Liên kết hóa học - chuyên sâu và nâng cao doc

HÑC-A
BÀI 2:
CẤU TẠO PHÂN TỬ - LKHH
HÑC-A
Mục tiêu:
1. Biết các đại lượng đặc trưng của liên kết
2. Nêu được bản chất và cho ví dụ các thuyết
cổ điển về liên kết
3. Trình bày được những luận điểm cơ bản của
thuyết liên kết hoá trị (VB)
4. Biết các đặc điểm của các kiểu lai hoá và
biểu diễn cấu trúc không gian phân tử
5. Trình bày được những luận điểm cơ bản
của thuyết liên kết hoá trị (MO), cấu hình
HĐC-A
I.Những khái niệm về liên kết hoá học:

1. Độ bền liên kết : đặc trưng là năng lương liên kết E
lk
E
lk
là NL cần thiết để phá vỡ các lk trong 1 mol phân tử
khí ở trạng thái cơ bản thành các nguyên tử tự do cũng
ở trạng thái khí
H-H (khí) → 2H (khí) E
lk
= 436 KJ/mol
* NL phá vỡ LK là NLcần cung cấp nên mang dấu +
* NLtạo thành LK là NL giải phóng để hình thành 1 mối
LK từ các nguyên tử khí cô lập nên mang dấu –
E

lk
càng lớn thì lk sẽ càng bền
HĐC-A
2. Độ dài liên kết : là khoảng cách giữa tâm của
2 hạt nhân nguyên tử
trong phân tử. Độ dài LK càng nhỏ LK sẽ càng
bền
3. Sự phân cực liên kết : đặc trưng cho sư phân
cực của phân tử
LK bò phân cực khi độ âm điện của 2 nguyên tử
khác biệt nhau
4. Góc liên kết :
1 phân tử LK nhiều nguyên tử thì đặc trưng quan
trọng là góc LK
Góc LK là góc tạo bởi sự cắt nhau của các trục
nối tâm của nguyên tử trung tâm với tâm của
từng nguyên tử LK
HĐC-A
Các nguyên tử liên kết với nhau
như thế nào?
•
Do không thể quan sát trực tiếp các liên
kết hóa học, ta dựa vào tính chất của các
liên kết để xây dựng các mô hình (lý
thuyết) để biểu diễn liên kết giữa các
nguyên tử.
•
Các lý thuyết được sử dụng nhiều nhất là:
–
Thuyết Bát tử của Lewis

–
Thuyết tương tác các cặp electron (VSEPR)
–
Thuyết Liên kết Hóa Trò.(VB)
–
Thuyết Vân đạo Phân tử (MO)
HĐC-A
Phân loại liên kết hóa học
•
Tùy theo bản chất, liên kết hóa học được
phân thành 3 loại chính
–
Liên kết ion
–
Liên kết cộng hóa trò
–
Liên kết kim loại.
Bản chất và tính chất của mỗi loại liên kết trên
được giải thích bằng các thuyết về liên kết hóa
học thích hợp.
HĐC-A
Liên kết ion
•
Liên kết ion được coi là hệ quả của sự tạo
thành các ion âm và dương thông qua việc
cho nhận electron giữa các nguyên tử.
•
Được giải thích khá tốt qua lý thuyết đơn
giản của Lewis.
HĐC-A

Liên kết Cộng Hóa Trò
•
Liên kết cộng hóa trò có bản chất là sự
dùng chung electron giữa các nguyên tử.
•
Thường được giải thích thông qua thuyết
liên kết hóa trò hoặc thuyết vân đạo phân
tử.
HĐC-A
Liên Kết Kim Loại
•
Liên kết kim loại không thể giải thích thấu
đáo bằng thuyết Lewis cũng như thuyết
Liên kết hóa trò do đó thường được giải
thích bằng thuyết miền năng lượng, thực
chất là thuyết vân đạo phân tử áp dụng
cho hệ có khoảng 10
23
nguyên tử.
HĐC-A
•
Các lý thuyết về
Liên Kết Hóa Học
HĐC-A
Thuyết Lewis
•
*Liên kết hóa học hình
thành do các nguyên tử trao
đổi hoặc sử dụng chung các
electron hóa trò

•
*Electron hóa trò là các
electron nằm trong các lớp
vỏ ngoài cùng chưa bão hòa
của các nguyên tử.
•
*Luật “Bát tử”
•
Các nguyên tử có xu hướng
cho, nhận, hay sử dụng chung
electron để đạt tới cấu hình
lớp vỏ ngoài cùng bền vững
có 8 electron
G.N.Lewis
1875-1946
American Chemist
HĐC-A
Ký hiệu Lewis
Mô tả các electron hóa trò của các
nguyên tử.
Hydro:
Natri:
Clor:
H
•
Na
•
Cl
• •
• •

• •
•
HĐC-A
Sự hình thành liên kết
•
Sự hình thành NaCl:
Na
•
+
Cl
• •
• •
• •
•
→
Na
+

