Khoá luận tốt nghiệp Ứng dụng của thuyết VB trong giải bài tập học sinh giỏi THPT

Trên thực tế dạy và học ở các lớp chuyên hóa cũng như việc bồi dưỡng HSG hóa gặp phải một số khó khăn như: Nội dung chương trình thi Olympic cho thấy khoảng cách nội dung chương trình và

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s ư PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC BO Cữ ca

TRỊNH THỊ PHƯỢNG

ỨNG DỤNG THUYẾT VB TRONG

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC• • • •

Chuyên ngành: Hóa YÔ c ơ

Người hướng dẫn khoa học ThS HOÀNG QUANG BẮC

LỜI CẢM ƠN

Em xin cảm ơn và bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS H oàng Quang

Bắc - người trực tiếp hướng dẫn luôn tận tâm chỉ bảo và định hướng cho em

trong suốt quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp

Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô giáo trong khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, các thầy cô trong tổ Hóa vô cơ, đã tận tình giúp đỡ chỉ bảo trong suốt thời gian em theo học tại khoa và trong thời gian em làm khóa luận tốt nghiệp

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng khóa luận không ưánh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn để khóa luận hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng 05 năm 2016

Sinh viên

Trịnh Thị Phượng• • • o

M Ụ C L Ụ C

MỞ Đ Ầ U 1

1 Lý do chọn đề tà i 1

2 Mục đích nghiên cứ u 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên c ứ u 3

6 Đóng góp của đề tà i 3

NỘI DUNG 4

CHUƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Bồi dưỡng HSG hóa học ở trường THPT 4

1.1.1 Bồi dưỡng HSG hóa học ở trường THPT là đào tạo nhân tài cho đất nư ớ c 4

1.1.2 Một số biện pháp phát hiện học sinh có năng lực trở thành HSG h ó a 5

1.1.3 Một số biện pháp cơ bản trong quá trình bồi dưỡng HSG h ó a 5

1.2 Bài tập hóa h ọc 6

1.2.1 Khái niệm bài tập hóa học 6

1.2.2 Vai trò, mục đích của bài tập hóa học 6

1.2.3 Tác dụng của bài tập hóa học 6

1.2.4 Phân loại câu hỏi, bài tập hóa h ọ c 7

1.2.5 Cơ sở phân loại câu hỏi, bài tập hóa học dựa vào mức độ nhận thức và tư d u y 8

1.3 Tổng quan về thuyết Valence Bond (thuyết VB) 10

1.3.1 Luận điểm cơ bản của thuyết V B 10

1.3.2 Bài toán phân tử hiđro 11

1.3.3 Thuyết liên két hóa trị và sự giải thích định tính về liên két 14

CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LU Ậ N 22

2.1 Lý thuyết giải các bài tập 22

2.1.1 Bài tập về dạng hình học phân tử (ion) đơn giản 22

2.1.2 Thuyết VB và những bài tập về phức chất 26

2.2 Xây dựng bảng mô tả yêu cầu cần đạt cho các dạng câu hỏi, bài tập của thuyết V B 27

2.3 Một số bài tập 29

2.3.1 Nhận b iết 29

2.3.2 Thông hiểu 35

2.3.3 Vận dụng thấp 46

2.3.4 Vận dụng cao 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MUC CÁC KÍ HIÊU, CÁC TỪ VIẾT TẮT• • 7

Hình 1.7 Sơ đồ biểu diễn quá ữình lai hóa sp2 18

Hình 1.9 Sơ đồ biểu diễn quá trình lai hóa sp3 19

Hình 2.1 Dạng hình học của ion phức [CoF6]3' 41Hình 2.2 Dạng hình học của ion phức [Co(CN)6]3" 42Hình 2.3 Cấu tạo vuông phẳng của phức chất [NiSe4]2" và phức [ZnSe4]2" 61Hình 2.4 Cấu tạo phẳng của phức chất trans-[PtCỈ2(NH3)2] 61Hình 2.5 Cấu tạo phẳng của phức chất trans-[PtCỈ2(NH3)2 (H20)2]2+ 62Hình 2.6 Phân tử trime (S03)3 và phân tử polime (S03)„ 66

M Ở ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong những năm gần đây, nước ta đã và đang tích cực thực hiện nhiệm

vụ đổi mới toàn diện theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa gắn liền với nền kinh tế tri thức Cương lĩnh xây dựng đất nước thời kỳ quá độ lên chủ nghĩa xã hội (Bổ sung, phát triển 2011) được thông qua tại Đại hội XI của

Đảng nhấn mạnh: “ Giáo dục và đào tạo, khoa học và công nghệ có sức mạnh

nâng cao dân trí, phát triển nguồn nhân lực, bồi dưỡng nhân tài, góp phần quan trọng phát triển đất nước, xây dựng nền văn hoá và con người Việt Nam Phát triển giáo dục và đào tạo cùng với phát triển khoa học và công nghệ là quốc sách hàng đầu; đầu tư cho giáo dục và đào tạo là đầu tư ph á t triển” [5].

Số học sinh đạt giải trong các kì thi quốc gia quốc tế ngày càng tăng Đặc biệt kết quả tham dự các kì thi Olympic hóa học quốc tế của đội tuyển HSG của Việt Nam trong những năm gần đây đã được ghi nhận với nhiều thành tích đáng tự hào và khích lệ Olympic lần thứ 37 năm 2005 được tổ chức tại Đài Loan, đội tuyển nước ta đạt ba huy chương vàng và một huy chương bạc Olympic lần thứ 46 năm 2014 tổ chức tại nước ta, đội tuyển nước nhà giành được hai huy chương vàng và hai huy chương bạc trong đó có một

nữ sinh Việt Nam nằm trong top ba thí sinh có kết quả cao nhất Olympic lần thứ 47 năm 2015 tại Azerbaijan, đội tuyển Việt Nam đạt được một huy chương vàng, hai huy chương bạc và một huy chương đồng [23]

Từ đó có thể thấy ngành giáo dục Việt Nam không chỉ có nhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ mà còn phát hiện, bồi dưỡng những học sinh tài năng đào tạo các em thành những nhà khoa học tài ba trong từng lĩnh vực Đây cũng chính là nhiệm vụ cấp thiết trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Trên thực tế dạy và học ở các lớp chuyên hóa cũng như việc bồi dưỡng HSG hóa gặp phải một số khó khăn như: Nội dung chương trình thi Olympic cho thấy khoảng cách nội dung chương trình và thi Olympic là rất xa, tài liệu dùng cho việc bồi dưỡng HSG còn hạn chế.

