2
I. 1. Khái niӋm phân tӱ và liên kӃt hóa hӑc
Phân t͵ là ph̯n t͵ nh͗ nh̭t cͯa ch̭t, mang tính ch̭t đ̿c trưng cho ch̭t, có th͋ phân
chia thành các h̩t nh͗ hơn trong các ph̫n ͱng hoá h͕c và có th͋ t͛n t̩i đ͡c l̵p.
S k͇t hͫp giͷa các nguyên t͵ đ͋ đ̩t tͣi tr̩ng thái b͉n vͷng hơn đưͫc g͕i là liên k͇t hóa
h͕c.
I.2. Các khuynh hưӟng hình thành liên kӃt hóa hӑc:
I.2.1. Các khuynh hưͣng hình thành liên k͇t - Qui t̷c bát t͵ (Octet)
Nӝi dung cӫa qui tҳc bát tӱ: ³ Khi tham gia vào liên k͇t hóa h͕c các nguyên t͵ có khuynh
hưͣng dùng chung electron ho̿c trao đ͝i đ͋ đ̩t đ͇n c̭u trúc b͉n cͯa khí hi͇m bên c̩nh vͣi 8
ho̿c 2 electron lͣp ngoài cùng´.
Ví dө:
H . + . Cl
Cl:
H H
O
0,
104
0
28
'
0
Giӳa 2 nguyên tӱ cho trưӟc, đӝ dài liên kӃt giҧm khi bұc liên kӃt tăng
VD:
Liên kӃt
C ± C
C = C
C | C
E [kcal/mol]
83
43
94
D (A
0
)
,54
,34
,2
I.2.4.2. Góc liên k͇t: Là góc tҥo bӣi hai nӱa đưӡng thҷng xuҩt phát tӯ mӝt hҥt nhân nguyên tӱ và
đi qua hҥt nhân cӫa hai nguyên tӱ liên kӃt trӵc tiӃp vӟi nguyên tӱ đó. Ví dө: Trong phân tӱ nưӟc
HOH =
04
Đӝ lӟn cӫa lӵc liên kӃt ion (F) phө thuӝc vào trӏ sӕ điӋn tích cӫa cation (q
) và anion (q
2
)
và bán kính ion cӫa chúng lҫn lưӧt là r
và r
2
.
F
~
2
2
.q q
r
( r = r + r
2
)
Khi lӵc liên kӃt ion càng lӟn thì liên kӃt ion càng bӅn, năng lưӧng mҥng lưӟi ion càng lӟn
và liên kӃt ion khó bӏ phân li, mҥng lưӟi ion càng khó bӏ phá vӥ, các hӧp chҩt ion càng khó nóng
chҧy, khó bӏ hoà tan trong dung môi phân cӵc hơn.
II.3. Các yӃu tӕ ҧnh hưӣng đӃn sӵ tҥo thành liên kӃt ion.
- Năng lưӧng ion hoá. - ái lӵc vӟi electron - Năng lưӧng mҥng lưӟi.
II.3.1. Năng lưӧng ion hoá.
a) Khái ni͏m: Năng lưӧng ion hoá là năng lưӧng cҫn thiӃt đӇ tách mӝt electron ra khӓi nguyên tӱ
ӣ trҥng thái cơ bҧn (trҥng thái không kích thích) tҥo ra cation ӣ trҥng thái khí.
M + I
p M
+
2
, I
3
,«, I
n
là năng lưӧng ion hoá thӭ nhҩt, thӭ 2, thӭ 3,« và thӭ n.
b) Qui lu̵t: + I
< I
2
< I
3
<«< I
n
+ Nhӳng nguyên tӱ có năng lưӧng ion hoá càng nhӓ càng dӉ biӃn thành ion
dương.
II.3.2. Ái lc vͣi electron.
a) Khái ni͏m: ái lӵc đӕi vӟi electron là năng lưӧng tӓa ra (hay thu vào) khi mӝt nguyên tӱ kӃt
hӧp vӟi electron đӇ trӣ thành ion âm.
X +
e p X
-
+ A ( A : là ái lӵc đӕi vӟi electron thӭ nhҩt.)
b) Qui lu̵t: ái lӵc đӕi vӟi electron cӫa mӝt nguyên tӕ càng lӟn thì nguyên tӕ đó càng dӉ chuyӇn
thành ion âm.
II.3.3. Năng lưͫng m̩ng lưͣi.
a) Khái ni͏m: Năng lưӧng mҥng lưӟi là năng lưӧng toҧ ra khi các ion kӃt hӧp vӟi nhau đӇ tҥo
thành mҥng lưӟi tinh thӇ.
b) Qui lu̵t: Năng lưӧng mҥng lưӟi càng lӟn thì hӧp chҩt ion đưӧc tҥo nên càng bӅn.
Tóm l̩i
III.2.1.1. Các lu̵n đi͋m cơ sͧ cͯa thuy͇t VB
y Mӝt cách gҫn đúng, coi cҩu tҥo e cӫa nguyên tӱ vүn đưӧc bҧo toàn khi hình thành phân
tӱ tӯ nguyên tӱ, nghĩa là trong phân tӱ vүn có sӵ chuyӇn đӝng cӫa e trong AO. Tuy nhiên khi 2
AO hóa trӏ cӫa hai nguyên tӱ xen phӫ nhau tҥo liên kӃt hóa hӑc thì vùng xen phӫ đó là chung cho
hai nguyên tӱ.
y Mӛi mӝt liên kӃt hóa hӑc giӳa hai nguyên tӱ đưӧc đҧm bҧo bӣi 2 e có spin đӕi song mà
trong trưӡng hӧp chung, trưӟc khi tham gia liên kӃt, mӛi e đó là e đӝc thân trong
AO hóa trӏ
cӫa mӝt nguyên tӱ. Mӛi liên kӃt hóa hӑc đưӧc tҥo thành đó là mӝt liên kӃt 2 tâm (2 nguyên tӱ).
Liên kӃt đó không thӇ hình thành tӯ e (thiӃu e) hoһc tӯ 3e trӣ lên (tính bão hòa cӫa liên kӃt
cӝng hóa trӏ).
y Sӵ xen phӫ giӳa 2 AO có 2e cӫa 2 nguyên tӱ càng mҥnh thì liên kӃt đưӧc tҥo ra càng bӅn
(nguyên lý xen phӫ cӵc đҥi). Liên kӃt hóa hӑc đưӧc phân bӕ theo phương có khҧ năng lӟn vӅ sӵ
xen phӫ 2 AO (thuyӃt hóa trӏ đӏnh hưӟng).
