Chương 3 hóa 10 liên kết hóa học

Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành phân tử hoặc tinh thể bền hơn.  Để có 8e ở lớp vỏ hóa trị, nguyên tử kim loại mất số e hóa trị vốn có để trở thành cation, nguyên tử phi kim thu hay nhận thêm e để trở thành anion.

Chương 3: Liên kết hóa học

Phần lý thuyết

Khái quát về liên kết hoá học:

✓ Định nghĩa: Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành phân tử

hoặc tinh thể bền hơn

✓ Có 2 kiểu liên kết chính:

• Hoặc có sự chuyển e từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, lúc đó

liên kết được hình thành là liên kết ion

• Hoặc có sự góp chung e, lúc đó liên kết được hình thành là liên kết

cộng hóa trị

✓ Liuyxo đưa ra quy tắc sau đây, thường được gọi là quy tắc bát tử hay octet: Khi tạo

ra thêm một phân tử (có từ hai nguyên tử trở lên) nguyên tử thu thêm hoặc mất bớt hoặc góp chung electron để nguyên tử đó có 8 electron ở vỏ hóa trị (hay lớp ngoài cùng)

I Sự hình thành ion

Ion: là nhóm nguyên tử hoặc nguyên tử mang điện tích

Ví dụ: NH4+, SO32-, Na+, Cl-,

1 Ion dựa vào điện tích (ion dương và ion âm hay

cation và anion):

- Cation: (ion dương): Là ion mang điện tích dương

M → Mn+ + ne( M : kim loại , n = 1,2,3 )

- Anion: (ion âm) Là ion mang điện tích âm

X + ne → X n- ( X : phi kim, n =1,2,3 )

2 Ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử:

-Ion đơn nguyên tử: là các ion tạo nên từ 1 nguyên tử

VD: Mg2+, Al3+,Li+,…

-Ion đa nguyên tử: là những nhóm nguyên tử mang điện tích

VD: NH4+, OH-, SO42-,…

II Sự tạo thành liên kết ion

✓ Để có 8e ở lớp vỏ hóa trị, nguyên tử kim loại mất số e hóa trị vốn có để trở thành cation, nguyên tử phi kim thu hay nhận thêm e để trở thành anion

✓ Khi hai ion tích điện trái dấu hút nhau (bằng lực hút tĩnh điện) tạo ra hợp chất liên lết ion

NỘI DUNG

1

Ví dụ: xét sự tạo thành liên kết trong NaCl khi đốt Na trong Cl2

- Sự tạo thành ion:

Na → Na+ + 1e Cl + 1e → Cl

Lúc này giữa Na+ và Cl- có lực hút tạo thành lien kết ion Na─Cl (ứng với NaCl)

Na+ + Cl- → Na─Cl (NaCl)

Lực hút Liên kết ion

PTPU: 2Na + Cl2 → 2NaCl

Phản ứng hóa học trên có thể được biểu diễn bằng phương trình hóa học:

- Ta có kết luận: Electron chuyển từ nguyên tử kim loại sang nguyên tử phi kim tạo

thành các ion tích điện trái dấu, các ion này hút nhau tạo thành hợp chất ion

✓ Định nghĩa: Liên kết ion là liên kết hóa học được hình thành nhờ lực hút tĩnh

điện giữa các ion trái dấu

✓ Điều kiện liên kết : Xảy ra ở các kim loại điển hình và phi kim điển hình

III Tinh thể ion

1 Tinh thể NaCl

Phân tử NaCl tồn tại dưới dạng tinh thể ion, các ion Na+ và Cl- được phân bố đều trên các điỉnh của hình lập phương

