Liên kết hóa học ôn thi hóa đại cương đại học y dược tp HCM

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
HÑC-A


I.Những khái niệm về liên kết hoá học:
1.

Độ bền liên kết : đặc trưng là năng lương liên kết Elk
Elk 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)

Elk = 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 –
Elk 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 5 loại chính
–
–
–
–
–

Liên kết ion
Liên kết cộng hóa trò
Liên kết hidro
Liên kết kim loại.
Liên kết vanderwaals.

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 1023 nguyên
tử.

HĐC-A

Lieân Keát Kim Loaïi
• Hầu hết các kim loại ở đk thường tồn tại
dưới dạng tinh thể (trừ Hg). Trong tinh thể
kim loại, ion dương và nguyên tử kim loại ở
những nút của mạng tinh thể. Các electron
hóa trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách
khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong
mạng tinh thể, lực hút giữa các electron này
và các ion dương tạo nên liên kết kim loại
HÑC-A


Lieân Keát Kim Loaïi
• Vậy liên kết kim loại là liên kết được hình
thành giữa các nguyên tử và ion kim loại
trong mạng tinh thể do sự tham gia của các
electron tự do.
• Vì trong tinh thể kim loại có những electron
tự do, di chuyển trong mạng nên tinh thể
kim loại có những tính chất cơ bản: có ánh
kim, dẫn nhiệt, dẫn điện và có tính dẻo.
HÑC-A


Lieân Keát Vanderwaals
Liên kết Vanderwaals hay là hiệu ứng lưỡng
cực tức thời và tương tác lưỡng cực, là 1 liên
kết nội phân tử hoặc là lực nội nguyên tử
gây ra 1 lực hút tạm thời giữa các lưỡng cực

trong các phân tử không phân cực và các
nguyên tử tự do
Liên kết Vanderwaals là liên kết yếu nhất
trong các loại liên kết
HÑC-A


Lieân Keát Hidro
Liên kết Hidro là tương tác tĩnh điện
yếu giữa nguyên tử H mang điện
dương với phần tử mang điện tích
âm (thường là cặp electron tự do của
nguyên tố có độ âm điện lớn như F,
O, N, Cl, S…)
HÑC-A


Lieân Keát Hidro
ĐK để có liên kết Hidro
• ĐK cần : trong hợp chất phải có
chứa H
• ĐK đủ : H phải liên kết trực tiếp với
nguyên tố có độ âm điện mạnh và
trên nguyên tố có độ âm điện lớn đó
phải có cặp electron tự do.
HÑC-A


Lieân Keát Hidro
*Liên kết Hidro được hình thành giữa các

phân tử cùng loại
* Liên kết Hidro được hình thành giữa các
phân tử khác loại
• Phân loại
• LK hidro nội phân tử : trong hợp chất phải
chứa 2 nhóm chức trở lên
• LK hidro liên phân tử : là liên kết hidro giữa
phân tử này với phân tử kia
HÑC-A


Lieân Keát Hidro
Đánh giá độ mạnh của liên kết Hidro
Vì LK Hidro là tương tác tĩnh điện giữa phần
tử H mang điện dương và phần tử mang điện
tích âm
Do đó muốn xét độ mạnh yếu của LK Hidro
phải xét lực tương tác tĩnh điện giữa 2 phần
tử mang điện trái dấu đó. Nếu lực hút đó
càng mạnh thì LK Hidro càng bền vững và
ngược lại.LK Hidro càng bền khi H càng
HÑC-A
linh động và phần tử mang điện âm có cặp e


Lieân Keát Hidro
* Nếu R là nhóm đẩy điện tử sẽ làm giảm
LK Hidro trong nhóm –O-H do mật độ
electron của O tăng nên sự phân cực của
nhóm O-H yếu đi làm mật độ điện tích

dương trên H yếu đi, LK H…O yếu đi
• Ngược lại R là nhóm hút electron thì làm
LK Hidro tăng lên
• Độ linh động của LK Hidro: xét tương tự
độ linh động của nguyên tử H trong nhóm
HÑC-A
OH


Lieân Keát Hidro
*Ảnh hưởng của LK Hidro đến nhiệt độ
sôi:
Hợp chất có LK Hidro thì nhiệt độ sôi sẽ cao
vì cần tiêu tốn 1 năng lượng để thắng được
LK hidro
* Ảnh hưởng của LK Hidro đến tính tan
trong H2O : Hợp chất có LK Hidro thì tan dễ
trong nước, ngoài ra gốc HC càng cồng kềnh,
mạch HC càng dài, phân nhánh thì khả năng kị
nước cao nên khó tan
HÑC-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

HĐC-A

G.N.Lewis
1875-1946
American Chemist


Ký hiệu Lewis
Mô tả các electron hóa trò của các nguyên
tử.

Clor:

HĐC-A

Na

∙

∙∙

Cl
∙∙

∙∙

Natri:

H∙

∙

Hydro:


Sự hình thành liên kết
• Sự hình thành NaCl:
∙∙

]

∙∙

→ Na+ [ Cl
∙∙

Cl

∙∙

∙

Na ∙ +

∙∙

∙∙

∙∙

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 mạng tinh thể là NL phóng thích để 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

HĐC-A


Chu trình Born-Haber

HÑC-A