Liên kết cộng hóa trị SVIP

1. SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

➤ Sự hình thành liên kết trong các phân tử hydrogen chloride, oxygen và nitrogen

Liên kết cộng hoá trị là liên kết hoá học hình thành do sự dùng chung một hay nhiều cặp electron giữa hai nguyên tử (thường là các nguyên tử phi kim) nhằm đạt cấu hình electron bền vững.

- Liên kết đơn có một cặp electron chung, ký hiệu bằng “–”.

Ví dụ: Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung. Khi đó, hydrogen có 2 electron (giống helium) và chlorine có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

- Liên kết đôi có hai cặp electron chung, ký hiệu bằng “=”.

Ví dụ: Trong phân tử O₂, mỗi nguyên tử oxygen góp 2 electron tạo thành 2 cặp electron dùng chung. Khi đó, mỗi nguyên tử oxygen có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

- Liên kết ba có ba cặp electron chung, ký hiệu bằng “≡”.

Ví dụ: Trong phân tử N₂, mỗi nguyên tử nitrogen góp 3 electron tạo thành 3 cặp electron dùng chung. Khi đó, mỗi nguyên tử nitrogen đều có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

➤ Tìm hiểu cách viết công thức Lewis

Liên kết cộng hóa trị hình thành chủ yếu giữa các nguyên tử cùng loại hoặc các nguyên tử không chênh lệch nhiều về độ âm điện.

Công thức Lewis thể hiện cấu tạo phân tử bằng cách biểu diễn các cặp electron dùng chung (bằng gạch nối) và electron hoá trị chưa liên kết của nguyên tử.

2. LIÊN KẾT CHO - NHẬN

Liên kết cho - nhận là liên kết cộng hoá trị mà trong đó cặp electron dùng chung hoàn toàn do một nguyên tử cung cấp.

Ví dụ: Trong phân tử NH₃, nguyên tử nitrogen có 1 cặp electron chưa liên kết. Khi gặp ion H⁺ (thiếu electron), nitrogen dùng cặp electron này tạo liên kết cho - nhận để hình thành ion NH₄⁺.

3. PHÂN BIỆT CÁC LOẠI LIÊN KẾT DỰA THEO ĐỘ ÂM ĐIỆN

➤ Phân biệt liên kết cộng hóa trị phân cực và không phân cực

- Trong liên kết cộng hóa trị không phân cực, cặp electron chung không lệch về phía nguyên tử nào.

- Trong liên kết cộng hóa trị phân cực, cặp electron chung nghiêng về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Ví dụ: Liên kết giữa hai nguyên tử H trong phân tử H₂ là liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Ví dụ: Liên kết giữa H và Cl trong phân tử HCl là liên kết cộng hóa trị phân cực, do cặp electron dùng chung bị lệch về phía nguyên tử Cl có độ âm điện lớn hơn.

 ➤ Phân biệt loại liên kết trong phân tử dựa trên giá trị hiệu độ âm điện

Hiệu độ âm điện (\(\Delta\chi\))	Loại liên kết
\(0,0\le\Delta\chi<0,4\)	Liên kết cộng hoá trị không cực
\(0,4<\Delta\chi<1,7\)	Liên kết cộng hoá trị có cực
\(\Delta\chi\ge1,7\)	Liên kết ion

Ví dụ: Xét phân tử KCl.

Hiệu độ âm điện giữa Cl và K:

\(\Delta\chi=\chi\left(Cl\right)-\chi\left(K\right)=3,16-0,82=2,34\)

⇒ Đây là liên kết ion.

4. SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT σ, π VÀ NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

➤ Sự hình thành liên kết σ và liên kết π

Liên kết σ được hình thành do sự xen phủ trục của các orbital nguyên tử (s-s, s-p hoặc p-p), trong đó mật độ electron tập trung nhiều nhất dọc theo trục nối giữa hai hạt nhân.

✽ Xen phủ trục s - s

✽ Xen phủ trục s - p

✽ Xen phủ trục p - p

Xen phủ bên là sự xen phủ giữa các orbital có trục song song và vuông góc với trục liên kết, tạo thành liên kết π (pi).

✽ Xen phủ bên p - p

Ví dụ: Sự xen phủ giữa các orbital để hình thành liên kết σ và liên kết π trong phân tử oxygen:

➤ Khái niệm năng lượng liên kết (E_b)

Năng lượng liên kết (E_b) là năng lượng cần để phá vỡ một liên kết hóa học trong phân tử khí, tạo ra các nguyên tử tự do ở thể khí. Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền và phân tử càng ổn định.

Ví dụ: Phá vỡ 1 mol liên kết H-H thành hai nguyên tử H cần 436 kJ nên năng lượng liên kết H - H là E_b = 436 kJ/mol.

\(H_2\left(g\right)\rarr H\left(g\right)+H\left(g\right)\)

➤ Thực hành lắp ráp mô hình phân tử một số chất

Bước 1: Xác định dạng hình học của phân tử cần lắp ráp.

Bước 2: Xác định số lượng và kiểu liên kết, từ đó xác định khối cầu và thanh nối cần dùng.

Bước 3: Hoàn thiện mô hình phân tử.