Đồng thời việc nhận thấy thuyết liên kết hóa trị (thuyết Valence Bond, viết tắt là VB) được sử dụng rất rộng rãi trong các đề thi Olympic cũng như thi học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia

Xuất phát từ những lí do trên chúng tôi đã lựa chọn đề tài “ử n g dụng

của thuyết VB trong giải bài tập học sinh g iỏ i” Đề tài này mong muốn sẽ

góp phần vào việc dạy và học ữong quá trình ôn thi HSG hóa

2 Mục đích nghiền cứu

Xây dựng được hệ thống lý thuyết cũng như hệ thống bài tập liên quan tới thuyết VB nhằm bồi dưỡng học sinh giỏi giúp các em đạt kết quả tốt trong học tập cũng như trong các cuộc thi học sinh giỏi cấp tỉnh và cấp quốc gia, các kì thi Olympic

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận, thực tiễn của đề tài

- Nghiên cứu và hệ thống lý thuyết của thuyết VB

- Sưu tầm và phân dạng các bài tập liên quan tới thuyết VB trong các kì thi học sinh giỏi cấp tỉnh và cấp quốc gia, các kì thi Olympic

4 Đối tượng và phạm vỉ nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu

- Lý thuyết thuyết liên kết hóa trị VB

- Các câu hỏi, bài tập và lời giải kèm theo liên quan tới phần kiến thức VB trong đề thi HSG cấp quốc gia, các đề thi Olympic 30/4

* Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu trong giới hạn những tài liệu thu thập được

5 Phương pháp nghiền cứu

Trong quá trình nghiên cứu chúng tôi đã sử dụng kết hợp nhiều phương pháp:

+ N ghiên cứu lí luận :

- Nghiên cứu lí luận về mục đích, yêu cầu, biện pháp phát hiện và bồi dưỡng HSG hóa

- Nghiên cứu lí luận cách phân dạng, xây dựng bài tập về thuyết VB dựa trên quan điểm của lí luận về các mức độ nhận thức

- Nghiên cứu những tài liệu có liên quan đến đề tài như: Sách, báo, tạp chí, nội dung chương trình, các đề thi học sinh giỏi, đề thi Olympic hóa học

+ P hư ơng phá p chuyên g ia : Xin ý kiến của các thầy (cô) để hoàn thiện

đề tài này

6 Đóng góp của đề tài

- Bước đầu đề tài đã góp phần xây dựng được hệ thống lý thuyết, bài tập liên quan tới thuyết VB tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích bồi dưỡng học sinh giỏi hóa ở các trường phổ thông

- Nội dung của đề tài giúp giáo viên có thêm tài liệu phục vụ cho quá trình giảng dạy lớp chuyên và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi

NÔI DUNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Bồi dưỡng HSG hóa học ở trường THPT

1.1.1 Bồi dưỡng HSG hóa học ở trường THPT là đào tạo nhân tài cho đất nước

Phát biểu tại buổi lễ bế mạc Olympic Hóa học quốc tế (IChO) lần thứ

46 năm 2014 được tổ chức tại Việt Nam, Thủ tướng Nguyễn Tấn Dũng khẳng định: “Hóa học là một trụ cột quan trọng của khoa học cơ bản Những thành tựu của khoa học hóa học đã đóng góp to lớn vào sự phát triển chung của nhân loại Khoa học hóa học đã có lịch sử phát triển lâu dài với những đóng góp của nhiều nhà khoa học tài năng, trí tuệ thiên tài, trong đó có nhà bác học

vĩ đại Mendeleev với bảng tuần hoàn hóa học nổi tiếng, tạo nền tảng cho quá trình phát triển của ngành khoa học hóa học Nhiều thế hệ các nhà khoa học hóa học ngày càng đi sâu nghiên cứu và kết hợp với các ngành khoa học khác phát triển thêm nhiều lĩnh vực khoa học mới, ứng dụng hiệu quả những tiến

bộ của khoa học hóa học vào đời sống con người

Trong kỷ nguyên khoa học công nghệ phát triển ngày càng mạnh mẽ ngày nay, sự phát triển của khoa học hóa học sẽ tiếp tục là lĩnh vực khoa học được quan tâm, thúc đẩy ở cả tầm quốc gia và toàn cầu Ở Việt Nam, giáo dục đào tạo và khoa học công nghệ được xác định là quốc sách hàng đầu, Chính phủ Việt Nam luôn quan tâm phát triển và trọng dụng những tài năng khoa học công nghệ, trong đó có những tài năng về hóa học” [22]

Do đó, vấn đề bồi dưỡng HSG hóa là rất cần thiết

1.1.2 Một số biện pháp phát hiện học sinh có năng lực trở thành HSG hóa

- Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, theo chuẩn kiến thức, kĩ năng của chương trình và sách giáo khoa Muốn vậy, phải kiểm tra học sinh ở nhiều phần của chương trình, về kiến thức lý thuyết, bài tập

và thực hành Có thể thay đổi một vài phần trong chương trình nhằm mục đích

đo khả năng tiếp thu của mỗi học sinh trong lớp và giảng dạy lý thuyết là một quá trình trang bị cho học sinh vốn kiến thức tối thiểu trên cơ sở đó mới phát hiện được năng lực sẵn có của một vài học sinh thông qua câu hỏi củng cố

- Làm rõ trình độ nhận thức và mức độ tư duy của từng học sinh bằng nhiều biện pháp và nhiều tình huống về lý thuyết và thực nghiệm để đo mức

độ tư duy của từng học sinh Đặc biệt là đánh giá khả năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo [14]

- Soạn thảo và lựa chọn một số dạng bài tập đáp ứng cả hai yêu cầu trên đây để phát hiện học sinh có năng lực trở thành HSG hóa

