Một phõn tử ủược gọi là phõn cực khi trọng tõm ủiện tớch dương khụng trựng với trọng tõm ủiện tớch õm. Khoảng cỏch giữa hai trọng tõm gọi là ủộ dài lưỡng cực.
Khi phõn tử chỉ gồm hai nguyờn tử nếu liờn kết là phõn cực thỡ phõn tử cũng phõn cực và ủộ dài lưỡng cực chớnh là ủộ dài liờn kết. Vớ dụ, cỏc phõn tử HCl, HBr, CO, NO... là cỏc phõn tử phõn cực.
ðối với những phân tử gồm nhiều nguyên tử (từ 3 nguyên tử trở lên) chỉ phân cực khi trong phân tử có liên kết phân cực và các liên kết phân cực không triệt tiêu nhau (tổng các véctơ mômen liên kết khỏc 0 hay phõn tử cú cấu trỳc bất ủối xứng). Vớ dụ: CO2, SO3, CCl4 là cỏc phõn tử khụng phõn cực vỡ chỳng cú cấu trỳc ủối xứng.
Trong khi ủú cỏc phõn tử H2O, SO2, CHCl3 là cỏc phõn tử phõn cực vỡ cú cấu trỳc phõn tử bất ủối xứng
ðể ủỏnh giỏ ủộ phõn cực của phõn tử người ta cũng dựng một ủại lượng gọi là momen lưỡng cực của phõn tử, ủược ký hiệu à
q: ủiện tớch của trọng tõm
l: chiều dài lưỡng cực, ở ủõy là khoảng cỏch giữa hai trọng tõm ủiện tớch àp.t cũng ủược tớnh bằng C.m hay ðơbai
Phân tử có hai nguyên tử thì momen lưỡng cực của liên kết chính là momen lưỡng cực của phân tử.
Phân tử có từ hai liên kết trở lên thì momen lưỡng cực của phân tử bằng tổng momen lưỡng cực của các liên kết
Momen lưỡng cực của nhiều phõn tử cú thể xỏc ủịnh ủược bằng con ủường thực nghiệm hoặc tính toán dựa vào momen lưỡng cực của liên kết:
Vớ dụ ủối với phõn tử 3 nguyờn tử ABC, giỏ trị của momen lưỡng cực phõn tử ủược tớnh theo sơ ủồ sau:
BẢNG 2.8. MOMEN LƯỠNG CỰC CỦA MỘT SỐ PHÂN TỬ
Momen lưỡng cực là một thông số có lợi trong nghiên cứu cấu trúc của phân tử.
Sự phõn cực của phõn tử cú ảnh hưởng ủặc biệt ủến một số tớnh chất vật lý của phõn tử: cỏc phõn à = à12 + à22 + 2à1à 2 cosα
Phõn tử CO2 cú tổng vectơ momen liờn kết à = 0 vỡ vậy không phân cực.
Phõn tử H2O cú tổng momen liờn kết à2 = 2à12(1+ cosα) ≠ 0 (α =104o30’ và à1 là momen lưỡng cực của liờn kết O–H). Vỡ vậy nước là phân tử phân cực.
Phân tử BeCl2 CO2 SO3 H2O H2S SO2 NH3 CH3Cl
à à à
àp.t (D) 0 0 0 1,86 1,02 1,60 1,46 1,86
tử phân cực dễ dàng tan trong dung môi phân cực và ngược lại.
CÂU HỎI TỰ LƯỢNG GIÁ
2.1. ðịnh nghĩa: năng lượng ion hoỏ, ỏi lực electron và ủộ õm ủiện của một nguyờn tố.
Biểu thức tớnh ủộ õm ủiện.
2.2. Những ủại lượng ủặc trưng của liờn kết và mối liờn hệ giữa chỳng.
2.3. Sự phõn loại cỏc liờn kết dựa vào ủộ õm ủiện. Cho cỏc vớ dụ và nờu cỏc ủiều kiện, quá trình hình thành các liên kết ion, liên kết cộng hoá trị, liên kết cho nhận.
2.4. Theo quy tắc bỏt tử hóy biểu diễn liờn kết trong cỏc phõn tử và ion sau ủõy: H2O;
NH3; NH4+; CO2; SO2; SO3; HNO2; HNO3; H2SO4.
