Chương 4 - Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử doc

General Chemistry

Chương 4
Liên kết hóa học
và cấu tạo phân tử


Nội dung
4.1.Những khái niệm cơ bản về liên kết hóa học
4.2.Liên kết ion
4.3.Liên kết cộng hóa trị
4.4.Liên kết kim loại
4.5.Liên kết phân tử

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 2 of 35


4.1.2.Một số đặc trưng của liên kết
 Độ dài liên kết
•Khái niệm : khoảng cách giũa 2 hạt nhân của các
nguyên tử tương tác với nhau

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 3 of 35

4.1.2.Một số đặc trưng của liên kết
 Góc hố trị : góc tạo thành bởi 2 đoạn thẳng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm với 2 hạt nhân
nguyên tử liên kết.

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 4 of 35


4.1.2.Một số đặc trưng của liên kết
Phân tử

Hình dạng

Góc liên kết

AX2

Thẳng

180o

AX3

Tam giác

120o

AX4

Tứ diện

109.5o

AX5

Lục diện

90o / 120o

AX6

Bát diện

90o

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 5 of 35


4.1.2.Một số đặc trưng của liên kết


Năng lượng liên kết:
 Khái niêm:

Hình thành phân tử
C + 4H - Q

Phân ly phân tử

CH4 + Q

Năng lượng được giải phóng ra khi tạo thành liên kết đó từ các nguyên tử
 Trị số
-Phân tử 2 nguyên tử AB
-Phân tử nhiều nguyên tử AB
n
−

Elk = + E ph

− E A− B = + E AB
− E A− B

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

1
= + E ABn
n
Slide 6 of 35

4.1.2.Một số đặc trưng của liên kết

•
•

Bậc liên kết
Khái niệm: số liên kết tạo thành giữa 2 nguyên tử tương tác trực tiếp nhau
Quy luật : ↑ Bậc liên kết →↓ d & ↑ E
lk

Độ dài LK
Độ mạnh LK
Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 7 of 35


Các học thuyết về liên kết hoá học


Thuyết điện hoá
-Nội dung :
Ng.tử = cực “+” + cực “-”
2 ng.tử A & B :

A có cực “+” chiếm ưu thế

B có cực “-” chiếm ưu thế

⇒ Hút nhau → Hợp chất hoá học
-Hạn chế : Ng.tử giống nhau → O , H , Cl ?
2 2
2

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 8 of 35


Các học thuyết về liên kết hoá học
 Thuyết cấu tạo
-Nội dung :
+Các ng.tử trong phân tử kết hợp với nhau theo một trật tự xác định tương ứng
với hoá trị của chúng
+T/c hoá học của các chất = f(thành phần & cách sắp xếp ng.tử) hay f(cấu trúc
hoá học)
-Hạn chế : bản chất thật sự của liên kết hoá học ?

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 9 of 35

Các học thuyết về liên kết hoá học
 Thuyết electron
-Nội dung
2 ng.tử tiếp xúc→ Lơp vỏ “e” ngoài cùng thay đổi → Đạt 8 e (Cấu hình bền vững
của khí trơ) ⇒ Cặp “e” dùng chung tạo thành Liên kết hoá học
2 loại liên kết:
Cặp “e” thuộc về 2 ng.tử → Liên kết cộng hoá trị
Cặp “e” thuộc về 1 ng.tử → Liên kết ion
-Hạn chế : bản chất thật sự của liên kết hố học ?