III.2.1.2. Thuy͇t VB v͉ s hình thành liên k͇t c͡ng hóa tr͓
Liên kӃt giӳa hai nguyên tӱ càng bӅn nӃu mӭc đӝ xen phӫ cӫa các obitan càng lӟn, như
vұy sӵ xen phӫ cӫa các obitan tuân theo nguyên lí xen phӫ cӵc đҥi: ³ liên k͇t đưͫc phân b͙ theo
phương nào mà mͱc đ͡ xen phͯ các obitan liên k͇t có giá tr͓ cc đ̩i´
VÝ dô:
1
H 1s
1
17
Cl 1s
2
2s
2
2p
thӇ tҥo đưӧc vӟi các nguyên tӱ khác.
Ví dө: Trong CO
2
(O= C =O) nguyên tӱ C và O lҫn lưӧt có hóa trӏ bҵng 4 và 2
y Theo thuyӃt VB, đӇ tҥo đưӧc mӝt liên kӃt cӝng hóa trӏ, nguyên tӱ đã sӱ dөng mӝt e đӝc
thân cӫa chúng. Như vұy, có thӇ nói rҵng cӝng hóa trӏ cӫa mӝt nguyên tӱ bҵng sӕ e đӝc thân cӫa
nguyên tӱ đã dùng đӇ tham gia liên kӃt.
y Cũng theo thuyӃt VB, khi tham gia liên kӃt các nguyên tӱ có thӇ bӏ ³kích thích´. Sӵ kích
thích này có ҧnh hưӣng đӃn cҩu hình e cӫa nguyên tӱ, các e cһp đôi có thӇ tách ra và chiӃm cӭ
các AO còn trӕng trong cùng mӝt lӟp. Như vұy sӕ e đӝc thân cӫa nguyên tӱ có thӇ thay đәi và
cӝng hóa trӏ cӫa nguyên tӱ có thӇ có giá trӏ khác nhau trong nhӳng hӧp chҩt khác nhau (Bҧng 2).
5
VD : Cӝng hóa trӏ cӫa S trong H
2
S là 2 ; SO
2
là 4 ; H
2
SO
4
là 6
VD2: Cӝng hóa trӏ cӫa Clo trong HClO là
; HClO
2
np
2
X
*
2, 4
VA
Tӯ chu kì 3
ns
2
np
3
X
*
3, 5
VIA
Tӯ chu kì 3
ns
2
np
4
X
*
X
**
C - C
C = C
C | C
E (kcal/mol):
83
43
94
d
C-C
(
0
A
) :
,54
,34
,2
III.2.1.6. Liên k͇t xichma (W) và liên k͇t pi (T).
6
a) Liên k͇t xichma (W) : là loҥi liên kӃt cӝng hóa trӏ đưӧc hình thành bҵng phương pháp xen phӫ
đӗng trөc các obitan nguyên tӱ, vùng xen phӫ nҵm trên trөc liên kӃt.
Liên kӃt W có các loҥi W
s-s
, W
s-p
, W
p-p
, «
liên kӃt W và 2 liên kӃt T.
III.2.1.7. Liên k͇t c͡ng hoá tr͓ cho-nh̵n (liên k͇t ph͙i trí).
a) Đ͓nh nghĩa: Liên kӃt cӝng hoá trӏ cho - nhұn là liên kӃt cӝng hoá trӏ trong đó cһp electron dùng
chung chӍ do mӝt nguyên tӱ cung cҩp ± gӑi là nguyên tӱ cho, nguyên tӱ còn lҥi là nguyên tӱ
nhұn.
VD:
+
+
+
h
y
H
+
h yb) Đi͉u ki͏n t̩o ra liên k͇t cho nh̵n:
- Nguyên tӱ ³ cho ´ phҧi có lӟp vӓ e đã bão hoà và còn ít nhҩt mӝt cһp e tӵ do (chưa tham gia
liên kӃt) có bán kính nhӓ, đӝ âm điӋn tương đӕi lӟn.
- Nguyên tӱ ³ nhұn ´ phҧi có obitan trӕng.
III.2.1.8. S lai hóa các obitan nguyên t͵.
y ThuyӃt lai hóa cho rҵng mӝt sӕ AO có mӭc năng lưӧng gҫn bҵng nhau khi tham gia liên
kӃt có xu hưӟng tә hӧp vӟi nhau đӇ tҥo ra các AO lai hóa có năng lưӧng thҩp hơn, liên kӃt hình
thành bӣi sӵ xen phӫ các AO lai hóa sӁ bӅn vӳng hơn.
T
p-p
T
p
sp
2
s
20
0
Tam
giác
sp
3
p
sp
3
s
09
0
28
¶
Tӭ diӋn
y Ngưӡi ta cũng dӵ đoán kiӇu lai hóa cӫa nguyên tӱ trên lý thuyӃt: sӕ obitan lai hoá bҵng
tәng sӕ liên kӃt W mà nguyên tӱ tҥo ra và sӕ cһp electron tӵ do cӫa nguyên tӱ (H). Giá trӏ cӫa n
tính đưӧc bҵng 2, 3, 4, 5, 6 tương ӭng vӟi các trҥng thái lai hóa sp, sp
2
, sp
3
, sp
3
d, sp
3
d
2
.