1.1.3 Một số biện pháp Cff bản trong quá trình bồi dưỡng HSG hóa

- Hình thành cho học sinh một số kiến thức cơ bản, vững vàng, sâu sắc

Đó là lí thuyết chủ đạo, là các định luật cơ bản, là các quy luật cơ bản của bộ môn Hệ thống kiến thức phải phù hợp với logic khoa học, logic nhận thức đáp ứng sự đòi hỏi phát triển nhận thức một cách hợp lý

- Rèn luyện cho học sinh vận dụng các lý thuyết chủ đạo, các định luật, quy luật cơ bản của môn học một cách linh hoạt, sáng tạo trên cơ sở bản chất hóa học của sự vật, hiện tượng

- Rèn cho học sinh dựa trên bản chất hóa học kết hợp với kiến thức các môn học khác chọn hướng giải quyết vấn đề một cách logic gọn gàng

- Rèn cho học sinh biết phán đoán (quy nạp, diễn dịch, ) một cách độc đáo, sáng tạo, giúp cho học sinh hoàn thành bài làm nhanh hơn, ngắn gọn hơn

- Hướng dẫn cho học sinh biết cách tự đọc và có kỹ năng đọc sách, tài liệu.

- Người giáo viên bộ môn phải thường xuyên sưu tầm, tích lũy tài liệu

bộ môn, cập nhật hóa tài liệu hướng dẫn học sinh tự học, tự nghiên cứu và xem đó là biện pháp không thể thiếu được ưong bồi dưỡng HSG [19]

1.2 Bài tập hóa học

1.2.1 Khái niệm bài tập hóa học

Bài tập hóa học là phương tiện để dạy học sinh tập vận dụng kiến thức Một trong những tiêu chí đánh giá sự lĩnh hội tri thức hóa học là kỹ năng áp dụng tri thức để giải quyết các bài tập hóa học chứ không phải là kỹ năng kể lại các tài liệu đã học Bài tập hóa học là một trong phương tiện có hiệu quả

để giảng dạy môn hóa, tăng cường và định hướng hoạt động tư duy cho học sinh [16]

1.2.2 Vai trò, mục đích của bài tập hóa học

Bài tập hóa học vừa là mục tiêu, vừa là mục đích, vừa là nội dung, vừa

là phương pháp dạy học hữu hiệu do vậy cần được quan tâm, chú trọng trong các bài học [13] Nó cung cấp cho học sinh không những kiến thức, niềm say

mê bộ môn mà còn giúp học sinh con đường giành lấy kiến thức, bước đệm cho quá trình nghiên cứu khoa học, hình thành phát triển có hiệu quả trong hoạt động nhận thức của học sinh

Bằng hệ thống bài tập sẽ thúc đẩy sự hiểu biết của học sinh, sự vận dụng sáng tạo những hiểu biết vào thực tiễn, sẽ là yếu tố cơ bản của quá trình phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững

1.2.3 Tác dụng của bài tập hốa học

Việc dạy học không thể thiếu bài tập Sử dụng bài tập để luyện tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học

Bài tập hóa học có ý nghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt [17]

* Ý nghĩa trí dục

- Làm chính xác hóa cũng như đào sâu các khái niệm, định luật đã học

- Giúp cho học sinh năng động, sáng tạo trong học tập, phát huy năng lực nhận thức và tư duy, tăng trí thông minh và là phương tiện để người học vươn tới đỉnh cao tri thức

- Là con đường nối liền kiến thức thực tế và lý thuyết tạo ra một thể chế hoàn chỉnh thống nhất biện chứng trong cả quá trình nghiên cứu Đào sâu mở rộng sự hiểu biết một cách sinh động, phong phú không làm nặng nề thêm khối lượng kiến thức cho người học Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập người học mới nắm kiến thức sâu sắc

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa, kiểm tra đánh giá việc nắm bắt kiến thức một cách tốt nhất (chủ động, sáng tạo)

- Tạo điều kiện để phát triển tư duy cho người học, khi giải bài tập bắt buộc người học phải suy luận, quy nạp, diễn dịch hoặc các thao tác tư duy đều được vận dụng Trong thực tế học tập, có những vấn đề buộc người học phải đào sâu suy nghĩ mới hiểu được trọn vẹn Thông thường khi giải một bài toán nên yêu cầu hoặc khuyến khích người học giải bằng nhiều cách, tìm ra cách giải ngắn nhất, hay nhất

1.2.4 Phân loại câu hỏi, bài tập hóa học

Theo quan niệm thông thường bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán

Có rất nhiều cách để phân chia các dạng câu hỏi, bài tập Dựa vào hình thức và nội dung phân chia bài tập thành:

+ Bài tập định tính: Là các dạng bài tập có liên hệ với sự quan sát để

mô tả, giải thích các hiện tượng hóa học

+ Bài tập định lượng: Là bài tập cần vận dụng kĩ năng toán học kết hợp với kĩ năng hóa học (định luật, nguyên lí, quy tắc, ) để giải

Dựa vào nội dung có thể chia câu hỏi thành:

+ Câu hỏi tái hiện kiến thức: Là dạng câu hỏi người học chỉ cần tái hiện trình bày lại những nội dung mà mình tiếp thu được

+ Câu hỏi vận dụng kiến thức: Là dạng câu hỏi mà người học cần phải nghiên cứu kĩ phần kiến thức cơ sở lý thuyết, từ đó vận dụng linh hoạt trong nghiên cứu giải quyết bài toán

+ Câu hỏi suy lí, chứng minh: Là câu hỏi mà người học cần phải nắm vững lý thuyết, biết vận dụng các nội dung kiến thức có liên quan để giải quyết bài toán [15]

1.2.5 Cff sở phân loại câu hỏi, bài tập hóa học dựa vào mức độ nhận thức

và tư duy

- Theo thang đo của Bloom việc phân loại mức độ nhận thức có 6 mức

độ là: Biết, hiểu, áp dụng, phân tích, đánh giá, sáng tạo

- Năm 1980 giáo sư người Ba Lan Boleslaw Niemierko đưa ra thang đánh giá mức độ của tư duy (Thinking levels) gồm 4 mức độ: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng thấp và vận dụng cao