2 Tính chất chung của hợp chất ion

- Tinh thể ion rất bền vững: do lực hút tĩnh điện

- Đa số ở trạng thái rắn, khó bay hơi, khó nóng chảy, tan nhiều trong nước

IV Hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất ion

Hóa trị của một nguyên tố trong hợp chất ion (gọi tắt là điện hóa trị) bằng điện tích

của ion đó

Ví dụ 1: NaCl: Điện hóa trị của Na là 1+, của Cl là 1-

Ví dụ 2: BaO: Điện hóa trị của Ba là 2+, của O là 2-

Phần vận dụng

Câu 1: Viết phương trình hình thành các ion sau: Na+, Ca2+, Ba2+, Fe3+, O2-, Br-, F-, N3- Câu 2: Viết phương trình phản ứng có sự di chuyển electron khi cho:

a Đốt Kali trong bình khí Clo

b Đốt Natri trong không khí

Câu 3: Viết phương trình biểu diễn sự hình thành các ion sau đây từ các nguyên tử tương ứng:

a) Al → Al3+ b) S → S2–

c) Cu → Cu2+ d) Fe → Fe2+

Câu 4: Hãy cho biết có hiện tượng gì xảy ra khi cho clo tác dụng với Na, Mg Hãy giải thích sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl và MgCl2

Câu 5: Xác định điện hóa trị của các nguyên tử và nhóm nguyên tử sau: BaO, K2O, CaCl2, Ca(NO3)2

Câu 6 Vì sao nguyên tử các nguyên tố có xu hướng liên kết với nhau tạo thành phân tử hay

tinh thể?

A Để tạo cấu hình electron giống khí hiếm bền

B Để trao đổi các electron

C Để góp chung electron

D Đó là sự kết hợp ngẫu nhiên của các nguyên tử không có mục đích

Câu 7 Chọn định nghĩa đúng về ion ?

A Phần tử mang điện

B Nguyên tử hay nhóm nguyên tử mang điện

C Hạt vi mô mang điện (+) hay (–)

D Phân tử bị mất hay nhận thêm electron

Câu 8 Ion dương được hình thành khi:

A Nguyên tử nhường electron B Nguyên tử nhận thêm electron

C Nguyên tử nhường proton D Nguyên tử nhận thêm proton

Chương 3: Liên kết hóa học

Phần lý thuyết

I Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị bằng cặp electron chung

1 Đối với các đơn chất

Ví dụ 1: H2

H + H H H H H

Góp chung e 1 cặp e chung

Nhờ sự góp chung 1 electron nên trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H trở nên có 2 electron, đạt cấu hình electron của He

Ví dụ 2: Cl2

Cl + Cl Cl Cl Cl Cl

Góp chung e 1 cặp e chung

Ví dụ 3: N2

N N

N + N N N

Có 3 cặp e chung

2 Đối với hợp chất

Ví dụ 1: HCl

H + Cl H Cl H Cl

Mỗi nguyên tử hidro và mỗi nguyên tử clo góp 1e để tạo thành một cặp electron chung Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử đều có cấu hình electron của khí hiếm

Ví dụ 2: CH4

+ H

H

H

+

H H H

H H H H

Định nghĩa: Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử bằng một hoặc nhiều

electron chung mà cặp electron chung này là do sự góp chung của hai nguyên tử tham gia liên kết

1 Điều kiện liên kết: Các nguyên tử giống nhau hay gần giống nhau về bản chất (

NỘI DUNG

2

II Tính chất của liên kết cộng hóa trị (Bậc của liên kết)

Định nghĩa: Bậc của liên kết là số cặp e góp chung bởi hai nguyên tử trong một phân

tử

1 Bậc một (còn gọi là liên kết đơn)

Liên kết có bậc một khi chỉ có một liên kết giữa hai nguyên tử (lk đó gọi là liên kết

xích-ma 𝛿)

Ví dụ: H─H, H─Cl,

C

H

H

H

H

2 Bậc hai (liên kết đôi)

Liên kết có bậc hai khi có hai cặp electron chung giữa hai nguyên tử (bao gồm 1 lk 𝜎

và 1 lk 𝜋)

Ví dụ: C O(CO2) C C(C2H4)

3 Bậc ba (còn gọi là liên kết ba)

Liên kết có bậc ba khi có 3 cặp electron chung giữa hai nguyên tử (bao gồm 1 lk 𝜎 và

2 lk 𝜋)

