Liên kết cộng hoá trị Liên kết cộng hoá trị là liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp e chung Khi 0 < 0,4 liên kết tạo thành là liên kết cộng hoá trị [r]
Trang 2MỤC TIÊU
5 Trình bày được những luận điểm cơ bản của
thuyết orbital phân tử (MO) và viết được cấu hình electron của một số phân tử và ion.
1 Nêu được định nghĩa và mối quan hệ giữa các đại lượng đặc trưng của liên kết.
3 Trình bày được những luận điểm cơ bản của
thuyết liên kết hóa trị (VB)
4 Nêu được những đặc điểm của các kiểu lai hoá và biểu diễn được cấu trúc không gian của một số phân
tử điển hình.
2 Nêu được bản chất và cho ví dụ các thuyết cổ điển
về liên kết
Trang 31 Một số đại lượng liên quan đến liên kết
1.1 Độ âm điện ( )
Đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên
tử khi tạo thành liên kết hoá học.
càng lớn nguyên tử càng dễ nhận electron.
càng nhỏ nguyên tử càng dễ nhường electron.
Trang 4IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA H
B 2,04
C 2,55
N 3,04
O 3,44
F 3,98
Ne
Na
0,93
Mg 1,31
Al 1,61
Si 1,90
P 2,19
S 2,58
Cl 3,16
Ar
K
0,82
Ca 1,00
Ga 1,81
Ge 2,01
As 2,18
Se 2,55
Br 2,96
Kr 2,90 Rb
0,82
Sr 0,95
In 1,78
Sn 1,96
Sb 2,05
Te 2,10
I 2,66
Xe 2,6 Cs
0,79
Ba 0,89
Tl 2,04
Pb 2,33
Bi 2,02
Po 2,00
At 2,20
Rn
Fr
0,7
Ra 0,89
Độ âm điện của nguyên tử một số nguyên tố
Trang 5 Trong cùng một chu kỳ, độ âm điện của nguyên
tử các nguyên tố tăng khi Z tăng.
Trong cùng một nhóm A, độ âm điện của nguyên
tử các nguyên tố giảm khi Z tăng.
1.2 Năng lượng liên kết (E kcal/mol)
Năng lượng cần thiết để phá vỡ một mol liên kết,
tạo ra các nguyên tử ở thể khí.
E càng lớn liên kết càng bền
Ví dụ: E H-H =104,0kcal/mol, E O=O =118,2kcal/mol
Trang 61.3 Độ dài liên kết (r0 A0)
Khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai nguyên
tử liên kết trực tiếp với nhau.
Trang 7Hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử tham gia liên kết càng lớn, liên kết đó càng bị phân cực mạnh.
2 Các thuyết cổ điển về liên kết
Trang 8 Nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu
hình bền vững với 8e (hoặc 2e) ở lớp ngoài cùng
sang nguyên tử khác (liên kết ion).
kết cộng hoá trị).
2.2 Liên kết ion
Liên kết ion được tạo thành khi hiệu độ âm điện () giữa hai nguyên tử tham gia liên kết ≥2.
Trang 9 Bản chất của liên kết ion là lực hút tĩnh điện
giữa hai ion mang điện tích trái dấu.
2.3 Liên kết cộng hoá trị
Liên kết cộng hoá trị là liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp e chung
Khi 0 < 0,4 liên kết tạo thành là liên kết
cộng hoá trị không phân cực, cặp electron liên kết được phân bố đều giữa hai nguyên tử.
Trang 102.4 Liên kết cho nhận
Khi 0,4 < 2 liên kết tạo thành là liên kết
cộng hoá trị phân cực, cặp electron liên kết lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn
H
Trang 112.5 Liên kết hydro
Ví dụ:
H O
R
H O
- +
-H O
H
H O
H
…
Trang 12* Đặc điểm: Năng lượng liên kết nhỏ, độ dài liên kết lớn, liên kết kém bền.
* Một số ảnh hưởng đến tính chất của phân tử:
- Nhiệt độ sôi : t 0 s,H2O >> t 0 s,H2S ; t 0 s,C2H5OH >> t 0 s,CH3OCH3
- Độ tan: C 2 H 5 OH tan vô hạn trong nước
- Liên kết – CO và – NH của acid amin trong các chuỗi polipeptyd duy trì cấu trúc không gian của các phân tử protein.