Vận dụng các lý thuyết trên vào tình hình thực tế trong dạy và học ở Việt Nam, tôi thấy trong việc bồi dưỡng HSG có thể phân chia câu hỏi, bài tập phần thuyết VB theo các mức độ nhận thức, tư duy theo 4 mức độ tương ứng với 4 dạng câu hỏi, bài tập: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao

- Hoạt động tương ứng: Nhận dạng, đối chiếu, chỉ ra,

- Các động từ tương ứng với cấp độ nhận biết là: Nêu, xác định, liệt kê, đối chiếu hoặc gọi tên, giới thiệu, chỉ ra

Thông hiểu

- Học sinh hiểu các khái niệm cơ bản và có thể vận dụng chúng khi chúng được thể hiện theo các cách tương tự như các ví dụ học sinh đã được học

- Các hoạt động tương ứng với cấp độ này: Diễn giải, kể lại, viết lại, lấy ví dụ theo cách hiểu của mình

- Các động từ tương ứng với cấp độ thông hiểu: Tóm tắt, giải thích, mô tả, so sánh (đơn giản), phân biệt, viết lại, minh họa, chứng tỏ,

Vận dụng thấp

- Học sinh hiểu được khái niệm ở mức độ cao hơn mức

“thông hiểu” Học sinh có khả năng sử dụng kiến, kĩ năng đã học trong các tình huống cụ thể, tình huống tương tự nhưng không hoàn toàn giống với tình huống đã được học

- Các hoạt động tương ứng với mức vận dụng thấp là: xây dựng mô hình, phỏng vấn, trình bày, áp dụng quy tắc (định lí, định luật, mệnh đ ề, )

- Các động từ tương ứng với cấp độ này: Thực hiện, giải quyết, tính toán, áp dụng, phân loại, chứng minh

Vận dụng cao

- Học sinh có khả năng sử dụng các khái niệm cơ bản để giải quyết một vấn đề mới chưa từng được học hoặc trải nghiệm trước đây nhưng có thể giải quyết bằng các kĩ năng và kiến thức đã được học

1.3 Tổng quan về thuyết Valence Bond (thuyết VB)

Thuyết VB được hai nhà hóa học là W Heitler và London đề xướngnăm 1927 Sau đó được L.Pauling, Slater phát triển thêm và trở thành một trong số ít thuyết về liên kết hóa học được áp dụng tương đối rộng rãi hiện nay, đặc biệt là ữong giảng dạy

Ưu điểm của thuyết này là mô hình tương đối đơn giản, dễ nhớ, dễ vận dụng, đặc biệt là giải thích thành công các dạng cơ bản của phân tử [18]

1.3.1 Luận điểm cơ bản của thuyết VB

Có thể trình bày một cách khái quát các cơ sở của thuyết VB trong ba luận điểm sau đây:

1 M ột cách gần đúng, coi cấu tạo electron của nguyên tử vẫn được bảo toàn khi hình thành phân tử từ nguyên tử, nghĩa là trong phân tử vẫn có sự chuyển động của elecữon trong AO Tuy nhiên, khi 2 AO hóa trị của 2 nguyên tử xen phủ tạo liên kết hóa học thì vùng xen phủ đó là chung cho cả 2 nguyên tử

2 Mỗi liên kết hóa học giữa 2 nguyên tử được đảm bảo bởi 2 e spin đối song mà trong trường hợp chung, trước khi liên kết, mỗi e đó là e độc thân trong một AO hóa trị của một nguyên tử Mỗi liên kết hóa học được tạo thành

đó là một liên kết 2 tâm (2 nguyên tử)

Liên kết đó không thể hình thành từ một e (thiếu e) hoặc từ 3 e trở lên (tính bão hòa của liên kêt cộng hóa trị)

Chẳng hạn, theo thuyết VB này, không thể có hệ ĨỈ2+ (le) hoặc H2’ (3e)

3 Sự xen phủ giữa 2 AO có 2 e của 2 nguyên tử càng mạnh thì liên kết được tạo ra càng bền (nguyên lí xen phủ cực đại) Liên kết hóa học được phân

bố theo phương có khả năng lớn về sự xen phủ 2 AO (thuyết hóa trị định hướng)

Mỗi luận điểm trên đều có vị trí xác định trong nội dung của thuyết

VB Tuy nhiên luận điểm 2 được coi là luận điểm chủ đạo Do đó, thuyết VB còn gọi là thuyết cặp e [18]

1.3.2 Bài toán phân tử hiđro

Theo quan điểm Hehler- London của xuất phát từ hàm sóng đơn điện tử

để xác định hàm sóng gần đúng của phân tử Ở trạng thái cơ bản mỗi nguyên

tử có một điện tử trên obitan ls

Điện tử của nguyên tử a gọi là điện tử ei

Điện tử của nguyên tử b gọi là điện tử

2 số hạng đầu là động năng của 2e

4 số hạng tiếp theo là 4 thế năng hút giữa hạt nhân với elecữon

1

— là sô hạng đây của thê năng tương tác giữa 2e

ri2

rn ria ru, r2a r2b y

Phương trình này không giải được chính xác nên Heitler và London đã

xác định hàm sóng y/ và năng lượng E của hệ 2 điện tử bằng phương pháp

gân đúng

Trong phương pháp gần đúng, Heitler và London thừa nhận ữong phân

tử H2 vẫn còn tồn tại những obitan nguyên tử và xuất phát từ cấu hình Sa1 và

Sb2 nghĩa là coi mỗi obitan s của nguyên tử Ha và Hb có một điện tử

Vì các điện tử được coi là chuyển động độc lập với nhau nên hàm sóng của hệ có dạng:

- — —

ral rbl rn R

e e e e

Nếu năng lượng E trong phân tử H2 theo hệ thức trên với những hàm

y/+ và \ự_ thu được đối với những giá trị của R (khoảng cách hai hạt nhân)

khác nhau ta sẽ thu được hai đường biểu diễn được ưình bày trong hình 1.2

Đối với trường hợp 2 elecữon có spin đối song: Khi hai nguyên tử H tiến lại gần nhau thì cố sự giảm năng lượng

Đối với trường hợp 2 electron có spin song song: Khi hai nguyên tử H tiến lại gàn nhau, năng lượng của hệ tăng liên tục

N hư vậy:

Từ 2 AO có electron Heitler- London đã lập thành hàm sóng chung và

từ đó tính năng lượng của cặp e hóa trị đó

Khi 2 electton có spin đối song 2 nguyên tử tiến lại gần nhau, có sự giảm năng lượng dần đến bền vững hóa hệ thống (tức là phân tử H2 được hình thành)

0

0,6 ]ĩ2 ] s8 2,4 3,2 R { A°)

H ình 1.2 Đ ường cong năng lượng theo lởi giải của phưcm g trình

Schrodinger

Sự giảm năng lượng của hệ thống được giải thích bằng sự tăng mật độ xác suất có mặt e ở khoảng giữa hai hạt nhân Ngoài lực đẩy của hạt nhân khác mỗi proton còn chịu lực hút tổng hợp của các e hướng về tâm phân tử Ở khoảng cách trên, hai lực này cân bằng nhau Từ đó, ta thấy liên kết hóa học

1.3.3 Thuyết liên kết hóa trị và sự giải thích định tính về liên kết

Phương pháp Heitler - London khảo sát về phân tử H2 đã được phát triển và mở rộng thành phương pháp liên kết hóa trị áp dụng cho mỗi phân tử hay còn gọi là phương pháp VB

1.3.3.1 Thuyết VB về hóa trị các nguyên tố

Trong bài toán về phân tử H2, Heitler - London đã chứng minh được là hai e chung ưong phân tử H2 phải có spin đối song Điều đó có nghĩa là liên kết chỉ được hình thành khi hai e của hai nguyên tử xuất phát có spin định hướng ngược chiều nhau Heitler - London cũng chứng minh được sự kết hợp thêm nguyên tử H thứ ba vào phân tử H2 là không thể xảy ra và từ đó đã giải thích

được đặc tính quan trọng của liên kết cộng hóa trị là tính bão hòa.

Kết quả đã được mở rộng cho các phân tử khác Trên cơ sở mô hình liên kết hai tâm hai e, mỗi liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử trong phân tử được tạo thành từ sự ghép hai e thuộc hai nguyên tử có spin đối song Vì vậy, một nguyên tử A nếu có n electron độc thân thì nó có khả năng kết hợp với n nguyên tử hiđro hay n nguyên tử bất kỳ có một elecữon chưa ghép đôi Điều

đó có nghĩa là hóa trị của một nguyên tố thì do số e độc thân của nguyên tử

thuộc nguyên tố đó quyết định Vì vậy theo thuyết VB, hóa trị của một

nguyên tố bằng số electron chưa ghép đôi có trong nguyên tử.

I.3.3.2 Nguyên lý xen phủ cực đại và tính định hướng hóa trị

Trong việc khảo sát định tính về liên kết, có thể coi mức độ xen phủ các obitan đặc trưng cho độ bền của liên kết

Theo nguyên lý xen phủ cực đại thì liên kết sẽ được phân bố theo phương nào mà mức độ xen phủ các obỉtan liên kết có giá trị lớn nhất.

Tương tự như phân tử H2, đối với phân tử được tạo bởi hai nguyên tử của cùng một nguyên tố khác như phân tử N2, với sự thừa nhận mô hình hóa trị định cư, xuất phát từ sự ghép đôi các điện tử độc thân: 2pza - 2pzb, 2pxa - 2pxb, 2pya - 2pyb; sự liên kết trong phân tử được mô tả bằng sự xen phủ các cặp obitan trên và phân tử N2 được biểu diễn bằng công thức :

N = N

Trong phân tử được tạo bởi 2 nguyên tử của 2 nguyên tố khác nhau như phân tử HC1 sự liên kết được mô tả bằng sự xen phủ các obitan hóa trị của hai nguyên tử với một điện tử độc thân Trên cơ sở đó phân tử HC1 được biểu diễn bằng công thức: H —Cl

1 T T

H ình 1.3 S ự xen p h ủ các obỉtan I s của nguyên tử H và obỉtan 3pz của

nguyên tử Cl

Đối với phân tử nhiều nguyên tử các góc liên kết trong phân tử có

những giá trị xác định Đặc tính này được gọi là tỉnh định hướng hóa trị Tính

định hướng hóa trị được giải thích trên cơ sở của nguyên lý xen phủ cực đại

H ình 1.4 S ự xen p h ủ các obỉtan liên k ết trong phân tử H 2 S

Tuy nhiên, hai vùng này có mật độ e cao ở cạnh nhau sẽ có sự đẩy nhau Sự đẩy này làm cho góc HSH nở rộng ra và kết quả nở rộng ra 2° và thực nghiệm đo được góc HSH bằng 92°

1.3.3.3 Thuyết lai hóa

Khái niệm lai hóa được Pauling đưa ra trong khuôn khổ của thuyết VB Lai hóa là sự tổ hợp tuyến tính các AO hóa trị của nguyên chất (thuần khiết) chỉ có số lượng tử 1 khác nhau của cùng một nguyên tử tạo ra các AO mới có cùng năng lượng [18]

+ Đặc điểm của AO lai hóa là có một đầu nở rộng còn đầu kia bị thu hẹp

Ta thường có một số dạng lai hóa thường gặp sau:

(Xét hợp chất của các nguyên tố chu kì 2)

* Lai hóa sp (lai hóa thẳng).

Lai hóa sp là lai hóa trong đó 1 AO-S tổ hợp tuyến tính với 1 AO-p tạo

Hình 1.5 Sơ đồ biểu diễn quá trình lai hóa sp

Tổng quát: 1 AO-S + 1 AO-p = 2 AO-sp

Trục của hai AO lai hóa nằm trên một đường thẳng nên gọi là lai hóathẳng.

H ình 1.6 M ô hình của s ự lai hóa sp

* L ai hóa sp2 (lai hóa tam giác).

Lai hóa sp2 là lai hóa trong đó 1 AO-S tổ hợp tuyến tính với 2 AO-p tạo thành 3 AO lai hóa sp2

H ình 1.7 S ơ đồ biểu diễn quá trình lai hóa sp2

Tổng quát: 1 AO-S + 2 AO-p = 3 AO-sp2

Ba AO lai hóa sp2 này cùng nằm trên một mặt phẳng hợp với nhau một góc 120° và hướng về 3 đỉnh của một tam giác đều Do đó, lai hóa này còn gọi

là lai hóa tam giác

H ình 1.8 M ô hình s ự lai hóa sp2

* L ai hóa sp3 (lai hóa tứ diện).