[ ]
Cl
• •
• •
• •
• •
Sự hình thành HCl:
H
•
+
Cl
• •

• •
• •
•
→
Cl
• •
• •
• •
• •
H
Kim loại nhường electron cho phi kim để tạo liên
kết ion.
Hai phi kim dùng chung electron để tạo liên kết
Cộng Hóa Trò.
HĐC-A
Hợp chất ion
Trong các hợp chất ion, các ion dương và
âm sắp xếp thành một mạng lưới tinh thể
vững chắc. (ví dụ : NaCl)
HĐC-A
NL MẠNG TINH THỂ
NL m ng tinh th là NL phóng thích để ạ ể
đưa ion (+), ion (–) ở thể hơi vào vò trí thích
hợp trong tinh thể, vì đây là NL phóng
thích nên NLMTT có trò số âm. Trò số tuyệt
đối của NLMTT càng lớn thì tinh thể càng
bền
HÑC-A
Chu trình Born-Haber
Na(r) + 1/2 Cl

2
NaCl
Na
Na
+
(k)
(k)
Cl (k)
Cl
-
(k)
S>0
dien the ion hoa I
1/2D
A
U
Q
Q= S + 1/2D + dien the ion hoa I + A + U
HĐC-A
S : Nhiệt thăng hoa (26 Kcal/mol)
D : NL nối (58 Kcal/mol)
A: Ái lực điện tử (-86,5 kcal/mol)
U: NL mạng tinh thể
Q: Nhiệt phản ứng (-98,23 Kcal/mol)
Điện thế Ion hoá I : 118 Kcal/mol
Tính NL mạng tinh thể NaCl
U = Q – S – 1/2D – Điện thế ion hoá I - A
HÑC-A
Chu trình Born-Haber
Cl

2
(k)
S>0
dien the ion hoa I
U
Q
Q= S + D + dien the ion hoa I + dien the ion hoa 2 + 2A + U
Mg (r) +
Mg (k)
Mg
+
(k)
Mg
+2
(k)
dien the ion hoa 2
2Cl (k)
2
Cl
-
(k)
2A
D
MgCl
2
HĐC-A
Liên kết ion, CHT
•
*Trong liên kết ion, một nguyên tử
nhường hẳn electron (tạo ion dương)

một nguyên tử nhận hẳn electron (tạo
ion âm).
•
*Khi hai nguyên tử tương tự nhau hình
thành liên kết, không nguyên tử nào
muốn nhường hay nhận hẳn electron.
•
* Trong liên kết CHT Chúng dùng chung
cặp electron để đạt cấu hình bền 8
electron.
•
*Mỗi cặp electron dùng chung tạo thành
một liên kết.
HĐC-A
Công thức Lewis
•
Mô tả liên kết trong các hợp chất cộng
hóa trò.
•
Mỗi nguyên tử phải có 8 electron lớp vỏ
ngoài cùng (trừ H có 2 electron).
H
2
:
H
•
•
H
+
→ H H

hay H H
Cl
2
:
Cl
• •
• •
• •
•
Cl
• •
• •
• •
•
+
→ Cl Cl
• •
• •
• •
• •
• •
• •
• •
Cl Cl
• •
• •
• •
• •• •
• •
Electron

liên kết
Electron không liên kết
HÑC-A
Coâng thöùc Lewis
HF:
H F
• •
•
•
hay H F
• •
• •
• •
• •
• •
H
2
O:
H O H
• •
• •
• •
• •
hay H O H
• •
• •
NH
3
:
H N H

H
• •
• •
• •
• •
hay H N H
H
• •
CH
4
:
H C H
H
H
• •
• •
• •
• •
hay H C H
H
H
HĐC-A
Liên kết đơn, liên kết ba
O2:
=
O O
• •
• •
• •
• •

N
2
:
• •
• •
N N
≡
•
Số cặp electron dùng chung được
•
gọi là Bậc liên kết .
HĐC-A
Liên kết Cộng Hóa Trò có cực
•
Khi cặp electron được phân bố đều giữa
hai nguyên tử : liên kết không phân cực
H
2
,
Cl
2
:
•
Khi có sự phân bố không đồng đều:
•
liên kết cộng hóa trò có cực
HCl:
HĐC-A
•
THUYẾT HIỆN ĐẠI VỀ

LIÊN KẾT PHÂN TỬ
ThuyếtTương Tác Các Cặp
Electron
Thuyết Liên Kết Hóa Trò
Thuyết Vân đạo Phân Tử
HĐC-A
Thuyết tương tác các cặp electron
Thuyết tương tác các cặp electron
Valence Shell Electron Pair Repulsion theory(VSEPR).
Phương pháp đơn giản nhưng hiệu quả
để xác đònh hình dạng phân tử CHT.
Nguyên tắc:
Các cặp electron quanh nguyên tử sẽ
sắp xếp sao cho sự tương tác là nhỏ
nhất.