Ví dụ: N N(N2) C C(C2H2)

III Liên kết cộng hóa trị phân cực và không phân cực

1 Liên kết cộng hóa trị không phân cực

Liên kết cộng hóa trị không phân cực là liên kết cộng hóa trị mà cặp e chung phân

bố đồng đều giữa hai nguyên tử tham gia liên kết

Lúc đó hiệu độ âm điện 0 ≤ ∆X ≤ 0,4

Ví dụ: H2, Cl2, O2, N2

2 Liên kết cộng hóa trị phân cực

Liên kết cộng hóa trị phân cực là liên kết cộng hóa trị mà cặp e chung bị lệch về

phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn

Lúc đó hiệu độ âm điện: 0,4 ≤ ∆X ≤ 1,7

Ví dụ: Trong phân tử HCl có ∆X=0,96, vì clo có độ âm điện lớn hơn của hidro nên

cặp electron chung sẽ bị lệch về phía clo

Liên kết trong clo là liên kết có cực, một đầu là cực âm, một đầu là cực dương

Người ta kí hiệu: δ (đọc là đen ta)

δ+ chỉ một phần điện tích dương; δ- chỉ một phần điện tích âm

Tóm lại:

IV Hóa trị của các nguyên tố trong phân tử cộng hoá trị:

Hóa trị của một nguyên tố trong phân tử cộng hóa trị bằng số liên kết mà nguyên

tố có thể tạo thành với các nguyên tử khác (Cộng hoá trị = số liên kết nguyên tử tạo thành)

Ví dụ: HNO3

O Cộng hóa trị của O là 1 và 2, N là 4

Phần vận dụng

Câu 1 Hãy chọn mệnh đề mô tả liên kết cộng hóa trị đúng nhất

A Là liên kết được hình thành do sự cho nhận electron giữa các ion

B Là liên kết được hình thành do lực hấp dẫn giữa các ion

C Là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung

D Là lực hút tĩnh điện giữa các cặp e chung

Câu 2 Cho độ âm điện của các nguyên tố tương ứng: O: 3,44; Na: 0,93; Cl: 3,16; H: 2,2 Phân tử nào sau có liên kết phân cực cao nhất?

Câu 3 Phân tử nào dưới đây có liên kết cộng hoá trị phân cực?

Câu 4: So sánh độ phân cực của liên kết trong phân tử các chất sau:

NH3, H2S, H2O, CaS, BaF2

(Cho độ âm điện: Ba = 0,9; Ca = 1; H = 2,1; S = 2,5; N = 3; O = 3,5; F = 4)

Chương 3: Liên kết hóa học

Số oxi hóa – Tinh thể

Phần lý thuyết

I Số oxi hoá:

1 Khái niệm: Số oxi hóa của 1 nguyên tố trong phân tử là điện tích của nguyên tử

nguyên tố đó trong phân tử , nếu giả định rằng mọi liên kết trong phân tử đều là liên

kết ion

2 Các quy tắc xác định số oxi hóa

• Quy tắc 1 : SOXH của các nguyên tố trong các đơn chất bằng không

• Quy tắc 2 : Trong 1 phân tử, tổng số SOXH của các nguyên tố bằng 0

• Quy tắc 3 : số OXH của các ion đơn nguyên tử bằng điện tích của ion đó Trong ion

đa nguyên tử , tổng số OXH của các nguyên tố bằng điện tích của ion

• Quy tắc 4 : Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của H bằng +1 , trừ 1 số trường hợp như hidru, kim loại (NaH , CaH2 ….) SOXH của O bằng –2 trừ trường hợp OF2 , peoxit (chẳng hạn H2O2 , …)

Lưu ý: Số oxi hóa được viết bằng chữ số thường dấu đặt phía trước và được đặt ở trên

kí hiệu nguyên tố

II Tinh thể:

1.Tinh thể nguyên tử :

a Khái niệm : Tinh thể được hình thành từ các

nguyên tử

b Lực liên kết : Liên kết với nhau bằng liên kết cộng hoá trị

c Đặc tính : Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao

d Ví dụ : Tinh thể kim cương

2 .Tinh thể phân tử :

a Khái niệm : Tinh thể được hình thành từ các phân tử

b Lực liên kết : Lực tương tác giữa các phân tử

c Đặc tính : Ít bền, độ cứng nhỏ, nhiệt nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

d Ví dụ : Tinh thể nước đá, tinh thể iốt

Phần vận dụng

Câu 1: Hãy xác định số oxy hoá của các nguyên tố:

a Nguyên tố N trong : NH3 ; NO3- ; NH4NO4 ; HNO2 ; NH4 ; N2O ; NO2

b Nguyên tố C trong: CH4 ; CO2 ; CH3OH ; Na2CO3 ; Al4C3

c Nguyên tố Cr trong : Cr2O3, K2CrO4, CrO3, K2Cr2O7, Cr2(SO4)3

+ NỘI DUNG

3

Chương 3: Liên kết hóa học

Dạng 1: Xác định số hạt trong ion

Cho biết: N(Z=7), O(Z=8), S(Z=16), P(Z=15), C(Z=6), Br (Z=35)

Ví dụ 1: Xác định số proton, số electron, số nơtron trong các nguyên tử và ion sau:

a.23

11Na+, 56

26Fe3+, 16

8O2-, 20

10Ne b NO3-, SO42- ;PO43- ; NH4+; SO42-; HPO4

-Ví dụ 2: Tính số hạt electron trong các ion sau : NO3 – ; SO42– ; CO32– ; NH4+ ; OH– ; Br

-Ví dụ 3 Ion nào sau đây có 32 electron:

A CO32- B SO42- C NH4+ D NO3

-Ví dụ 4 Ion nào có tổng số proton là 48 ?

A NH4+ B SO32- C SO42- D Sn2+ Dạng 2: Biểu diễn sự hình thành ion, hình thành phân tử ion

Ví dụ 1: Viết phương trình biểu diễn sự hình thành các ion sau đây từ các nguyên tử

tương ứng và nhận xét về số electron lớp ngoài cùng của các ion:

a) Na → Na+ b) Cl → Cl– c) Mg → Mg2+ d) S → S2– e) N → N3– f) K → K+

Ví dụ 2: Viết phương trình phản ứng có sự di chuyển electron khi cho:

a) Kali tác dụng với khí clo

b) Magie tác dụng với khí oxy

c) Natri tác dụng với lưu huỳnh

Ví dụ 3: Viết phương trình phản ứng và dùng sơ đồ biểu diễn sự trao đổi electron

trong quá trình phản ứng giữa:

a Natri và Flo

b Canxi và Clo

c Magie và oxi

Ví dụ 4: Cho 5 nguyên tử : Na; Mg; N; O; Cl

a) Cho biết số p; n; e và viết cấu hình electron của chúng

b) Xác định vị trí của chúng trong hệ thống tuần hoàn? Nêu tính chất hoá học cơ bản

c) Viết cấu hình electron của Na+, Mg2+, N3-, Cl-, O2-

d) Cho biết cách tạo thành liên kết ion trong: Na2O ; MgO ; NaCl ; MgCl2 ; Na3N

23 11

24 12

14 7 16 8 35 17 NỘI DUNG

4

Dạng 3: Viết công thức electron- công thức cấu tạo

Phương pháp

- Viết cấu hình e của các nguyên tử tạo hợp chất

- Tính nhẩm số e mỗi nguyên tử góp chung = 8 – số e lớp ngoài cùng

- Biểu diễn các e lớp ngoài cùng và các cặp e chung (bằng các dấu chấm) lên xung quanh kí hiệu nguyên tử ⇒ công thức electron

- Thay mỗi cặp e chung bằng 1 gạch ngang ta được công thức cấu tạo

* Lưu ý:

- Khi hai nguyên tử liên kết mà trong đó có một nguyên tử A đạt cấu hình bền còn nguyên tử B kia chưa thì lúc này A sử dụng cặp electron của nó để cho B dùng chung