Ví dө: H-O-H , H
O
= 2+2 = 4 p O lai hóa sp
3
O=S pO , H
S
= 2+
= 3 p S lai hóa sp
2
; O=C=O , H
C
= 2+0 = 2 p C lai hóa sp
y Dưӟi đây là mӝt sӕ ví dө vӅ sӵ hình thành phân tӱ trên cơ sӣ kӃt hӧp thuyӃt VB và thuyӃt
lai hóa các obitan nguyên tӱ :
CH
4
E
m
thì A là nguyên tӱ trung tâm, X là phӕi tӱ, n
là chӍ sӕ cho biӃt sӕ phӕi tӱ, E là đôi e riêng, m là chӍ sӕ cho biӃt sӕ đôi e riêng
- Mӛi mây electron chiӃm mӝt khoҧng không gian nhҩt đӏnh. Hình dҥng cӫa phân tӱ phө
thuӝc vào khoҧng không gian chiӃm bӣi các mây electron vӓ hóa trӏ cӫa A hay hình dҥng phân tӱ
phө thuӝc vào sӵ phân bӕ các đôi electron hay các mây electron ӣ vӓ hóa trӏ cӫa nguyên tӱ trung
tâm A
- Nӝi dung mô hình sӵ đҭy các đôi electron vӓ hóa trӏ: Các đôi (hay cһp electron trong vӓ
hóa trӏ đưӧc phân bӕ cách nhau tӟi mӭc xa nhҩt có thӇ đưӧc (hay các đôi electron trong vӓ hóa trӏ
đҭy nhau ra xa tӟi mӭc có thӇ đưӧc) đӇ lӵc đҭy giӳa chúng ӣ mӭc thҩp nhҩt
- Đôi electron riêng chӍ chӏu lӵc hút cӫa hҥt nhân nguyên tӱ trung tâmA. Còn đôi e liên kӃt
chӏu tác dөng hút cӫa cҧ hai hҥt nhân nguyên tӱ tham gia liên kӃt là A và X. Do đó đôi electron
riêng cӫa mây electron chiӃm khoҧng không gian rӝng hơn khoҧng không gian chiӃm bӣi mây
electron cӫa đôi electron liên kӃt
2- Hình dҥng mӝt sӕ phân tӱ
1. Trưͥng hͫp AX
n
(n = 2 p 6)
Nguyên tӱ trung tâm A có tӯ 2 đӃn 6 cһp electron liên kӃt tҥo vӟi phӕi tӱ X, A không có
đôi electron riêng
+ Khi n = 2 : hai đôi e liên kӃt đưӧc phân bӕ trên đưӡng thҷng p phân tӱ có dҥng đưӡng
thҷng, góc liên kӃt
80
0
VD: BeH
2
: H - Be - H
+ Khi n = 3: ba đôi electron này đưӧc phân bӕ trên mһt phҷng hưӟng vӅ 3 đӍnh cӫa tam
Còn lҥi 2 đôi e nҵm trên đưӡng thҷng vuông góc vӟi tam giác tҥi tâm A tҥo 2 liên kӃt trөc.
Đӝ dài liên kӃt ngang < liên kӃt trөc vì đôi e trên liên kӃt trөc chӏu tương tác đҭy cӫa 3 đôi
e ngang, góc tương tác 90
0
p lӵc đҭy lӟn p đӝ dài liên kӃt lӟn, còn đôi e trên liên kӃt ngang
chӏu tương tác đҭy cӫa 2 đôi e trөc, 2 đôi e ngang còn lҥi nhưng tương tác đҭy cӫa 2 đôi e ngang
là yӃu vì góc tương tác là lӟn
20
0
p lӵc đҭy yӃu hơn p đӝ dài liên kӃt nhӓ hơn. VD: PCl
5
+ Khi n = 6: cҧ 6 đôi e đưӧc phân bӕ trên bát diӋn đӅu. Các góc liên kӃt như nhau
(90
0
)nên đӝ dài liên kӃt như nhau vì lӵc đҭy tương hӛ cӫa các đôi e là như nhau p phân tӱ hình
bát diӋn đӅu
VD: SF
6
2) Trưͥng hͫp AX
n
E
m
: ngoài phӕi tӱ nguyên tӱ trung tâm A có đôi e riêng
Cҫn lưu ý đӃn sӵ không tương đương giӳa đôi e liên kӃt vӟi đôi e riêng này
9
+ AX
3
E mà phân tӱ có góc, do tương tác đҭy cӫa 2
đôi e riêng p góc liên kӃt <
09,5
0
. VD: H
2
O
+ AXE
3
: Phân tӱ thҷng. VD: các HX
+ AX
4
E, AX
3
E
2
, AX
2
E
3
: xét tӯ trưӡng hӧp AX
5
Mây e ngang tҥo vӟi mây e trөc góc 90
0
, giӳa các mây e ngang tҥo vӟi nhau góc
20
0
nên nӃu có
E
3
: 3 đôi e riêng đӅu phân bӕ trên
mһt phҷng, 2 đôi e liên kӃt nҵm trên trөc vuông
góc vӟi mһt phҷng p phân tӱ có dҥng đưӡng thҷng
VD: ClF
2
, HOCl
+ AX
5
E, AX
4
E
2
, : xuҩt phát tӯ hình dҥng cӫa phân tӱ AX
6
- AX
5
E: 4 đôi e liên kӃt phân bӕ trong mһt phҷng hình vuông,
đôi e trên trөc, đôi e không
liên kӃt nҵm trên trөc còn lҥi. Do đôi e không liên kӃt chiӃm khoҧng không gian lӟn nên
góc liên kӃt giӳa liên kӃt trөc vӟi liên kӃt ngang < 90
0
, đӝ dài liên kӃt trөc < đӝ dài liên
kӃt ngang ( liên kӃt trөc bӏ đҭy yӃu hơn so vӟi liên kӃt ngang)
VD: BrF
5
- AX
* Mӛi loҥi lai hóa có khҧ năng tҥo ra mӝt hay mӝt sӕ cҩu trúc nào đó:
y Lai hóa sp: Tҥo cҩu trúc đưӡng thҷng (như trong các phân tӱ BeH
2
, ZnCl
2
, CO
2
, C
2
H
2
,
«). 0
y Lai hóa sp
2
: Tҥo cҩu trúc chӳ V( như trong các phân tӱ SO
2
, O
3
, «), tam giác phҷng (như
, H
3
O
+
, «) và tӭ diӋn (như trong các phân tӱ và ion: CH
4
, CCl
4
, NH
4
+
, PO
4
3-
, SO
4
2-
, ClO
4
-
,
«).
