Bài 2 LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ
2. Phân tử phân cực và không phân cực Momen lưỡng cực của phân tử
2.1. Phân tử không phân cực
Là phân tử trong đó điện tích dương của các hạt nhân và điện tích âm của các electron được phân bố hoàn toàn đối xứng, nên trọng tâm điện tích dương và âm trùng nhau. Đó là các phân tử hai nguyên tử giống nhau như H2, Cl2, N2… , các phân tử có cấu hình hình học hồn tồn đối xứng như các phân tử có cấu hình phẳng như BeH2, CO2…, các phân tử có cấu hình tứ diện đều với bốn ngun tử giống nhau liên kết với nguyên tử ở tâm của tứ diện như CH4, CCl4…, các phân tử có hình ba góc phẳng bằng nhau với ba nguyên tử giống nhau liên kết với nguyên tử ở tâm của tam giác đều như BF3, SO3…
F B F F O O S O 2.2. Phân tử phân cực
Là phân tử trong đó điện tích dương của hạt nhân và điện tích âm của các electron được phân bố khơng đối xứng, do đó các trọng tâm điện tích dương và âm khơng trùng nhau. Các phân tử này có cấu hình hình học không đối xứng như HCl, H2O, SO2, CHCl3,…
H Cl H O H O
S O
44 2.3. Momen lưỡng cực của phân tử
Đối với phân tử phân cực, thường dùng đại lượng momen lưỡng cực để chỉ sự
phân cực của phân tử. Momen lưỡng cực của phân tử được tính bằng cơng thức:
q
l (2.1)
+ q - q
l Trong đó:
q là giá trị tuyệt đối của trung tâm điện tích dương hoặc âm được tính bằng Culong (C);
q = δ.e (e là điện tích nguyên tố và C là tỷ lệ %, δ < 1)
l: Độ dài lưỡng cực được tính bằng mét (m)
: Momen lưỡng cực phân tử được tính bằng (C.m)
Đơn vị của momen lưỡng cực được dùng là Đơ bai ( Debye (D))
-29 -30 10 1D= C.m 3,33.10 C.m 3
Momen lưỡng cực của phân tử là đại lượng đặc trưng cho độ phân cực của phân tử. Momen lưỡng cực càng lớn thì độ phân cực của phân tử càng lớn.
Trong thực tế, momen lưỡng cực và độ dài liên kết được xác định bằng thí nghiệm. Từ đó có thể tính được giá trị điện tích q của cực và phần trăm điện tích δ.
Ví dụ:
Liên kết H-Cl có giá trị µ= 1,07 D hay 3,56. 10-30C.m, độ dài liên kết 1 = 1,28 Å hay 1,28.10-10 m. Từ đó tính được q và δ: q = 3,56.10 3010 1, 28.10 culong δ = 3,56.1010 30 19 1, 28.10 .1,6.10 = 0,17
Bảng 2.3. Giá trị momen lưỡng cực của một số liên kết
Phân tử HF HCl HBr HI
45
Đối với các phân tử khơng phân cực thì momen lưỡng cực bằng 0.
Momen lưỡng cực là đại lượng có hướng nghĩa là coi momen lưỡng cực của mỗi liên kết là một vectơ. Người ta thường quy ước chiều của vectơ lưỡng cực hướng từ âm sang dương (có thể quy ước chiều ngược lại). Momen lưỡng cực của phân tử bằng tổng các vectơ momen lưỡng cực của các liên kết trong phân tử.
Ví dụ: Phân tử CO2 có 0, vì hai vectơ lưỡng cực của hai liên kết C-O bằng nhau nhưng ngược chiều nhau.
O C O
Phân tử H2O có 0, vì tổng hai vectơ lưỡng cực của hai liên kết O-H lớn hơn không.