-), k t qu trong phân t xu t hi n m t momen l ng c c c m ng, đây là hi n t ng phân c c hoá c m ng.
Các m i liên k t y u:
Ngoài các m i liên k t hoá h c nh liên k t c ng hoá tr , liên k t ion có n ng l ng c vài tr m kJ/mol tr lên, còn g p nhi u lo i liên k t y u h n có n ng l ng c vài ch c kJ/mol đó là liên k t hydro và l c Van der Waals. Các liên k t y u này có vai trò quan tr ng trong quá trình chuy n tr ng thái nh bay h i, nóng ch y, chuy n d ng thù hình…
N H H H ? ? μ1 μ2 μ3 μ4 N F F F μ1 μ2 μ3 μ4 + - - + - + + - + + + + + + - - - - - - + - + - + - +
1. Liên k t hydro:
Là liên k t ph , nguyên t H sau khi liên k t v i nguyên t X có đ âm đi n l n l i có kh n ng liên k t ph v i m t nguyên t khác c ng có đ âm đi n l n
* C ch t o liên k t hydro: nguyên t H khi liên k t v i nguyên t X có đ âm đi n l n nh F, O, N thì c p electron hoá tr s b l ch v phía nguyên t X, nguyên t H ch còn l i h t nhân tích đi n d ng, do đó nó có kh n ng liên k t v i nguyên t khác c ng có đ âm đi n l n và liên k t này đ c g i là liên k t hydro.
Ví d : δ+ − δ− δ+ − δ−
F H F
H ...
* N ng l ng c a liên k t H c 8- 40 kJ.mol-1. N ng l ng c a liên k t hydro càng l n khi đ âm đi n c a nguyên t liên k t v i nó càng l n và kích th c càng nh
* nh h ng c a liên k t hydro:
N ng l ng c a liên k t hydro nh so v i các liên k t khác nên h u nh nó ch nh h ng đ n tích ch t lý h c c a các ch t nh nhi t đ sôi, nhi t đ nóng ch y hay kh n ng hoà tan gi a các ch t.
Ví d :
- Do liên k t hydro gây ra hi n t ng liên h p phân t : (HF)n: n= 2-4; (H2O)n: n= 2-3. Do hi n t ng liên h p phân t làm cho các ch t tr nên khó bay h i, do đó làm t ng nhi t đ sôi, nhi t đ bay h i. HF có nhi t đ sôi, nhi t đ bay h i cao h n nhi u so v i HCl, HBr, HI. H2O có nhi t đ sôi và nhi t đ bay h i cao h n nhi u so v i H2S, H2Se, H2Te.
- Do liên k t H làm gi m kh n ng đi n ly c a nhi u ch t: HF là axit y u, ch t đi n ly y u trong đó HCl, HBr, HI là axit m nh
- Gây ra s b t th ng v t kh i c a n c: thông th ng khi nhi t đ t ng thì t kh i c a các ch t gi m xu ng, nh ng đ i v i n c t < 4oC thì t kh i c a n c t ng theo nhi t đ và đ t giá tr c c đ i 4oC và sau đó t kh i l i gi m d n theo nhi t đ .
2. L c gi a các phân t :
Th c nghi m cho th y, gi a các phân t c a m t ch t (k c các ph n t không phân c c) luôn t n t i l c t ng tác, g i là l c Van der Waals. L c Vander Waals gi vai trò quan tr ng trong quá trình chuy n tr ng thái t p h p.
B n ch t c a l c Van der Waals g m có ba lo i l c sau: * L c đnh h ng:
T n t i trong các phân t phân c c. Các phân t phân c c hút l n nhau b ng các đi n tích ng c d u c a l ng c c phân t , do đó các phân t này đnh h ng v i nhau theo m t h ng xác đnh. μ càng l n thì l c đnh h ng càng l n.
* L c c m ng:
Xu t hi n gi a các phân t có c c và không c c. Khi phân t không c c ti n g n đ n phân t có c c thì d i tác d ng c a đi n tr ng gây ra b i phân t phân c c thì các phân t không c c b c m ng đi n và t o thành l ng c c c m ng
* L c khu ch tán:
Do s chuy n đ ng không ng ng c a electron và chuy n đ ng dao đ ng c a h t nhân gây nên s b t đ i x ng t m th i v s phân b tr ng tâm đi n tích (+) và đi n tích (-) t o nên momen l ng c c t m th i trong phân t . L ng c c t m th i luôn xu t hi n, tri t tiêu, đ i d u.S xu t hi n l ng c c này và s m t đi x y ra m t cách nh p nhàng t o thành m t l c hút th ng xuyên g i là l c khu ch tán.
* c đi m c a l c Van der Waals Không có tính ch n và bão hoà N ng l ng nh h n 40 kJ/mol-1
L c Van der waals càng l n khi phân t có momen l ng c c l n, có kích th c và kh i l ng l n.
Tài li u tham kh o:
1. Nguy n ình Chi, C S Lí Thuy t Hóa H c, NXB GD, 2004. 2. Nguy n H nh, , C S Lí Thuy t Hóa H c, T p 2, NXB GD 1997.
3. Lê M u Quy n, C S Lí Thuy t Hóa H c - Ph n Bài T p, NXB KHKT, 2000.