O
N
C
y Lai hóa sp
3
d: Tҥo cҩu trúc thҷng (như XeF
2
6
2-
«)
F
Xe
F
F
F
F
Br
F
F
F
F
F
S
F
F
F
F
F
b) S phân cc cͯa phân t͵
y Lưӥng cӵc điӋn: Lưӥng cӵc điӋn là mӝt hӋ gӗm hai điӋn tích +q và -q
cách nhau mӝt khoҧng cách l. Lưӥng cӵc điӋn đһc trưng bҵng đҥi lưӧng
momen lưӥng cӵc Q vӟi đӏnh nghĩa momen lưͩng cc Q b̹ng tích cͯa đi͏n
tích q và cách tay đòn l. Q = l.q
lưͩng cc đi͏n
Trong hӋ SI momen ưӥng cӵc Q đưӧc tính bҵng Cm (coulomb.met). Vӟi phân tӱ do
cӫa các chҩt này có e chưa ghép đôi ( e đӝc thân).
Ví dө: NO
2
là mӝt chҩt thuұn tӯ do trong cҩu tҥo còn mӝt e đӝc thân trên nguyên tӱ N :
O = N
pO
y Chҩt nghӏch tӯ: Chҩt nghӏch tӯ là nhӳng chҩt bӏ đҭy bӣi nam châm. VӅ mһt cҩu tҥo, phân
tӱ cӫa chҩt này không có e đӝc thân.
IV. LIÊN KӂT KIM LOҤI
IV.1. Đӏnh nghĩa: Liên kӃt kim loҥi là liên kӃt hoá hӑc hình thành do các electron tӵ do gҳn kӃt
các ion dương kim loҥi trong mang tinh thӇ kim loҥi hay trong kim loҥi lӓng.
y Bҧn chҩt cӫa lӵc liên kӃt kim loҥi là lӵc hút tĩnh điӋn giӳa các electron tӵ do và các ion (+)
kim loҥi.
IV.2 . Mӝt sӕ kiӇu mҥng tinh thӇ kim loҥi.
IV.2.1. Mҥng lұp phương đơn giҧn:
- ĐӍnh khӕi lұp phương là các nguyên tӱ kim loҥi hay ion dương
kim loҥi; Sӕ phӕi trí = 6.
IV.2.2. Mҥng lұp phương tâm khӕi:
- ĐӍnh và tâm khӕi hӝp lұp phương là nguyên tӱ hay ion dương
kim loҥi; Sӕ phӕi trí = 8.
IV.2.3. Mҥng lұp phương tâm diӋn
- ĐӍnh và tâm các mһt cӫa khӕi hӝp lұp phương là các nguyên tӱ
hoһc ion dương kim loҥi; Sӕ phӕi trí =
2.
IV.2. 4. Mҥng sáu phương đһc khít (mҥng lөc phương):
- Khӕi lăng trө lөc giác gӗm 3 ô mҥng cơ sӣ. Mӛi ô mҥng cơ sӣ là
mӝt khӕi hӝp hình thoi. Các đӍnh và tâm khӕi hӝp hình thoi là nguyên tӱ
hay ion kim loҥi;
- Sӕ phӕi trí = 2.
4
2. .
3
rT
3
4 3
2. .( )
3 4
aT
ThӇ tích cӫa mӝt ô cơ sӣ a
3
a
3b) M̩ng tinh th͋ l̵p phương tâm di͏n
a
a
a
2
= 4.r
Sӕ quҧ cҫu trong mӝt ô cơ sӣ : 6. 1/2 + 8. 1/8 = 4
Tәng thӇ tích quҧ cҫu
3
4
4. .
3
3 2 . 6
. .
2 2
a
a a
3
2a
=
=
= 68%
=
=
= 74%
=
=
= 74%
13
a
a
a
a
a
a
3
2
a
6
a
a
a
2
= 4.r
a =
0
4 4.1, 24
3,507( )
2 2
r
! !
; P = 0,74
Khӕi lưӧng riêng cӫa Ni:
8 3 23
3.58,7.0,74
4.3,14.(1,24.10 ) .6,02.10
=9,04 (g/cm
3
)
Ví dө 2: Xác đӏnh khӕi lưӧng riêng cӫa Na, Mg, K
Kim loҥi
Na
Mg
Al
Nguyên tӱ khӕi (đv.C)
22,99
24,31
- Liên kӃt hyđro là liên kӃt hoá hӑc đưӧc hình thành bҵng lӵc hút tĩnh điӋn yӃu giӳa mӝt nguyên
tӱ hyđro linh đӝng vӟi mӝt nguyên tӱ phi kim có đӝ âm điӋn lӟn, mang điӋn tích âm cӫa phân tӱ
khác hoһc trong cùng phân tӱ.
14
C
O
O
O
H
H
H
H
H
H
H
V.2. Bҧn chҩt cӫa lӵc liên kӃt hyđro.
- Bҧn chҩt cӫa lӵc liên kӃt hyđro là lӵc hút tĩnh điӋn.
- Liên kӃt hiđro thuӝc loҥi liên kӃt yӃu, có năng lưӧng liên kӃt vào khoҧng 10-40 kJ/mol, yӃu hơn
nhiӅu so vӟi liên kӃt cӝng hóa trӏ mà năng lưӧng liên kӃt vào khoҧng và trăm đӃn vài ngàn
kJ/mol, nhưng lҥi gây nên nhӳng ҧnh hưӣng quan trӑng lên tính chҩt vұt lí (như nhiӋt đӝ sôi và
tính tan trong nưӟc) cũng như tính chҩt hóa hӑc (như tính axit) cӫa nhiӅu chҩt hӳu cơ.
HH
HX
:
1
H
Y
và chúng
phҧi ӣ tương đӕi gҫn nhau đӇ khi hình thành liên kӃt H t̩o thành đưͫc vòng 5-6 c̩nh (
thưӡng thì vòng 5 cҥnh bӅn hơn)
CH
2
H
2
C
O
H
O
H
C
O
OH
O
H
;
y Trong phân t͵ có liên k͇t H n͡i phân t͵: ngoài ra còn có liên k͇t H liên phân t͵ nhưng vô
cùng khó khăn vì nó t̩o ra liên k͇t H n͡i phân t͵ d͍ dàng hơn và b͉n hơn liên k͇t H liên
phân t͵
b) ̪nh hưͧng cͯa liên k͇t H
+) ̪nh hưͧng đ͇n đ͡ sôi, nhi͏t đ͡ nóng ch̫y
- Liên kӃt hyđro liên phân tӱ làm tăng nhiӋt đӝ nóng chҧy, nhiӋt đӝ sôi, sӭc căng bӅ mһt và khҧ
O
H
C
O
O
O
H
có nhiӋt đӝ nóng chҧy và nhiӋt đӝ sôi cao hơn .
