SGK Hóa Học 10 - Bài 13. Liên kết cộng hóa trị

I	LIÊN KÉT CỘNG HOÁ TRỊ
LL
Sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử đơn chất và hợp chất như thế nào ?
Sự phân cực trong liên kết cộng hoá trị như thế nào ?
Phân loại các loại liên kết hoá học theo hiệu độ âm điện.
- sự HÌNH THÀNH LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ
Liên kết cộng hoá trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau.
Sự hình thành đơn chất
Sự hình thành phân tủhiđro (H2)
Nguyên tử H (Z = 1) có cấu hình electron là ls1, hai nguyên tử H liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử H góp 1 electron tạo thành một cặp electron chung trong phân tử Họ. Như thế trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H có 2 electron, giống cấu hình electron bền vững của khí hiếm heli :
Mỗi chấm bên kí hiệu nguyên tố biểu diễn một electron ở lớp ngoài cùng.
H : H được gọi là công thức electron, thay hai chấm bằng 1 gạch, ta có H - H gọi là công thức cấu tạo. Giữa 2 nguyên tử hiđro có 1 cặp electron liên kết biểu thị bằng một gạch (-), đó là liên kết đơn.
Sự hình thành phân tửnitơ(N2)
Cấu hình electron của N (Z = 7) ls22s22p3, có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Trong phân tử nitơ N?, để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất (Ne), mỗi nguyên tử nitơ phải góp chung 3 electron.
:N- + :N- —>	íQg) ’	:N::N:	; N = N
Công thức electron Công thức cấu tạo
Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp electron liên kết biểu thị bằng ba gạch (s), đó là liên kết ba. Liên kết ba này bền nên ở nhiệt độ thường, khí nitơ kém hoạt động hoá học.
Liên kết được hình thành trong phân tử H2, N2 vừa trình bày ở trên là liên kết cộng hoá trị.
Liên kết cộng hoá trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hoá trị.
Các phân tử H2, Nọ tạo nên từ hai nguyên tử của cùng một nguyên tố (có độ âm
điện như nhau), nên các cặp elecữon chung không bị hút lệch về phỉa nguyên tử nào. Do đó, liên kết trong các phân tử đó không bị phân cực. Đó là liên kết cộng hoá trị không cực
Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau. Sự hình thành hợp chất
Sự hình thành phân tử hiđro clorua (HCl)
Trong phân tử hiđro clorua, mỗi nguyên tử (H và Cl) góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron chung để tạo nên một liên kết cộng hoá trị. Độ âm điện của clo là 3,16 lớn hơn độ âm điện của hiđro là 2,20 nên cặp electron liên kết bị lệch về phía clo, liên kết cộng hoá trị này bị phân cực.
H’ + €1:
; H :C1:
Cóng thức electron
H-Cl
Công thức cấu tạo
Trong công thức electron của phân tử có cực, người ta đặt cặp electron chung lệch về phía kí hiệu của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Thí dụ :
H :C1
Liên kết cộng hoá trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hoá trị có cực hay liên kết cộng hoá trị phân cực
Sự hình thành phân tử khí cacbon đioxit (CO2) (có cấu tạo thẳng^) :
Cấu hình electron của c (Z = 6) là ls22s22p2 hay (2, 4), nguyên tử cacbon có 4 electron ở lóp ngoài cùng.
Cấu hình electron của o (Z = 8) là ls22s22p4 hay (2, 6), nguyên tử oxi có 6 electron ở lóp ngoài cùng.
Trong phân tử CO2, nguyên tử c ở giữa 2 nguyên tử o và nguyên tử c góp chung
ộ + 2 :ộ:
với mỗi nguyên tử o hai electron, mỗi nguyên tử o góp chung với nguyên tử c hai electron tạo ra 2 liên kết đôi. Ta có :
,0$ c (Ao) ;	:Ố::C ::Ổ:
Công thức electron
0 = c = 0
Công thức cấu tạo
(1) Phân tử HỌO và NH3 có cấu tạo góc (xem bài đọc thêm trang 67).
Như vậy, theo công thức electron, mỗi nguyên tử c hay o đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng, đạt cấu hình bền vững của khí hiếm. Độ âm điện của oxi (3,44) lớn hơn độ âm điện của c (2,55) nên cặp electron chung lệch về phía oxi. Liên kết giữa nguyên tử oxi và cacbon là phân cực, nhưng phân tử COọ cấu tạo thẳng nên hai liên kết đôi phân cực (C = O) triệt tiêu nhau, kết quả là phàn tử này không bị phân cực.
Tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị
Các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trị có thể là chất rắn như đường, lưu huỳnh, iot... Có thể là chất lỏng như : nước, ancol... hoặc chất khí như khí cacbonic, clo, hiđro,... Các chất có cực như etanol (rượu etylic), đường,... tan nhiều trong dung môi có cực như nước. Phần lớn các chất không cực như lưu huỳnh, iot, các chất hữu cơ không cực tan trong dung môi không cực như benzen, cacbon tetraclorua...