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 10 of 35


Các học thuyết về liên kết hoá học
Thuyết cơ lượng tử
Lực hút
Đám mây
electron

Lực đẩy

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Hạt nhân

Slide 11 of 35


4.1.3.Lý thuyết lượng tử về liên kết hố học

•

Thuyết cơ lượng tử

•

Phân tử gồm một số giới hạn các hạt nhân ng.tử và các “e” tương tác với nhau & được
phân bố xác định trong không gian, tạo thành một cấu trúc bền vững

Ví dụ

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 12 of 35


4.2.Liên kết ion.
4.2.1.Cơ chế
4.2.2.Điều kiện
4.2.3.Tính chất đặc trưng của liên kết ion

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 13 of 35


4.2.1.Cơ chê tạo thành liên kết ion


Thuyết tĩnh điện về liên kết ion của Kossel (Kossel 1888-1967,người Đức).
-Chuyển electron hoá trị từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.
Nguyên tử mất “e” → Ion “+” : cation
Nguyên tử nhận “e” → Ion “-” : anion.
- Ion ngược dấu → Hút tĩnh điện → Ion gần nhau
Ion gần nhau → Vỏ “e” đẩy nhau
⇒ Lực đẩy = Lực hút → Phân tử ion

Prentice-Hall © 2002

General Chemistry: Chapter 10

Slide 14 of 35


4.2.1.Cơ chê tạo thành χliên kết ion
• Ví dụ: NaCl : χ = 0.9 ,
= 3.0
Na

Tháng 02.2006

Cl

TS. Hà Văn Hồng

15


Tháng 02.2006

TS. Hà Văn Hồng

16


4.2.2. Điều kiện tạo thành liên kết ion


Điều kiên : ∆χ≥ 2
Ng/tử có χ lớn : nhận “e” → Anion “-”
Gắn với Ái lực electron (F)
Ng/tử có χ nhỏ : nhường “e” → Cation “+”
Gắn với Năng lượng ion hoá (I)

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 17 of 48

4.2.3.Tính chất đặc trưng của l. kết ion.


Tính khơng định hướng: hút ion trái dấu theo bất kỳ hướng nào.



Tính khơng bão hịa: hút các ion trái dấu với lượng không xác định.



Lực liên kết :
E = 35 -85 kj/mol→ Liên kết bền vững

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 18 of 48


4.2.3.Tính chất đặc trưng của l. kết ion.

•

Sự phân cực

•

Anion “-” : đẩy đám mây “e”⇒ Biến dạng ion

Cation “+” : hút đám mây “e” của anion → Che phủ

→ Xuất hiện liên kết cộng hố trị→

+

Vùng che phủ

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 19 of 48


4.3 Liên kết cộng hoá trị
4.3.1.Thuyết điện tử (Thuyết Lewis)
3.3.1.1.Cơ chế
3.3.1.2Điều kiện
3.2.1.3.Tính chất đặc trưng
4.3.2.Thuyết cơ học lượng tử
4.3.2.1.Thuyết liên kết hoá trị (VB-valence bond)
Thuyết hoá trị spin (Thuyết Pauling)
Thuyết lai hố (Thuyết Pauling-Slater)
4.3.2.2.Thuyết orbital phân tử
(MO-moleculer orbital)
HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 20 of 48


3.3.1.1. Cơ chế (Thuyết Lewis)
Ví
•Ví dụ 1: H-H

Tháng 02.2006

=> H2

TS. Hà Văn Hồng

21


4.3.1.1.Cơ chế (Thuyết Lewis)
•

Ví dụ 2 : H2O

..
.
H +:O:+

.H

H :O:H

22

H –O – H

TS. Hà Văn Hồng

Tháng 02.2006


4.2.1. Liên kết cộng hố trị (Lewis)
(

Nội dung cơ bản:
• Sự hình thành liên kết
Ngun tử tương tác góp chung một số “e” → Cặp “e”
chung cho 2 nguyên tử
• Cấu hình :
Cấu hình “e” vững bền của các khí trơ
- Vỏ điện tử : 2e như H2 → Khí Heli (He)
- Vỏ điện tử : 8e như H2O→ Khí Neon (Ne)

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 23 of 48


Cơng th c c u t o

• 2 nguy ên t cùng lo i
Η

F

HUI© 2006

+ Η

+

F

Η

F

General Chemistry:

Η

Η

F

F

Η

F

Slide 24 of 48


•Qui t c bát
t
+

F

O

HUI© 2006

Η

+2 Η

F

Η

Η
O

General Chemistry:

F

H

Η
Η

Ο

Η

Slide 25 of 48