+) ̪nh hưͧng đ͇n đ͡ tan: Xét ҧnh hưӣng cӫa liên kӃt H giӳa phân tӱ và dung môi
- NӃu có liên kӃt H giӳa phân tӱ hӧp chҩt và dung môi thì đӝ tan lӟn
- Nhӳng chҩt có khҧ năng tҥo liên kӃt H nӝi phân tӱ dӉ tan trong dung môi không phân cӵc, khó
tan trong dung môi phân cӵc hơn so vӟi nhӳng chҩt có liên kӃt H liên phân tӱ
VD: Do có liên kӃt hyđro nên H
2
O, NH
3
, HF có nhiӋt đӝ sôi cao hơn các hӧp chҩt có khӕi lưӧng
phân tӱ tương đương(hoһc lӟn hơn) nhưng không có liên kӃt hyđro như H
2
S, HBr, HI Liên kӃt
hyđro cӫa C
2
H
5
OH vӟi H
2
O làm cho rưӧu etylic tan vô hҥn trong nưӟc.
O - H
+) ̪nh hưͧng đ͇n tính axit ± bazơ
- Ngoài ra liên kӃt hyđro còn ҧnh hưӣng đӃn khҧ năng cho và nhұn proton(H
+
), tӭc ҧnh hưӣng
đӃn tính axit-ba
ơ cӫa chҩt.
VD: HF tҥo liên kӃt hyđro mҥnh trong dung dӏch nên tính axit cӫa HF giҧm mҥnh so vӟi
các axit HCl, HBr, HI.
VI. LIÊN KӂT VANĐECVAN (LIÊN KӂT PHÂN TӰ)
VI.1. Đӏnh nghĩa:
Liên kӃt Vanđecvan là liên kӃt hoá hӑc đưӧc hình thành bҵng lӵc hút tĩnh điӋn rҩt yӃu
giӳa các phân tӱ phân cӵc thưӡng trӵc hay phân cӵc tҥm thӡi.
Lӵc liên kӃt Vanđecvan hình thành giӳa tұp hӧp cӫa các chҩt rҳn, lӓng, khí.
VI.2. Các yӃu tӕ ҧnh hưӣng tӟi lӵc liên kӃt Vanđecvan.
Đӝ lӟn cӫa lӵc liên kӃt Vanđecvan phө thuӝc vào các yӃu tӕ sau: (Ký hiӋu F là lӵc liên
kӃt vanđecvan):
- Đӝ phân cӵc cӫa phân tӱ càng tăng thì F tăng.
- Khoҧng cách giӳa các phân tӱ càng giҧm thì F càng tăng.
- Khӕi lưӧng phân tӱ càng tăng thì F càng tăng.
CH
3
± C ± CH
2
± C ± CH
3
|| ||
O O
CO2
= 44
Phân tӱ SO
2
phân cӵc, phân tӱ CO
2
không phân cӵc
S
O O O = C = O
Q
> 0
Q
= 0
Do vұy lӵc liên kӃt Vanđecvan giӳa các phân tӱ SO
2
lӟn hơn giӳa các phân tӱ CO
2
làm
cho nhiӋt đӝ sôi cӫa SO
2
cao hơn CO
2
.
Chương II:
BÀI TҰP Vӄ LIÊN KӂT HÓA HӐC
I. C̭u t̩o phân t͵ và liên k͇t hóa h͕c:
2
%
4,3
0,035
0,23
2,8
Hãy nêu quy luұt chung cӫa sӵ biӃn thiên đӝ phân ly nhiӋt, giҧi thích sӵ bҩt thưӡng vӅ đӝ phân ly
nhiӋt tӯ F
2
đӃn Cl
2
Bài 5. Cho các trӏ sӕ góc liên kӃt trong phân tӱ PX
3
: 100,3
0
; 97,8
0
; 101,5
0
; 102
0
và các góc liên
kӃt IPI;
·
FPF
;
·
ClPCl
0
15¶) lҥi nhӓ hơn
·
HOH
(104
0
29¶)
c) Xét 2 phân tӱ H
2
O và F
2
O tҥi sao góc
·
FOF
(103
0
15¶) lҥi nhӓ hơn
·
HOH
(104
0
29¶)
2
H
H
H
H
Bài 8. Mӝt trong ba chҩt hӳu cơ sau: ortho-dicloben
en ; meta-dicloben en ; para-đicloben en
có momen lưӥng cӵc bҵng 1,53 D. Hãy chӍ rõ đó là chҩt nào? có giҧi thích, biӃt rҵng
mônôcloben
en có momen lưӥng cӵc là 1,53D).
Bài 9. Có 5 chҩt hӳu cơ vӟi các giá trӏ mômen lưӥng cӵc tương ӭng như sau:
Chҩt hӳu cơ
A
B
C
D
E
Q (D)
0,0
1,89
1,97
1,71
2,13
BiӃt A, B, C, D, E thuӝc trong các chҩt sau:
cis - CHCl = CHCl ; cis - CH
3
± CH = CH ± Cl ; trans - CHCl = CHCl;
trans - CH
3
±CH = CH±Cl và trans - CH
3
± CH = CH ± COOH .
Hãy chӍ rõ A,B,C,D,E là nhӳng chҩt nào? giҧi thích.
Bài 10. Giҧi thích tҥi sao : ӣ nhiӋt đӝ thưӡng, lưu huǤnh có tính trơ vӅ hóa hӑc nhưng khi đun
nóng thì đӝ hoҥt đӝng hóa hӑc tăng ?
Bài 14. Mô tҧ cҩu trúc các phân tӱ N(CH
3
)
3
và N(SiH
3
)
3
. So sánh góc liên kӃt CNC vӟi SiNSi.
So sánh tính ba
ơ giӳa 2 hӧp chҩt trên.
Bài 15. Hӧp chҩt A có tәng sӕ electron trong phân tӱ = 100. A đưӧc tҥo thành tӯ 2 phi kim
thuӝc các chu kì nhӓ và thuӝc 2 nhóm khác nhau. Xác đӏnh công thӭc phân tӱ cӫa A, biӃt rҵng
tәng sӕ nguyên tӱ các nguyên tӕ trong A là 6. Mô tҧ cҩu tҥo phân tӱ A (hình dҥng, kiӇu liên kӃt).