Nói chung, các chất chỉ có liên kết cộng hoá trị không cực không dẫn điện ở mọi trạng thái.
- Độ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HOÁ HỌC
Quan hệ giữa liên kết cộng hoá trị không cực, lién kết cộng hoá trị có cực và liên kết ion
Trong phân tử, nếu cặp electron chung ở giữa 2 nguyên tử, ta có liên kết cộng hoá trị không cực. Nếu cặp electron chung lệch về một phía của một nguyên tử thì đó là liên kết cộng hoá trị có cực. Nếu cặp electron chung chuyển về một nguyên tử, ta sẽ có liên kết ion. Như vậy, liên kết ion có thể được coi là trường hợp riêng của liên kết cộng hoá trị.
Hiệu độ âm điện và liên kết hoá học
Để đánh giá loại liên kết trong phân tử hợp chất, người ta có thể dựa vào hiệu độ âm điện. Người ta phân loại một cách tương đối loại liên kết hoá học theo quy ước kinh nghiệm dựa vào thang độ âm điện của Pau-linh như sau(1):
Hiệu độ âm điện
Loại liên kết
từ 0,0 đến < 0,4 từ 0,4 đến <1,7
>1,7
Liên kết cộng hoá trị không cực
Liên kết cộng hoá trị có cực
Liên kết ion
(l) Hiệu độ âm điện chỉ cho ta dự đoán về mặt lí thuyết loại liên kết hoá học trong phân tử. Dự đoán này còn phải được xác minh độ đúng đắn bởi nhiều phương pháp thực nghiệm khác.
Thí dụ : Trong NaCl, hiệu độ âm điện của C1 và Na là : 3,16 - 0,93 = 2,23. Vậy, liên kết giữa Na và C1 là liên kết ion.
Trong phân tử HC1, hiệu độ âm điện của C1 và H là : 3,16 - 2,20 = 0,96. Vậy, liên kết giữa H và C1 là liên kết cộng hoá trị có cực.
BÀI TẬP
■ *
Chọn câu đúng nhất về liên kết cộng hoá trị.
Liên kết cộng hoá trị là liên kết
giữa các phi kim với nhau.
trong đó cặp electron chung bị lệch về một nguyên tử.
c. được hình thành do sự dùng chung electron của 2 nguyên tử khác nhau.
D. được tạo nên giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
Chọn câu đúng trong các câu sau :
Trong liên kết cộng hoá trị, cặp electron lệch về phía nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn.
Liên kết cộng hoá trị có cực được tạo thành giữa 2 nguyên tử có hiệu độ âm điện từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7.
c. Liên kết cộng hoá trị không cực được tạo nên từ các nguyên tử khác hẳn nhau về tính chất hoá học.
D. Hiệu độ âm điện giữa 2 nguyên tử lớn thì phân tử phân cực yếu.
Độ âm điện của một nguyên tử đặc trưng cho
khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành liên kết hoá học.
khả năng nhường electron của nguyên tử đó cho nguyên tử khác, c. khả năng tham gia phản ứng mạnh hay yếu của nguyên tử đó.
D. khả năng nhường proton của nguyên tử đó cho nguyên tử khác.
Chọn đáp án đúng.
4. Thế nào là liên kết ion, liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực ? Cho thí dụ minh hoạ.
Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tố, hãy cho biết loại liên kết trong các chất sau đây : AICI3, CaCI2, CaS, AI2S3.
(Lấy giá trị độ âm điện của các nguyên tô' ở bảng 6, trang 45.)
Viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau :
cí2, CH4, c2h4, c2h2, nh3.
X, A, z là những nguyên tố có số đơn vị điện tích hạt nhân là 9, 19, 8.
Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó.
Dự đoán liên kết hoá học có thể có giữa các cặp X và A, A và z, X và z.
II - PHÂN TỬAMONIAC (NH3) Công thức electron
. N .
H •• H
H
Công thức cấu tạo
Hình 3.3. Mô hình rỗng (a) và đặc (b) của phân tử amoniac
Cấu hình electron cúa nguyên tứ N là 1 s22s22p3, cúa nguyên tứ H là 1 s1. Khi hình thành phân tứ NH3, nguyên tứ N góp chung với mỗi nguyên tứ H 1 electron và mỗi nguyên tứ H góp chung với nguyên tứ N 1 electron tạo ra 3 liên kết cộng hoá trị N-H, góc thực nghiệm là 107°. Độ âm điện của N (3,04) lớn hơn độ âm điện cúa H (2,20) nên liên kết N-H bị phân cực. Kết quá là phân tứ NH3 bị phân cực.
Phân tứ có cực hay không có cực không những phụ thuộc vào hiệu độ âm điện của các nguyên tứ mà còn phụ thuộc vào góc liên kết trong phân tứ đó.
Khi không cần nói đến cấu tạo không gian cúa phân tứ, ta có thế viết công thức cấu tạo cúa H2O và NH3 trên mặt phắng đơn gián như sau :
H-O-H