- Liên kết hiđro của các cặp base bổ sung A …T
và G ::: X trong các phân tử AND giữ cho mạch phân tử ở dạng thẳng và tạo ra cấu trúc xoắn
…
…
Trang 133 Thuyết liên kết hoá trị
3.1 Sự hình thành phân tử H2
Khi 2 nguyên tử H tiến lại gần nhau nếu:
2e của chúng có cùng chiều tự quay
Trang 14 Lực liên kết hoá học có bản chất tĩnh điện.
2e của chúng có chiều tự quay ngược nhau
liên kết hoá học (phân tử) được tạo thành
3.2 Thuyết VB
Liên kết cộng hoá trị được hình thành do sự
ghép đôi 2 electron độc thân có spin ngược dấu của
2 nguyên tử liên kết, khi đó có sự xen phủ 2 AO.
Mức độ xen phủ của các AO càng lớn liên kết
càng bền
Trang 18 Lai hoá là sự tổ hợp các AO khác loại (có năng lượng xấp xỉ nhau) để tạo thành các orbital lai hoá
có hình dạng, kích thước và năng lượng giống nhau nhưng khác nhau về hướng trong không gian.
Sự lai hoá sp:
1AO s + 1AO p = 2 orbital lai hoá sp
3.4 Sự lai hoá AO
Trang 19z
y
180 0
Trang 223.5 Hình học phân tử của một số hợp chất
Phân tử CH 4
Phân tử CH 4
có dạng tứ diện đều C lai hoá sp 3 , góc liên kết
là 109 0 28 ’
Trang 23Phân tử NH 3
Phân tử NH 3
có dạng chóp
N lai hoá sp 3 , góc liên kết
là 107 0 18 ’
Trang 24Phân tử H 2 O
Phân tử H 2 O
có dạng góc.
O lai hoá sp 3 , góc liên kết
là 104 0 30 ’
Trang 253.6 Sự hình thành liên kết trong phức chất
Phức chất gồm: Cầu nội và cầu ngoại
Ví dụ: Cu(NH 3 ) 4SO 4 ; K 3Fe(CN) 6; Fe(CNS) 3
Cầu nội:
* Ion trung tâm: Cu2+, Ag+, Fe2+, Fe3+, Co3+,
Ni2+, Cr3+…→ có AO trống
* Phối tử: NH3, H2O, CN-, OH-, Cl-,
CH3COO-, … → Có cặp e chưa chia
→ Liên kết trong phức chất là liên kết cho nhận.
Trang 26 Sự hình thành liên kết trong Cr(NH 3 ) 63+
Sự lai hóa xảy ra giữa các AO 3d với AO 4s
lai hóa trong
Phân tử còn e độc thân thuận từ
Trang 27 Sự hình thành liên kết trong Ni(Cl) 4
2-Ni (Z =28) : 3d 8 4s 2 Ni 2+ : 3d 8 4s 0 4p 0
Lai hóa sp 3 ; hình tứ diện đều; lai hóa ngoài; phức
thuận từ.
Sự hình thành liên kết trong Ni(CN) 4
2- Lai hóa dsp 2 ; hình vuông phẳng; lai hóa trong; phức nghịch từ.
(Chú ý: Ba phối tử mạnh NO 2 - , CN - , CO)
Trang 284 Thuyết orbital phân tử (MO)
Phân tử được coi như một hạt thống nhất, trong đó e liên kết chuyển động trong một điện trường gây ra bởi các hạt nhân và các e còn lại
4.1 Luận điểm cơ bản
Trong phân tử trạng thái của các e được mô
tả bằng các MO.
Khi nguyên tử đi vào liên kết, các AO của
chúng sẽ tổ hợp với nhau tạo các MO.
Trong phân tử các e được phân bố dần vào các MO giống e trong nguyên tử.
Trang 294.2 MO liên kết và MO phản liên kết
Các MO được xác định bằng cách tổ hợp tuyến tính các AO.
Các AO tham gia tổ hợp Các MO hình thành
1s + 1s 1S 1S * 2s + 2s 2S 2S * 2p z + 2p z Z < Z *
2p x + 2p x 2p y + 2p y
x y * x * y
Trang 30dãy 1: đối với các phân tử A 2 của các nguyên tố O,F,Ne
Trang 31dãy 2:
*Đối với các phân tử A 2 của các nguyên tố đầu CK2
* Đối với các phân tử và ion dạng AB (A < B )
Trang 32* Công thức tính độ bội Đ
dãy 3 : đối với phân tử HF
1S 2klk 2S 2klk Z 2 x 2klk y 2klk * Z