Xác đӏnh trҥng thái lai hoá cӫa nguyên tӱ trung tâm p hình dҥng phân tӱ
Bài 16. Vì sao nưӟc đá lҥi nhҽ hơn nưӟc lӓng?
Hưӟng dүn : Xác đӏnh vӅ mҥng tinh thӇ cӫa nưӟc đá đưӧc hình thành như thӃ nào, loҥi liên kӃt
trong tinh thӇ nưӟc đá so vӟi nưӟc lӓng tӯ đó so sánh thӇ tích cӫa cùng mӝt lưӧng nưӟc đá p
khӕi lưӧng riêng
Bài 17. Momen lưӥng cӵc cӫa liên kӃt C Cl bҵng 1,6D. Triclo- ben
en C
6
H
3
Cl
3
có momen
lưӥng cӵc = 0. Hãy chӍ rõ cҩu tҥo cӫa đӗng phân này? Nêu cҩu tҥo cӫa đӗng phân C
6
H
- VӅ góc hoá trӏ (góc liên kӃt) : 120
0
; 180
0
; 109
0
.
- VӅ đӝ dài liên kӃt: 1,05 Å ; 1,07 Å ; 1,09 Å ; 1,200 Å ; 1,340 Å ; 1,540 Å.
- Đӝ âm điӋn cӫa nguyên tӱ cacbon : 2,5 ; 2,69 ; 2,75 .
Hãy điӅn các giá trӏ phù hӧp vӟi tӯng hidrocacbon theo bҧng sau:
Hidrocacbon
KiӇu
lai hoá
Góc hoá
trӏ
Đӝ âm điӋn cӫa
nguyên tӱ cacbon
Đӝ dài liên
kӃt C-C (
0
A
)
Đӝ dài liên kӃt
C-H (
0
A
)
CH
3
-CH
2
-
và ion NO
2
+
. So sánh hình dҥng cӫa 2 ion vӟi NO
2
.
Bài 22. Năng lưӧng liên kӃt cӫa BF
3
= 646 kJ/mol còn cӫa NF
3
chӍ = 280 kJ/mol. Giҧi thích sӵ
khác biӋt vӅ năng lưӧng liên kӃt này.
Bài 23. ĐiӇm sôi cӫa NF
3
= 129
0
C còn cӫa NH
3
= 33
0
C. Amoniac tác dөng như mӝt ba
ơ
Lewis còn NF
3
thì không. Momen lưӥng cӵc cӫa NH
3
= 1,46D lӟn hơn nhiӅu so vӟi momen
lưӥng cӵc cӫa NF
HF
= 20,
2
H O
M
= 18); nhưng nhiӋt đӝ nóng chҧy cӫa hiđroflorua là
± 83
0
C thҩp hơn nhiӅu so vӟi nhiӋt đӝ nóng chҧy cӫa nưӟc đá là 0
0
C, hãy giҧi thích vì sao?
Bài 27: Khi nghiên cӭu cҩu trúc cӫa PCl
5
(r), PBr
5
(r) ӣ trҥng thái tinh thӇ bҵng tia X ngưӡi ta thҩy:
a) PCl
5
gӗm các ion [PCl
4
]
+
; [PCl
6
]
±
phân bӕ trong tinh thӇ.
b) PBr
5
gӗm các ion [PBr
3
.
Bài 30. Khuynh hưӟng dime hóa AlX
3
và MCl
3
thay đәi thӃ nào khi chuyӇn tӯ F đӃn I và khi
chuyӇn tӯ Al đӃn In.
Bài 31. Hãy vӁ rõ ràng dҥng hình hӑc cӫa 3 anion ?NiCl
4
A
2-
,?PtCl
6
A
2-
,?PdCl
4
A
2-
và cҩu trúc cӫa
phân tӱ Pd(NH
3
)
2
Cl
2
. Ghi đúng kí hiӋu lұp thӇ và giҧi thích.
Bài 32. Bҵng thӵc nghiӋm ngưӡi ta đã xác đӏnh đưӧc giá trӏ momen lưӥng cӵc cӫa phân tӱ H
2
Q
ur
= 4,4 D); nitroben en (
Q
ur
= 4,2 D).
II.1 4.1. Liên k͇t ion
Bài 34. Mô tҧ sӵ chuyӇn dӏch electron tӯ nguyên tӱ liti sang nguyên tӱ flo đӇ tҥo thành hӧp chҩt
litiflorua theo ba cách:
a) Theo cҩu hình electron.
b) Theo sơ đӗ obitan (các ô lưӧng tӱ)
c) Theo kí hiӋu Liuyt.
19
Bài 35:. Mô tҧ sӵ tҥo thành ion Na
+
và O
2-
tӯ các nguyên tӱ theo sơ đӗ obitan và kí hiӋu Liuyt.
Xác đӏnh công thӭc cӫa hӧp chҩt ?
Bài 3: Mô tҧ kiӇu liên kӃt trong các hӧp chҩt CaO, CaCl
2
, Ca(OH)
2
, NaClO
3
, Na
2
SO
d) Ion nitroni NO
2
+
- Dӵa vào quy tҳc nào đӇ viӃt nhӳng công thӭc đó ?
Bài 39. ViӃt công thӭc cӫa các phân tӱ và ion sau theo sơ đӗ Liuyt:
a) Cl
2
, N
2
b) H
2
S, SO
2
, SO
3
, H
2
O, CO, HCN
c) NH
4
+
, NO
+
d) NO
2
-
, NO
3
-
2
và trong khí cưӡi N
2
O.
- Trong phân tӱ nào liên kӃt nitơ - nitơ ngҳn hơn ?
- Trong phân tӱ nào liên kӃt nitơ - nitơ bӅn hơn ? Vì sao ?
HD: Liên kӃt nitơ-nitơ trong hiđra
in là liên kӃt đơn, còn liên kӃt nitơ-nitơ trong ³khí cưӡi´ N
2
O
là liên kӃt ba nên liên kӃt nitơ-nitơ trong phân tӱ hiđra
in ngҳn hơn và kém bӅn hơn trong liên kӃt
nitơ-nitơ N
2
O.