2.5. ðiều kiện hình thành liên kết hydro so sánh năng lượng liên kết năng lượng liên kết ion và liờn kết cộng hoỏ trị. Nờu những vớ dụ cho thấy ảnh hưởng của liờn kết hydro ủến tính chất vật lý của các chất.
2.6. Thuyết hoỏ trị liờn kết (VB) ủược ủưa ra trờn cơ sở nghiờn cứu nào? Hóy nờu những luận ủiểm cơ bản của thuyết ủú.
2.7. Cho vớ dụ, ủặc ủiểm của liờn kết π và liờn kết σ . So sỏnh và giải thớch về ủộ bền của hai liên kết này.
2.8. Lai hoỏ là gỡ? ðặc ủiểm cỏc ủỏm mõy lai hoỏ sp; sp2; sp3. Cho cỏc vớ dụ về những hợp chất có sự lai hoá này.
2.9. Hỡnh học phõn tử và sơ ủồ xen phủ cỏc ủỏm mõy electron trong cỏc phõn tử:
CH4; C2H2; C2H4; C2H6; NH3; H2O; SO2; SO3; CO; CO2. Trong các phân tử này C; N; O; S có kiểu lai hoá gì?
2.10. Hình học phân tử của các phân tử butadien, benzen, allen (CH2 = C = CH2). Cho
biết cách biểu diễn chúng bằng công thức:
có chính xác không? Tại sao?
2.11. Hóy nờu những luận ủiểm cơ bản của thuyết orbital phõn tử (MO) về liờn kết. Cỏc MO tỡm ủược dựa vào phương phỏp nào? í nghĩa gỡ của cỏc MO? Thế nào là MO liờn kết và MO phản liên kết (so sánh về hình dạng và năng lượng trong không gian).
2.12. Cấu hỡnh electron và giản ủồ năng lượng của cỏc phõn tử dạng A2 trong ủú A thuộc chu kỳ 1 (H2+, H2, He2+, He2). Tại sao không tồn tại phân tử He2.
2.13. Cấu hỡnh electron và giản ủồ năng lượng của cỏc phõn tử dạng A2 trong ủú A thuộc các nguyên tố cuối chu kỳ 2: O, F, Ne (O2, F2, O22–,...). ðộ bội và từ tính của
chúng?
2.14. Cấu hỡnh electron và giản ủồ năng lượng của cỏc phõn tử dạng A2 trong ủú A thuộc cỏc nguyờn tố ủầu chu kỳ 2: Li, B, Be, C, N (Li2, Be2, N2,...). ðộ bội và từ tớnh của chúng.
2.15. Cấu hỡnh electron và giản ủồ năng lượng của cỏc phõn tử và ion dạng AB: CN–, CO, NO+, HF. ðộ bội và từ tính của chúng.
2.16. So sỏnh ủộ dài liờn kết và ủộ bền liờn kết trong cỏc ion và phõn tử: O2+, O2–, O22–, O2.
2.17. Khi nào một liên kết bị phân cực? Một phân tử phân cực? Mô men lưỡng cực là gỡ? Trong cỏc chất sau ủõy phõn tử nào phõn cực? CO2, H2O, CHCl3, SO2, SO3
2.18. Tại sao CCl4 không tan trong nước còn C2H5OH lại tan vô hạn trong nước.
Bài 3
NHI Ệ T ðỘ NG H Ọ C
MỞ ðẦU
Nhiệt ủộng học nghiờn cứu những quy luật chuyển hoỏ giữa cỏc dạng năng lượng khỏc nhau.
Cơ sở của nhiệt ủộng học là hai nguyờn lý rỳt ra từ kinh nghiệm sống của con người. Cỏc nguyờn lý này khụng thể chứng minh bằng con ủường toỏn học nhưng những hệ quả rỳt ra từ nó không mâu thuẫn với thực tiễn.
Nhiệt ủộng học hoỏ học sử dụng những kết quả nghiờn cứu của nhiệt ủộng học vào hoỏ học ủể tính tốn thăng bằng về năng lượng và rút ra một số đại lượng làm tiêu chuẩn để xét đốn chiều hướng của một quá trình hoá học.