2.6.1 Liên kết hiđro
a. Khái niệm
Là một loại liên kết yếu được hình thành khi nguyên tử H đã tham gia liên kết cộng hoá trị với một nguyên tử có độ âm điện lớn lại tương tác với một nguyên tử âm điện khác có cặp electron chưa liên kết.
+ Biểu diễn liên kết hidro: AX-H ... Y, X, Y thường là F, O, N. Ở Y có ít nhất một cặp electron tự do.
+ Ví dụ : liên kết H được hình thành từ các phân tử ancol với H2O: R
O-H.....O-H....O-H....OH...
H R H
b. Phân loại
- Có 2 loại :
+ Liên kết hiđro liên phân tử. O
H H
= + 1 2 = = 1,58D
38 Ví dụ 1: . ..H-F. ..H-F...H-F... Ví dụ 2 : H H O H H O
+ Liên kết hiđro nội phân tử: Liên kết hiđro còn tồn tại trong nội bộ một phân tử
Ví dụ: Phân tử andehit salixylic
c. Tính chất
- Độ dài liên kết hidro lớn hơn độ dài liên kết cộng hóa trị do vậy năng lượng liên kết hidro nhỏ hơn kết cộng hóa trị.
- Liên kết hiđro có năng lượng cỡ 8-40 kJ/mol (là trung gian giữa lực Van de Van và liên kết hóa học)
- Liên kết hiđro càng bền khi : nguyên tử phi kim liên kết với hiđro có độ âm điện càng lớn và kích thước càng nhỏ.
Ví dụ :
Liên kết hiđro Năng lượng liên kết (kJ/mol) Độ dài liên kết, Å
(H-F)n 28 2,4
(NH3)n 18,4 3,1
(H2O)2 20,9 2,8
d. Ảnh hưởng của liên kết hiđro đến tính chất của các chất.
+ Làm tăng nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt hố hơi, nhiệt dung, độ tan của các chất trong nước.
+ Gây ra sự biến đổi bất thường khối lượng riêng của nước. + Làm giảm độ điện li của của axit.
+ Ảnh hưởng đến sự hoà tan lẫn nhau của chất lỏng.
+ Liên kết hiđro giữ vai trò quan trọng trong hoạt động sống của cơ thể sinh vật.
2.6.2 Lực Van der Waals
Giữa các phân tử luôn tồn tại một loại tương tác được gọi là tương tác van der walls. Tương tác Van der walls bao gồm cả lực hút và lực đẩy.
Ba thành phần của lực hút: + Lực định hướng: C O O H H
39
Khi các phân tử bị phân cực tiến lại gần nhau, các đầu lưỡng cực trái dấu hút nhau, tạo ra sự định hướng tương đối giữa chúng sao cho hệ có năng lượng thấp nhất, ở trạng thái bền. Lực định hướng càng lớn khi momen lưỡng cực µ của phân tử càng lớn.
+ Lực cảm ứng
Xuất hiện ở phân tử không phân cực tiến đến gần phân tử phân cực. Do tác dụng của điện trường gây ra bởi lưỡng cực của phân tử phân cực, phân tử không phân cực bị cảm ứng điện và xuất hiện lưỡng cực phản ứng. Khi đó các lưỡng cực lại hút nhau bởi lực định hướng. Lực cảm ứng càng lớn khi phân tử phân cực có µ càng lớn.
+ Lực khuếch tán
Trong phân tử, các electron chuyển động liên tục, các hạt nhân dao động quanh vị trí cân bằng. Có thời điểm, sự chuyển động và dao động đó làm lệch sự phân bố điện tích âm và dương ra khỏi vị trí cân bằng, làm xuất hiện lưỡng cực tạm thời. Các lưỡng cực này tương tác với nhau tạo ra lực khuếch tán.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG II
2.1. Nêu các đặc trưng cơ bản của liên kết hố học. Cho ví dụ minh hoạ.
2.2. Trình bày liên kết ion: điều kiện, q trình hình thành, tính chất, đặc điểm, cách tính điện
hoá trị.
2.3. Nêu nội dung của thuyết liên kết cộng hố trị.
2.4. Nêu cách tính cộng hố trị của các ngun tố ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích. 2.5. a. Trình bày nội dung thuyết lai hố.
b. Trình bày các kiểu lai hố sp, sp2 và sp3. Cho ví dụ.
40
CHƯƠNG III
HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA Q TRÌNH HỐ HỌC