Bài 42. a) So sánh liên kӃt W và liên kӃt T.
b) Tҥi sao năng lưӧng liên kӃt đôi C = C (614 kJ/mol) không lӟp gҩp đôi năng lưӧng liên kӃt đơn
C ± C (347 kJ/mol) và tҥi sao năng lưӧng liên kӃt ba C | C lҥi không lӟn gҩp ba ?
Bài 43. Dӵa vào công thӭc Liuyt và năng lưӧng liên kӃt, hãy :
a) Tính nhiӋt cӫa phҧn ӭng đӕt cháy metan (CH
4
) ?
b) Tính nhiӋt cӫa phҧn ӭng clo hóa metan tҥo thành CHCl
3
?
Bài 44. Dӵa vào năng lưӧng liên kӃt, hãy tính nhiӋt cӫa các phҧn ӭng sau:
a) N
2
(k) + 3H
2
?
b) Ngưӡi ta cho rҵng giai đoҥn đҫu tiên trong quá trình phá hӫy tҫng o on trên tҫng bình lưu do
chҩt clorofloro cacbon (CCl
2
F
2
) công nghiӋp gây ra là sӵ phân li liên kӃt C-Cl bӣi ánh sáng.
Hӓi mӝt photon phҧi có bưӟc sóng dài nhҩt là bao nhiêu mӟi có thӇ gây ra sӵ phân li đó ?
Cho biӃt: - Năng lưӧng phân li Cl ± Cl là 243kJ/mol.
- Năng lưӧng phân li C ± Cl là 339 kJ/mol.
H
N
H
N
H
H
O N N
Bài 47. a) Có thӇ tӗn tҥi các phân tӱ sau đây hay không ? Giҧi thích ?
SF
6
, Cl
7
F, ClF
3
b) Giҧi thích vì sao trong dãy các hӧp chҩt HF, HCl, HBr, HI nhiӋt đӝ sôi và nhiӋt đӝ nóng chҧy
cӫa HF cao hơn HCl và tăng dҫn theo thӭ tӵ HCl, HBr, HI.
III.1.5. Dҥng hình hӑc cӫa phân tӱ :
, CO
3
2-
.
- CH
4
, NH
4
+
, SO
4
2-
, PO
4
3-
.
- NH
3
, PH
3
, H
3
O
+
, PF
3
.
- H
2
O, SO
, SF
6
bҵng hình vӁ. Xác
đӏnh trҥng thái lai hóa cӫa nguyên tӱ trung tâm.
Bài 52. Hãy cho biӃt dҥng hình hӑc phân tӱ cӫa SO
2
và CO
2
. Tӯ đó so sánh nhiӋt đӝ sôi và đӝ
hòa tan trong nưӟc cӫa chúng.
Bài 53. So sánh và giҧi thích:
a) Góc ONO trong các phân tӱ NO
2
; KNO
2
; NO
2
Cl
b) Góc FBF, HNH, FNF trong các phân tӱ BF
3
; NH
3
; NF
3
.
Bài 54. Clotriflorua (ClF
3
) là tác nhân flo hóa rҩt mҥnh đưӧc dùng đӇ tách urani ra khӓi các sҧn
phҭm khác có trong thanh nhiên liӋu hҥt nhân đã qua sӱ dөng.
a) ViӃt cҩu trúc chҩm Liuyt cӫa ClF
3
? Khi mӝt nguyên tӱ lai hóa theo
kiӇu sp, sp
2
, sp
3
còn bao nhiêu obitan p ³thuҫn tuý´ (tӭc là không lai hóa) trong nguyên tӱ ? Có
thӇ tҥo thành bao nhiêu liên kӃt T ?
Bài 57. Mô tҧ sӵ tҥo thành các phân tӱ sau theo thuyӃt lai hóa:
BeF
2
, HCN, BCl
3
, H
2
CO, SiCl
4
, NH
3
, H
2
O, SCl
2
Bài 58. Có nhӳng kiӇu lai hóa nào xҧy ra trong phân tӱ axit axetic CH
3
COOH ?
Bài 59. a) Dùng thuyӃt obitan lai hóa, hãy giҧi thích liên kӃt hóa hӑc trong H
2
S, BeH
Kripton và Xenon.
a) Dùng thuyӃt liên kӃt hóa trӏ, dӵ đoán hình hӑc phân tӱ có thӇ có cӫa XeF
2
và XeF
4
.
b) Sӕ oxi hóa cӫa Xe trong mӛi hӧp chҩt trên là bao nhiêu ? Ta dӵ đoán chúng phҧn ӭng như mӝt
chҩt oxi hóa hay chҩt khӱ ?
Bài 63. Dӵa vào lí thuyӃt lai hóa các obitan, hãy giҧi thích sӵ tҥo thành các ion và phân tӱ:
[Co(NH
3
)
6
]
3+
, [MnCl
4
]
2-
, [Pt(NH
3
)
2
Cl
2
].
III.1.6. Sӵ phân cӵc liên kӃt. Phân tӱ phân cӵc và không phân cӵc
Bài 64. Bӝ âm điӋn cӫa C trong C
2
H
H H
H
a) Trong phân tӱ, nhӳng liên kӃt nào phân cӵc ? Nhӳng liên kӃt nào không phân cӵc ?
b) Liên kӃt nào phân cӵc nhҩt trong phân tӱ ?
Bài 67. Cho các phân tӱ sau:
a) CO
2
b) H
2
O c) NH
3
d) NF
3
- Phân tӱ nào có liên kӃt phân cӵc nhҩt ?
22
- Phân tӱ nào phân cӵc ? Không phân cӵc ? Vì sao ?
Bài 68. Phân tӱ nào sau đây phân cӵc ? Không phân cӵc ? Vì sao ?
a) BF
3
b) HBF
3
c) CH
4
(X hoһc Z) + H
2
p ClCH
2
± CH
2
Cl
a) ViӃt công thӭc cҩu tҥo cӫa X, Y, Z.
b) Chҩt Y có momen lưӥng cӵc không ?
Bài 69. Đinitơ điflo, là phân tӱ vô cơ bӅn có nӕi đôi N = N. Chҩt này tӗn tҥi dưӟi hai dҥng đӗng
phân là cis và trans.
a) Dӵ đoán góc liên kӃt trong phân tӱ cӫa hai dҥng đӗng phân trên ?
b) Dӵ đoán xem dҥng nào phân cӵc ? Không phân cӵc ?