Lai hóa sp3 là lai hóa trong đó 1 AO-S tổ hợp tuyến tính với 3 AO-p tạothành 4 AO lai hóa sp3

H ình 1.9 S ơ đồ biểu diễn quá trình lai hóa sp3

Tổng quát: 1 AO-S + 3 AO-p = 4 AO-sp3

Bốn AO lai hóa này hướng về 4 đỉnh của một tứ diện nên được gọi là lai hóa tứ diện.

H ình 1.10 M ô hình s ự lai hóa sp3 I.3.3.4 Các loại liên k ế t thường gặp

* Liên kết ơ

Liên kết ơ là liên kết được hình thành khi các AO tham gia liên kết xen

phủ dọc theo trục liên kết Có thể nói liên kết này có tính đối xứng trục [9]

Ví dụ

Xen ị j I lu ]!-]>

* Liên kết n

Liên kết n là liên kết được hình thành do sự xen phủ các cặp AO-p

(thường là px- px, P y P y ) hoặc cặp AO-d, theo 2 bên trục liên kết và nằm trong mặt phẳng vuông góc với ưục liên kết [9]

Hình 1.11 Liên kết n trong phân tử N 2

Liên kết 7Ĩ và liên kết ơ là hai dạng liên kết khá phổ biến Ngoài hai dạng này ra còn có dạng liên kết ít gặp hơn là liên kết ổ

Liên kết ổ là liên kết được hình thành do 2 AO-d có mặt đối xứng,

thẳng góc với nhau và chứa trục liên kết xen phủ tạo nên [14]

Trên đây là những dạng lai hóa cơ bản, ngoài những dạng lai hóa này ra còn có những^ạng lai hóa khác có AQ-d tham gia như lai hóa sp3d, sp3d2

* Ưu, nhược điểm của phương pháp VB:

- Phương pháp VB giải quyết được một số vấn đề như:

+ Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị

+ Các đặc trưng của liên kết

+ Giải thích được cấu trúc và tính chất của nhiều chất

+ Dễ hình dung

- Nhược điểm: Còn nhiều hiện tượng thực nghiệm chưa giải thích được bằng phương pháp này như tính thuận từ của O2, sự tồn tại khá bền của ion ĨỈ2+, màu sắc, quang phổ phân tử

CHƯƠNG 2: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

2.1 Lý thuyết giải các bài tập

2.1.1 Bài tập về dạng hình học phân tử (ion) đơn giản

Nếu đề bài yêu cầu mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử, ion thì ta

có thể làm theo các bước sau:

Bước 1 Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử trong

phân tử dạng chữ và dạng ô lượng tử

Bước 2 Dựa vào dữ kiện thực nghiệm đã xác định được như cấu trúc phân

tử, góc hên kết suy ra hạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm (nếu có)

Bước 3 Mô tả sự hình thành liên kết.

Theo thuyết lai hóa :

- Lai hóa sp: 1 AO-ns lai hóa với 1 AO-np tạo thành 2 AO lai hóa sp giống hệt nhau nằm thẳng hàng với nhau, tạo thành góc lai hóa giữa hai AO là 180°

- Lai hóa sp2: 1 AO-ns lai hóa với 2 AO-np tạo thành 3 AO lai hóa sp2 giống hệt nhau Ba AO lai hóa này hướng tới ba đỉnh của tam giác đều, tạo thành góc giữa các AO lai hóa là 120°

- Lai hóa sp3: 1 AO-ns lai hóa với 3 AO-np tạo thành 4 AO lai hóa sp3 Bốn AO lai hóa này hướng tới 4 đỉnh của một hình tứ diện đều, tạo góc lai hóa là 109°28\

- Lai hóa sp3d: 1 AO-ns lai hóa với 3 AO-np và 1 AO-nd, tạo thành 5

AO lai hóa sp3d giống hệt nhau Năm AO lai hóa này hướng về năm đỉnh của hình chóp đôi tam giác, tạo thành các góc lai hóa 120° và 90°

- Lai hóa sp3d2: 1 AO-ns lai hóa với 3 AO-np và 2 AO-nd tạo thành 6

AO lai hóa sp3d2 hướng tới sáu đỉnh của hình bát diện đều, tạo thành góc lai hóa là 90° [12],

Khái quát như sau:

Tam giác đều

Tứ diện

Lưỡng tháp tam giác

Bát diện đều

Ví dụ: Mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử CH4 theo VB Cho

biết CH4 có cấu trúc tứ diện, góc liên kết là 109°28’

Do đó, phân tử CH4 có cấu trúc tứ diện, góc liên kết là 109°28

Trên thực tế nghiên cứu các bài tập thi Olympic, các bài tập thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia tôi nhận thấy ngoài thuyết lai hóa (thuyết VB mở rộng)

ta còn có thể áp dụng một số thuyết khác, có thể kể đến đó là thuyết đẩy các cặp e hóa trị để xác định dạng hình học phân tử

Xuất phát từ ý tuởng các electron hóa trị của một nguyên tử luôn đẩy nhau, R J Gillespie đã đua ra mô hình sự đẩy giữa các cặp e hóa trị (Valence Shell Electron Pair Repulsion, viết tắt là VSEPR)

Nội dung của mô hình sự đẩy VSEPR nhu sau:

Các cặp e liên kết và không liên kết (có khi là e độc thân) ở lớp ngoài phân bố xung quanh nguyên tử sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất [12] Theo mô hình VSEPR: Xét phân tử AXmEn

A: Nguyên tử trung tâm có các cặp electron hóa trị tạo liên kết ơ

X: Cặp electron liên kết với nguyên tử trung tâm A

m: Số cặp electron tạo thành liên kết ơ

E: Cặp elecữon tự do

n: Số cặp elecữon và số electron độc thân không liên kết ở lớp ngoài của A Dựa vào số e liên kết và số e chua liên kết ta có thể xác định đuợc cấu trúc phân tử

