Thuyết lai hóa

Liên kết hóa học và cấu tạo
phân tử
Chơng2:
Ngờithựchiện:Nguyễn thị mai h ơng
Trờngcaođẳngcôngnghiệptháinguyên
khoakhoahọccơbản
Tháinguyên-2010
Nội dung:
•
Ch¬ng2:LiªnkÕthãahäcvµcÊut¹oph©ntö.
•
2.1. Liªn kÕt hãa häc.
•
2.1.1. §¹i c ¬ng vÒ liªn kÕt hãa häc.
•
2.1.2. Liªn kÕt ion.
•
2.1.3. Liªn kÕt céng hãa trÞ.
•
2.1.4. ThuyÕt lai hãa.
•
2.1.5. ThuyÕt MO.
•
2.2. CÊu tróc ph©n tö vµ liªn kÕt trong vËt thÓ r¾n.
2.1.4. ThuyÕt lai hãa.
? ?
?
2. Viết công thức electron và công thức cấu tạo của CH
4
?
1. Viết cấu hình electron theo ô lượng tử của

1
H vµ
6
C
ở trạng thái cơ bản và trạng thái kích thích ?
C (Z = 6): 1s
2
2s
2
2p
2

1s
2
2s
1
2p
3

KÝch thÝch
KÝch thÝch
H (Z = 1): 1s
1


H
C
H
H
H

H
C
H
H
H
C«ng thức electron
C«ng thức cấu tạo
Phân tử CH
4
có các sự xen phủ nào ?
C©uhái:
Tr¶ lêi:
2s
2
2p
2
2s
1
2p
3
1s
2



1s
2

y
z
x

z
x
y
H
H
H
H
1 liên kết khác với
3 liên kết còn lại
Anh sai rồi. Cả 4
đều giống nhau
C
H
H
H
H
Để tôi kiểm
tra lại
1. §iÒu kiÖn ra ®êi cña thuyÕt lai hãa
 XÐt sù t¹o thµnh liªn kÕt trong ph©n tö CH
4
:
Ch ¬ng 2: Liªn kÕt hãa häc vµ cÊu t¹o ph©ntö
2.4.ThuyÕtlaihãa
1. Điều kiện ra đời của thuyết lai hóa

 Xét sự tạo thành liên kết trong phân tử CH
4
Phân tử CH
4
Theo VB Thực tế
Liên kết C-H
Gãc liªn kÕt
HCH
- Độ bền của 3 liên
kết C-H khác với
liên kết C-H còn lại.
- Độ bền của bốn
liên kết C-H như
nhau.
- 3 gãc HCH= 90
o
,
gãc cßn l¹i lµ 125
o
14’.
-4gãc HCH ®Òu b»ng
109
o
28’ (gãc 4 mÆt
®Òu).
=> Để giải quyết khó khăn của phân tử CH
4
và của
nhiều phân tử khác thì hai nhà bác học Pauling và
Slayter bổ xung thuyết lai hóa vào các luận điểm của

phương pháp liên kết cộng hóa trị để giải thích sự định
hướng và độ bền của các hợp chất hữu cơ và vô cơ.
Slayter
LinusPauling
C (Z = 6): 1s
2
2s
2
2p
2

Kích thích
H (Z = 1): 1s
1


Ví dụ: Xét phân tử CH
4
:
C
H
H
H
H
1AO s + 3AO p 4AO sp
3
2s
2
2p
2

2s
1
2p
3
1s
2



1s
2



C
H
H
H
H
C
H
H
H
H
*Lai hóa obitan nguyên tử:
*Khái niệm: Lai hóa obitan nguyên tử (AO) là sự tổ hợp (trộn
lẫn) một số obitan hóa trị trong nguyên tử để được từng ấy
obitan lai hóa giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong

không gian
*Mục đích: Lai hóa AO để tạo liên kết bền và đồng nhất.
*Đặc điểm: -Giống nhau về hình dạng và kích thước.
-Khác nhau về cách định hướng trong không gian.
-Số AO tổ hợp bằng số AO lai hóa.
2.C¸ckiÓulaihãagi÷ac¸cobitannsvµnp
VÝdô: Xét phân tử BF
3
CTCT: F – B – F
|
F
B: 1s
2
2s
2
2p
1
Kích thích
F: 1s
2
2s
2
2p
5
1AO s + 2AO p 3AO sp
2
sp
2
F
F

F
B
F – B – F
|
F
VÝdô: Xét phân tử BeH
2

CTCT: H – Be – H
Be: 1s
2
2s
2
2p
0

Kích thích
H: 1s
1
1 AO s + 1 AO p
2 AO sp
H – Be – H
Be
H
H
a) Lai hóa sp
3
2.C¸ckiÓulaihãagi÷ac¸cobitannsvµnp
1AOs + 3AOp
4AO lai ho¸ sp

3
b) Lai hóa sp
2
1AOs + 2AOp
3AO
lai ho¸
sp
2
c. Lai hãa sp:
1AOs + 1AOp
2AO lai ho¸ sp
-
Việc chọn dạng lai hóa nào để giải thích liên kết trong phân
tử tùy thuộc vào cấu trúc hình học thực nghiệm của phân tử.
-
Ví dụ:
+ Phân tử BF
3
có cấu trúc tam giác đều => lai hóa sp
2
để giải
thích góc liên kết là 120
0
+ Phân tử CH
4
có cấu trúc tứ diện => lai hóa sp
3
để giải thích
về góc liên kết lµ 109
o

28’.
2. Các kiểu lai hóa giữa các obitan ns và np.
SỰ LAI HOÁ OBITAN NGUYÊN TỬ
VÀ HÌNH DẠNG PHÂN TỬ

Lai hóa sp
1AO s + 1AO p→ 2AO sp
Định hướng về 2 phía của
một đường thẳng
Góc liên kết 180
0
VD: BeH
2
, C
2
H
2
, …
Lai hóa sp
2
1AO s + 2AO p→3AO sp
2
Định hướng từ tâm đến
đỉnh của một tam giác đều
Góc liên kết 120
0
VD: BF
3
, C
2

H
4
Lai hóa sp
3
1AOs +3AO p→ 4AO sp
3
Định hướng từ tâm đến
đỉnh của một tứ diện đều
Góc liên kết 109
0
28’
VD: CH
4
Khái niệm:
Sự tổ hợp của AO hóa trị → AO lai hóa
Môc ®Ých:
Lai hóa AO → liên kết bền, đồng nhất
Đặc điểm:
+ Giống nhau về hình dạng, kích thước.
+ Khác nhau về cách định hướng
+ Số AO tổ hợp = số AO lai hóa
1
2
3