Bài 70. Clo triflorua là mӝt trong nhӳng chҩt hoҥt đӝng nhҩt ngưӡi ta đã biӃt. Nó phҧn ӭng mãnh
liӋt vӟi nhiӅu chҩt đưӧc coi là trơ và đưӧc dùng chӃ tҥo bom cháy trong chiӃn tranh thӃ giӟi thӭ
II. Nó đưӧc điӅu chӃ bҵng cách đun nóng Cl
2
và F
2
trong thùng kín.
a) ViӃt phương trình phҧn ӭng thӇ hiӋn phҧn ӭng điӅu chӃ ClF
3
tӯ Cl
2
và F
2
.
b) NӃu trӝn 0,71g Cl
2
vӟi 1,00g F
H
6
b) CH
3
OH c) CH
3
± CO ± NH
2
NӃu chҩt nào có liên kӃt hiđro, vӁ liên kӃt hiđro giӳa hai phân tӱ.
Bài 73. Có nhӳng lӵc tác dөng nào giӳa các phân tӱ trong mӛi trưӡng hӧp sau và sҳp xӃp các
tương tác đó theo chiӅu mҥnh dҫn.
a) CH
4
« CH
4
(lӓng) b) H
2
O « CH
3
OH c) LiCl « H
2
O
Bài 74. Các chҩt sau đây chҩt nào có nhiӋt đӝ sôi lӟn hơn:
a) CH
3
NH
2
và CH
3
NhiӋt đӝ sôi
-33
0
C
-129
0
C
Giҧi thích sӵ khác nhau vӅ momen lưӥng cӵc và nhiӋt đӝ sôi cӫa hai phân tӱ trên.
III.1.7. Tinh thӇ kim loҥi
23
Bài 77. Đӗng (Cu) kӃt tinh có dҥng tinh thӇ lұp phương tâm diӋn.
a) Tính cҥnh lұp phương a(
0
) cӫa mҥng tinh thӇ và khoҧng cách ngҳn nhҩt giӳa hai tâm cӫa hai
nguyên tӱ đӗng trong mҥng, biӃt rҵng nguyên tӱ đӗng có bán kính bҵng 1,28
0
.
b) Tính khӕi lưӧng riêng d cӫa Cu theo g/cm
3
. (Cho Cu = 64).
Bài 78. Phân tӱ CuCl kӃt tinh dưӟi dҥng lұp phương tâm diӋn. Hãy biӇu diӉn mҥng cơ sӣ cӫa
CuCl.
a) Tính sӕ ion Cu
+
và Cl
-
rӗi suy ra sӕ phân tӱ CuCl chӭa trong mҥng tinh thӇ
cơ sӣ.
d) Hãy tính khӕi lưӧng riêng cӫa martensite. (cho Fe = 55,847; C = 12,011; sӕ N = 6,022. 10
23
)
Bài 80. a) Hãy vӁ sơ đӗ mô tҧ cҩu trúc cӫa mӝt tӃ bào sơ đҷng cӫa kim cương.
b) BiӃt hҵng sӕ mҥng a = 3,5
0
A
. Hãy tính khoҧng cách giӳa mӝt nguyên tӱ C và mӝt nguyên tӱ
C láng giӅng gҫn nhҩt. Mӛi nguyên tӱ C như vұy đưӧc bao quanh bӣi mҩy nguyên tӱ ӣ khoҧng
cách đó?
c) Hãy tính sӕ nguyên tӱ C trong mӝt tӃ bào sơ đҷng và khӕi lưӧng riêng cӫa kim cương.
Bài 81. Tinh thӇ NaCl có cҩu trúc lұp phương tâm mһt cӫa các ion Na
+
, còn các ion Cl
-
chiӃm các
lӛ trӕng tám mһt trong ô mҥng cơ sӣ cӫa các ion Na
+
, nghĩa là có 1 ion Cl
-
chiӃm tâm cӫa hình
lұp phương. BiӃt cҥnh a cӫa ô mҥng cơ sӣ là 5,58
0
A
. Khӕi lưӧng mol cӫa Na và Cl lҫn lưӧt là
22,99 g/mol; 35,45 g/mol.
Tính :
a) Bán kính cӫa ion Na
+
. b) Khӕi lưӧng riêng cӫa NaCl (tinh thӇ).
nhiӅu so vӟi nhiӋt đӝ nóng chҧy cӫa nưӟc đá là 0
0
C, hãy giҧi thích vì sao ?
Bài 84.
1) Trong sӕ các phân tӱ và ion: CH
2
Br
2
, F
-
, CH
2
O, Ca
2+
, H
3
As, (C
2
H
5
)
2
O. Phân tӱ và ion nào có
thӇ tҥo liên kӃt hiđro vӟi phân tӱ nưӟc ? Hãy giҧi thích và viӃt sơ đӗ mô tҧ sӵ hình thành liên
kӃt đó.
2) a)
238
U tӵ phân rã liên tөc thành mӝt đӗng vӏ bӅn cӫa chì. Tәng cӝng có 8 hҥt E đưӧc phóng ra
trong quá trình đó. Hãy giҧi thích và viӃt phương trình phҧn ӭng chung cӫa quá trình này.
b) Uran có cҩu hình electron [Rn]5f
2
2s
2
2p
1
-669,800
1s
2
2s
1
-637,874 Trong đó: eV là đơn vӏ năng lưӧng; dҩu - biӇu thӏ năng lưӧng tính đưӧc khi electron còn chӏu
lӵc hút hҥt nhân.
a) Hãy trình bày chi tiӃt vӅ kӃt quҧ tính các trӏ sӕ năng lưӧng ion hóa có thӇ có cӫa nguyên tӱ Bo
theo eV khi dùng dӳ kiӋn cho trong bҧng trên.
b) Hãy nêu nӝi dung và giҧi thích qui luұt liên hӋ giӳa các năng lưӧng ion hóa đó
4) Năng lưӧng liên kӃt cӫa N ± N bҵng 163 kJ/mol, cӫa N | N bҵng 945 kJ/mol. Tӯ 4 nguyên tӱ
N có thӇ tҥo ra mӝt phân tӱ N
4
tӭ diӋn đӅu hoһc 2 phân tӱ N
2
thông thưӡng. Trưӡng hӧp nào
thuұn lӧi hơn ? Hãy giҧi thích.