Bảng 2.1 Cấu trúc của một số phân tử, ion theo mô hình VSEPR

n+m

Đa diên •

phối trí

Công thức cấu trúc

Dạng phân

tử AXm

Phân tử liên kết đơn

Phân tử liên kết bội

2 Đoạn thẳng a x2e0 Thẳng

BeH2, HgCl2, BeCl2

a x2e2 Gấp khúc

o f2, SCỈ2, n h2 ,h2s

AX5E 1 Chóp vuông BrF5, SbCl5' XeF40

a x4e2 Vuông phang IC14‘, XeF4

Ví dụ: Trong phân tử NH3 có 3 cặp e liên kết và 1 cặp e không liên kết

bố trí dạng tứ diện trong không gian Phân tử có dạng AX3E 1 hình chóp tam giác

Nguyên tử N ở lai hóa sp3, trên nguyên tử này còn 1 cặp e không liên chiếm vùng không gian rộng hơn nên góc hóa trị nhỏ hơn 109°28’ và thực tế

là 107°

2.1.2 Thuyết VB và những bài tập về phức chất

Năm 1931, L.Pauling áp dụng thuyết VB vào lĩnh vực phức chất củacác kim loại chuyển tiếp và nó là thuyết lượng tử đầu tiên giải thích bản chất cảu liên kết trong phức chất [11]

2.1.2.1 Nội dung

Liên kết hóa học được hình thành trong phức chất được thể hiện bằng

sự xen phủ giữa AO chứa cặp e riêng của phối tử với AO lai hóa trống có định hướng không gian thích hợp của hạt nhân trung tâm [18]

* Một số trường hợp lai hóa

Cấu hình không gian của phức chất phụ thuộc vào dạng lai hóa

- Lai hóa sp: c ấ u hình thẳng (Ag+, Hg2+)

- Lai hóa sp2: c ấ u hình tam giác (trường hợp này ít gặp ví dụ Hg2+)

- Lai hóa sp3: c ấ u hình tứ diện (Al3+, Zn2+, Co2+, Fe2+,Ti3+, )

- Lai hóa dsp2: c ấ u hình vuông phẳng ( Au3+, Pd2+, Cu2+, Ni2+, Pt2 , )

- Lai hóa d2sp3: c ấ u hình bát diện ( Cr3+, Pt4+, Co3+, Fe3+, Rh3+, )Các dạng lai hóa và sự phân bố hình học của phối tử trong phức chất xác định bởi cấu tạo electron của ion trung tâm Ngoài ra chúng còn phụ thuộc vào bản chất của phối tử Cùng ion kim loại nhưng với những phối tử khác nhau chúng có thể tạo ra những phức chất khác nhau với các dạng lai hóa khác nhau, các phức đó có cấu hình không gian và từ tính khác nhau

* Cường độ phối tử

Các phối tử có tương tác khác nhau đến ion trung tâm, nó ảnh hưởng đến trạng thái lai hóa của ion trung tâm và từ tính của phức Bằng thực nghiệm, người ta xác định được khả năng tương tác của các phối tử được xếp theo trình tự sau:

r<B r'<C l'<SC N '<F <H0 '<C2042'<H20<NH3<N0 2 , CN , co [18]

Những phối tử đứng trước thường tương tác yếu với ion trung tâm hơn

so với những phố tử đứng sau Phối tử tương tác mạnh với ion trung tâm sẽ gây ra sự dồn e ở AO-d, phối tử tương tác yếu với ion trung tâm thì không gây ra sự dồn e

2.1.2.2 Giải thích phức chất theo thuyết VB

- Bước 1: Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử trung tâm: dạng chữ và dạng ô lượng tử

- Bước 2: Dựa vào bản chất phối tử, số phối trí để kết luận về dạng lai hóa + Phối tử tương tác mạnh với ion ữung tâm có sự dồn e ở A O -d-> Viếtlại cấu hình AO-d

+ Phối tử tương tác yếu với ion trung tâm -> Không có sự dồn e ở phânlớp d

+Từ số phối trí -> Số AO lai hóa và cấu hình AO-d -* dạng lai hóa.

- Bước 3: Kết luận

+ Phức thuận từ hay nghịch từ

+ Phức spin cao hay spin thấp

+ Lai hóa trong hay lai hóa ngoài

2.2 Xây dựng bảng mô tả yêu cầu cần đạt cho các dạng câu hỏi, bài tập của thuyết VB

Dựa vào nội dung kiến thức của thuyết VB kết hợp với việc tìm hiểu những nội dung của thuyết thường gặp trong các bài thi học sinh giỏi cấp tỉnh,

cấp quốc gia cũng như các đề thi Olympic 30/4 tôi đã xây dựng bảng mô tả yêu cầu cần đạt cho 4 dạng câu hỏi của thuyết VB như sau:

Bảng 2.2 Bảng mô tả các mức yêu cầu cần đạt

Nhận biết

- Nêu được các khái niệm cơ bản như: Lai hóa, liên kết ơ , liên kết n , liên kết cho nhận.

- Nêu được đặc điểm của từng loại liên kết

- Nêu được các dạng lai hóa thường gặp, đặc điểm của từng dạng lai hóa đó

- Nêu được khái niệm hóa trị của hợp chất cộng hóa trị

- Xác định được hóa trị của các nguyên tố trong các trường hợp cụ thể

- Giải được các bài tập liên quan đến thực tiễn

Căn cứ vào bảng mô tả các mức yêu cầu cần đạt cho từng dạng câu hỏi/bài tập theo mức độ nhận thức, tôi đã sưu tầm và sắp xếp các câu hỏi/bài tập vào từng dạng từng mức độ dưới đây Đối với nội dung thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia cũng như thi Olympic 30/4 thì đề chủ yếu rơi vào những dạng

vận dụng thấp và vận dụng cao Tuy nhiên để phục vụ cả cho quá trình học tập và ôn luyện bồi dưỡng HSG tôi xin trình bày cả 4 mức độ.

2.3 Một số bài tập

2.3.1 Nhận biết

Câu 1 Trên cơ sở thuyết VB hãy cho biết thế nào là liên kết ơ , thế nào là

liên kết 7Ĩ, cho ví dụ Trong hai loại liên kết ấy thì loại liên kết nào bền hơn,

vì sao?

