Chủ đề 2PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LAI HÓA CỦA NGUYÊN TỬ TRUNG TÂM TRONG HỢP CHẤT CỘNG HÓA TRỊ I Khái niệm: Nguyên tử trung tâm trong 1 hợp chất hóa học là nguyên tử của nguyên tố mà liên kết
Trang 1Chủ đề 2
PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LAI HÓA CỦA NGUYÊN TỬ TRUNG
TÂM TRONG HỢP CHẤT CỘNG HÓA TRỊ
I )Khái niệm:
Nguyên tử trung tâm trong 1 hợp chất hóa học là nguyên tử của
nguyên tố mà liên kết với nhiều nguyên tử nguyên tố khác nhất hay là
nguyên tử của nguyên tố có trị tuyệt đối của số OXH là lớn nhất trong phân
tử hợp chất đó
II) Các bước xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng cấu trúc hình học của phân tử
B1 )
Viết cấu hình electron của nguyên tử trung tâm Mục đính là để xác định số đôi e chưa tham gia liên kết nên chúng ta chỉ quan tâm đến lớp e ngoài cùng
B2)
Viết công thức cấu tạo của phân tử hợp chất đó
B3)
Viết công thức hợp chất đó dưới dạng AXnEm Trong đó A, X, E, n, m lần lượt là nguyên tử trung tâm, liên kết δ, đôi electron, số liên kết δ, số đôi e chưa tham gia liên kết (có thể không nhất thiết phải viết công thức dạng này
mà chỉ cần xác đinh được số liên kết δ và số đôi e chưa tham gia liên kết là được
B4)
Tính tổng của số liên kết δ và đôi e chưa tham gia liên kết: n + m Rồi xác đinh trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm theo quy tắc sau:
- n +m = 2 thì nguyên tử trung tâm lai hóa kiểu sp Hai obital lai hóa hướng về hai phía của một đừơng thẳng Cấu trúc hình học của phân
tử là dạng đuờng thẳng Như các phân tử: CO2 , BeCl2
- n +m = 3 thì nguyên tử trung tâm lai hóa kiểu sp2
- n +m = 4 thì nguyên tử trung tâm lai hóa kiểu sp3
Trang 24 0 Tứ diện đều
- n +m = 5 thì nguyên tử trung tâm lai hóa kiểu dsp3 (lai hóa trong) hoặc
sp3d (lai hóa ngoài)
- n +m = 6 thì nguyên tử trung tâm lai hóa kiểu d2sp3(lai hóa trong) hoặc sp3d2(lai hóa ngoài)
Chúng ta lần lượt xét các ví dụ sau:
VD1: Xác dinh trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của phân tử H2SO4:
Bước 1: Nguyên tử trung tâm của H2SO4 là S vì trong phân tử H2SO4 thì
S có số OXH cao nhất Cấu hình e của S là:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Bước 2: Công thức cấu tạo của H2SO4:
Hoặc dạng:
Bước 3: Công thức dạng AXnEm là: SX4E0
↑↓ ↑ ↑
↑↓
H – O O S
H - O O
Trang 3Bước 4:Tổng n + m = 4 nên nuyên tử N lai hóa kiểu sp3 và do m = 0 nên phân tử H2SO4 có dạng hình học là tứ diện đều Nguyên tử S ở tâm của tứ diện đó và 4 nguyên tử O ở 4 đỉnh của tứ diện
Lưu ý: Chỉ tính số liên kết δ, không tính đến số liên kết п
VD2: Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của phân tử HNO3
Bước 1: Nguyên tử trung tâm của HNO3 là N vì trong phân tử HNO3 thì
N có số OXH cao nhất Cấu hình e của Nlà:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Hoặc dạng:
Bước 3: Công thức dạng AXnEm là: NX3E0
Bước 4:Tổng n + m = 3 nên nuyên tử N lai hóa kiểu sp2và do m = 0 nên phân tử HNO3 có dạng hình học là Tam giác đều Nguyên tử N ở tâm của đó Tam giác đều và 3 nguyên tử O ở 4 đỉnh của Tam giác đều đó Góc hóa trị là 120o
VD1: Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của phân tử H2O
Bước 1: Nguyên tử trung tâm của H2O là O vì trong phân tử H2O thì O có
số OXH cao nhất Cấu hình e của O là:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Bước 2: Công thức cấu tạo của H2O:
Bước 3: Công thức dạng AXnEm là: OX2E2
↑ ↑ ↑
↑↓
↑↓ ↑ ↑
↑↓
O
H – O – N O
Trang 4Bước 4:Tổng n + m = 4 nên nuyên tử O lai hóa kiểu sp3 và do m = 2 nên phân tử H2O có dạng hình học là dạng Góc
Đối với các chất vô vơ khác chúng ta cũng làm tương tự
Lời kết:
Nhằm mục đính chia sẻ và trao đổi kinh nghiệm trong học tập môn hóa học nên hôm nay Trí Nguyễn viết bài này để có 1 góc nhìn nào đó về cách xác định lai hóa của nguyên tử trung tâm và cấu trúc hình học của phân
tử hợp chất cộng hóa trị Các bạn đọc
có thể tham khảo cách viết công thức cấu tạo ở chủ đề 1 đã được post lên ở trang scribd.com
Bài viết không tránh khỏi sai sót mong được các thầy cô và các bạn gần xa nhận xét cho ý kiến để được hoàn thiện hơn Ý kiến đóng góp gửi theo địa chỉ letrantringuyen@yahoo.com Xin chân thành cảm ơn
LÊ TRẦN TRÍ NGUYỄN