→ hình thành liên kết cho nhận (hay phối trí) biểu diễn bằng → hướng vào nguyên tử nhận cặp electron đó

- Khi có nhiều nguyên tử đều có thể đưa cặp electron ra cho nguyên tử khác dùng chung thì ưu tiên cho nguyên tử nào có độ âm điện nhỏ hơn

- Khi viết công thức cấu tạo (CTCT) của:

* Axit có oxi: theo thứ tự

+ Viết có nhóm H – O

+ Cho O của nhóm H – O liên kết với phi kim trung tâm

+ Sau đó cho phi km trung tâm liên kết với O còn lại nếu có

* Muối:

+ Viết CTCT của axit tương ứng trước

+ Sau đó thay H ở axit bằng kim loại

Ví dụ 1: Cho H; C; O; N; S; Cl

a) Viết cấu hình electron của chúng

b) Viết công thức cấu tạo và công thức electron của CH4 ; NH3 ; N2 ; CO2 ; HCl ;

H2S ; C2H6 ; C2H4 ; C2H2 Xác định hoá trị các nguyên tố

c) Phân tử nào có liên kết đơn? liên kết đôi? liên kết ba? Liên kết cộng hoá trị có cực và không cực?

Ví dụ 2: Viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau: N2O3 ;

Cl2O ; SO2 ; SO3 ; N2O5 ; HNO2 ; H2CO3 ; Cl2O3

Dạng 4: Xác định hóa trị, số oxi hóa

Ví dụ 1: Cho biết cách tạo thành liên kết ion trong: Na2O ; MgO ; NaCl ; MgCl2 ;

Na3N Xác định điện hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất trên

Ví dụ 2: Xác định hóa trị các nguyên tố trong các phân tử đó: N2O3 ; Cl2O ; SO2 ; SO3

; N2O5 ; HNO2 ; H2CO3 ; Cl2O3 ; HNO3 ; H3PO4

Ví dụ 3: Hãy xác định số oxi hoá của lưu huỳnh trong các chất: H2S, S, H2SO3, SO3,

H2SO4, Al2(SO4)3, SO42-, HSO4-

1 1 12 6 16 8 14 7 32 16 35 17

Bài tập chương 3

Bài 1: Hãy cho biết điện hóa trị của các hợp chất sau đây: Na2O, BaO, CsCl, BaCl2,

K2O, CaCl2, Ca(NO3)2, Al2O3

Bài 2: Xác định cộng hóa trị của các nguyên tố trong các hợp chất sau: H2O, CH4, HCl, NH3, HNO3

Bài 3: Hãy xác định số oxy hoá của các nguyên tố:

a Nguyên tố S trong : H2S, S, H2SO3, SO3, H2SO4, Al2(SO4)3, SO42-, HSO4-

b Nguyên tố Cl trong: HCl, HClO, NaClO2, KClO3, Cl2O7, ClO4 , Cl2

c Nguyên tố Mn trong: Mn, MnCl2, MnO2, KMnO4, H2MnO2, MnSO4, Mn2O, MnO4

Bài 4: Một nguyên tử có cấu hình electron: 1s22s22p3

a Xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn, xác định hợp CTPT của hợp chất với hidro

b Viết công thức electron và CTCT của hợp chất đó

Bài 5: Một hợp chất A chứa một kim loại nhóm IA, một halogen (thuộc chu kì nhỏ của bảng tuần hoàn) và oxi có khối lượng mol bằng 122,5 g/lít Thành phần % khối lượng oxi trong A bằng 39,19%

a) Xác định công thức phân tử của A

b) Viết công thức cấu tạo A, chỉ rõ loại liên kết có trong A

Bài 6: Hai ngtố X, Y có:

– Tổng số điện tích hạt nhân bằng 15

– Hiệu số điện tích hạt nhân bằng 1

a) Xác định vị trí của X, Y trong bảng HTTH

b) Viết công thức electron và công thức cấu tạo của hợp chất tạo thành bởi X , Y và hydro

−

−