Gơi ý trả lời:

Theo thuyết VB thì liên kết ơ là liên kết được mà sự xen phủ các AO

thực hiện dọc theo trục liên kết hay “đám mây” tạo bởi điện tử có đối xứng quay quanh trục liên kết Ví dụ các liên kết s-s trong phân tử ĨỈ2, s-pz trong

phân tử HC1, Pz-pz trong CI2 và pz-pz ữong phân tử N2.

Liên kết n là liên kết mà sự xen phủ thực hiện ở hai phía của trục liên

kết hay “đám mây điện tử” liên kết có mặt phẳng đối xứng chứa trục liên kết

Ví dụ các liên kết Px-Px, Py-Py trong N2.

Trong hai loại liên kết ơ và liên kết K giữa hai nguyên tử tương ứng như nhau thì liên kết ơ mạnh hơn (có năng lượng liên kết lớn hơn) vì mức độ

tử [18]

+ Điều kiện để các AO hóa trị tham gia lai hóa là phải có năng lượng gần bằng nhau

+ số AO lai hóa thu được bằng tổng số các AO tham gia tổ hợp tuyếntính.

+ Các AO lai hóa là các AO suy biến, nghĩa là các AO có cùng mức năng lượng

+ Đặc điểm của AO lai hóa là có một đầu nở rộng còn đầu kia bị thu hẹp

C âu 3 Hãy cho biết cách xác định hóa trị của nguyên tử trong khuôn khổ thuyết VB ?

Mở rộng cách tính hóa trị: Có thể xác định hóa trị cộng hóa trị dựa vào

số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử được xét tham gia [18]

C âu 4 Thế nào là liên kết £7? Cho biết đặc điểm của liên kết £7 Các AO như

thế nào sẽ tạo được liên kết £7 ?

Gơỉ V trả lời:

- Khái niệm: Liên kết hóa học giữa hai nguyên tử mà vùng xen phủ 2

AO được phân bố dọc đường nối tâm 2 hạt nhân của 2 nguyên tử đó, được gọi

là liên kết sigma, kí hiệu là £7

+ Đường nối tâm 2 hạt nhân được gọi là trục liên kết £7

+ Trục này nằm trong mặt phẳng gọi là mặt phẳng £7

- Đặc điểm:

+ Liên kết £7 là liên kết bền

+ Có tính đối xứng với trục liên kết, có nghĩa là các nguyên tử (hay nhóm nguyên tử) có thể quay tự do quanh trục liên kết mà không ảnh hưởng đến liên kết.

- Các AO có khả năng tạo liên kết ơ là:

+AO-s: 2 AO-S với nhau, 1 AO-S với 1 trong các AO: AO-pz, AO lai hóa

Ví dụ:

2 AO-s: Sự xen phủ 2 AO-S của 2 nguyên tử H tạo liên kết ơ hình

thành phân tử ĨỈ2

1 AO-S với 1 AO-pz: Sự xen phủ A O -ls của nguyên tử H và AO-pz của

nguyên tử C1 tạo liên kết ơ hình thành phân tử HC1.

1 AO-S với 1 AO lai hóa: Trong phân tử BeIỈ2, nguyên tử Be ở trạng thái lai hóa sp, Be sẽ dùng 2 AO-sp xen phủ trục với 2 A O -ls của 2

nguyên tử H tạo 2 liên kết ơ

+AO-pz: 2 AO-pz với nhau, 1 AO-pz với 1 AO-S hay 1 AO lai hóa

Ví dụ:

2 AO-pz: Trong phân tử CI2

1 AO-pz với 1 AO lai hóa: 2 AO-pz của nguyên tử C1 và 2 AO-sp của

nguyên tử Be xen phủ tạo 2 liên kết ơ hình thành phân tử

BeCl2-+ AO lai hóa sp, sp2, sp3: 2 AO lai hóa với nhau, 1 AO lai hóa với 1 AO-S và

1 AO-pz

Ví dụ:

2 AO lai hóa với nhau: Trong phân tử C2H2 2 AO-sp xen phủ với nhau

tạo liên kết ơ giữa C-C.

C âu 5 Thế nào là liên kết n ? Cho biết đặc điểm của liên kết n ?

Gơi ý trả lời:

- Khái niệm: Liên kết được tạo ra từ sự xen phủ 2 AO-p nguyên chất của 2 nguyên tử tham gia liên kết (thường là AO-px hay AO-py) mà mặt

phẳng chứa liên kết này vuông góc với trục liên kết a giữa 2 nguyên tử đó, được gọi là liên kết pi, kí hiệu là n

- Đặc điểm:

+ Các AO-p tạo liên kết 7t không đối xứng với trục liên kết a mà chỉ đối xứng qua mặt phẳng ơ Do đó, liên kết n cản trở sự quay của các nguyên

tử quanh trục liên kết ơ

+ Liên kết n kém bền, dễ bị phân cực nên các hợp chất có liên kết n

có khả năng phản ứng cao hơn

C âu 6 Theo Pauling liên kết hóa học giữa ion trung tâm và phối tử trong phức chất là liên kết gì?

Gơi ý trả lời:

Liên kết hóa học trong phức chất được thực hiện do sự xen phủ giữa

AO có đôi e riêng của phối tử với AO lai hóa chưa bị chiếm (AO lai hóa trống) có định hướng không gian thích hợp của hạt trung tâm

Khi thực hiện liên kết, phối tử cho đôi e riêng còn hạt nhân trung tâm

có AO chưa bị chiếm sẽ nhận e đó Như vậy thực chất liên kết hóa học giữa phối tử và hạt nhân trung tâm trong phức chất là liên kết cho nhận hay liên kết phối trí

C âu 7 Thế nào là lai hóa trong? Cho ví dụ

Gơỉ ý trả lời:

Lai hóa trong là lai hóa có sự tham gia của các AO (n-l)d, ns, np của ion trung tâm Do AO-d tham gia vào lai hóa này là AO thuộc lớp bên trong của AO-S và AO-p nên được gọi là lai hóa trong [18]

Ví dụ: lon phức [Ni(CN)4]2"

Thực nghiệm xác định được ion phức này có hình vuông phẳng, nghịch từ

Ni2+: [Ar] 3d8