e) Cách tính trạng thái lai hố
2.4.3.2. Giản đồ MO
Xuất phát từ các nguyên tắc nêu trên, ta có thể lập giản đồ MO cho phân tử AB như sau: (giả sử B có độ âm điện lớn hơn A)
Hình 2.16: Giản đồ MO cho phân tử AB
Ví dụ 1: Phân tử CO có 10 electron hóa trị ở C và O có
Cấu hình electron : s2s*2x2 = y2Z2 Số liên kết N = 3
Độ dài liên kết l = 1,13Ao , E = -1 1072 Kj/ mol Momen lưỡng cực = q.l = 0,12D (Debye)
Ví dụ2: Phân tử NO với 11 electron hóa trị ở N và O có
Cấu hình electron: s2s*2x2 = y2Z2*1 x
N = 2,5; l = 1,15A0 ; E = -678 Kj/ mol; = 0,15D
Ví dụ 3: Phân tử BN tạo nên bởi ngun tử B có cấu hình electron 2s22p và nguyên tử N có cấu hình electron 2s22p3, với 8 electron hóa trị sẽ có cấu hình electron 2s225*2x2y2
, nghĩa là 2 liên kết giữa B và N.
Ví dụ 4: Phân tử CN với 9 electron hóa trị ở C và N có cấu hình electron
2s225*2x2y2z 1 nghĩa là có hai liên kết rưỡi.
Ngồi ra cịn các phân tử và ion phân tử: FO, FO+, FO-, NO+, NO-... Câu hỏi và bài tập
1. Lấy ví dụ trường hợp hình thành liên kết ion, liên kết cộng hố trị và trình bày sự hình thành các liên kết này từ các nguyên tử.
2. Giải thích tại sao có ngun tố có nhiều hố trị khác nhau. Cho ví dụ.
3. Tìm những hố trị có thể có của các nguyên tố F (Z = 9), Cl ( Z = 17)
4. Định nghĩa về năng lượng liên kết. Cho ví dụ?
5. Trong các trường hợp sau, trường hợp nào có liên kết ion, trường hợp nào có liên kết cộng hóa trị phân cực, khơng phân cực.
y x z
BaF2, CsBr, KCl, BaO, HF, BCl3, CS2, SiCl4, F2, O2, ClF3
6. Thế nào là sự lai hoá các orbital nguyên tử ? Điều kiện để lai hố có hiệu quả ? Nêu các kiểu lai hoá sp, sp2, sp3
7. Cách dự đoán các kiểu lai hoá sp, sp2, sp3. Cho ví dụ.
8. Trên cơ sở thuyết VB hãy mơ tả sự hình thành liên kết trong các phân tử H2, N2, Cl2, HCl.
9. Hãy cho biết thế nào là liên kết xích ma, liên kết pi? Cho ví dụ.
10. Trên cơ sở thuyết VB hãy mô tả các liên kết trong các phân tử CH3 - CH3, CH2 = CH2 bằng sự xen phủ các orbital
11. Theo thuyết VB thì có thể tồn tại các phân tử sau không: SF6, BrF6, IF7, ClF3, OF6, I7F.
12. Có các phân tử và ion sau: SO2, CO2, OF2, SO3, H3O+, BF4-. Hãy cho biết các nguyên tử trung tâm của chúng có kiểu lai hố gì?
13. Quy luật phân bố electron vào các MO như thế nào? Giản đồ các MO của các phân tử có hai hạt nhân giống nhau thuộc các nguyên tố chu kỳ II
14. Nguyên tử N trong ion NH4+ và phân tử NH3 có các orbital lai hố thuộc dạng nào? Giải thích.
15. Nguyên tử C trong phân tử C2H4 và CH4 cótrạng thái lai hố như thế nào? Hãy giải thích.
16. Phân tử Be2, B2 có tính thuận từ khơng? Hãy giải thích.
17. Có thể tồn tại các ion phân tử sau khơng F22-, B22+. Hãy giải thích theo phương pháp MO.
18. Tại sao nói lực Van der Waals và liên kết hiđro ảnh hưởng chủ yếu đến tính chất lí học của các chất.
19. Hãy xây dựng giản đồ năng lượng các MO đối với các phân tử và các ion phân tử sau: He2, Be2, Li2, C2, C2-, N2, O2, F2, F2-, O2+, O2-, O22-, N2+, N2-.
- Nhận xét về sự tồn tại của chúng và giải thích?
- So sánh độ dài liên kết giữa chúng và cho biết từ tính của chúng.
19. Giải thích tại sao khi F2 mất electron thì độ bền liên kết tăng cịn N2 mất electron thì độ bền liên kết lại giảm.
20. Giản đồ các MO của phân tử 2 nguyên tử có hạt nhân khác nhau AB ? áp dụng cho các trường hợp : NO+, NO-, FO+, FO- CN-, CN, CO, FO. Tính độ bội của liên kết theo phương pháp MO và so sánh độ bền liên kết của các phân tử, ion phân tử trên.
Cho biết từ tính của các chất đó.
21. Có nhận xét gì về độ bền liên kết và khả năng phân ly của phân tử NO và CO khi chúng kết hợp thêm một electron.
22. Xác định giá trị momen lưỡng cực 3 2; ; NO CH Cl trong các dẫn xuất thế 2 lần của nhân benzen sau đây:
Khi biết: Metađiclobenzen 5,5D
Paranitrotoluen 4,4D
Ortođinitrobenzen 6,6D
23. Bằng thực nghiệm người ta xác định được giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09D và của liên kết S - H là 2,61.10-30C.m. Hãy xác định góc liên kết SHS?
phần ii: áp dụng nhiệt động học cho hoá học
Chương 1: Nguyên lý i của nhiệt động học.nhiệt hoá học Nhiệt động học là một khoa học nghiên cứu về sự biến hoá dạng năng lương này thành dạng năng lượng khác và thiết lập các định luật của sự biến hố đó. Hiện nay nhiệt động học nghiên cứu một số lớn những hiện tượng vật lý và hoá học kèm theo sự biến đổi năng lượng. Những nghiên cứu bằng phương pháp nhiệt đông học không những chỉ cho phép đưa đến sự cân bằng của năng lượng mà còn xác định chiều hướng và giới hạn mà một q trình có thể xảy ra trong những điều kiện nhất định. Như vậy nhiệt động học cho phép điều khiển theo ý muốn những q trình lý, hố học trong sản xuất.
Nhiệt động hoá học nghiên cứu sự biến hoá của các dạng năng lượng khác nhau trong phản ứng hố học, các q trình hồ tan, bay hơi, kết tinh, hấp phụ.v.v..
Nhiệt động hoá học sử dụng các quan điểm và các kết luận của nhiệt động học lý học. Trong nhiệt động hoá học người ta chỉ xét trạng thái đầu và trạng thái cuối của các hệ hoá học ở trong q trình biến hố của chúng và dự đốn biến thiên năng lượng của những quá trình độc lập với cách biến đổi tốc độ phản ứng và bản chất của những sản phẩm trung gian được tạo nên trong phản ứng.
Nhiệt hoá học là khoa học nghiên cứu hiệu ứng nhiệt của các q trình hố học
1.1. Một số khái niệm của nhiệt động học.