Hướng dẫn học Hoá Đại cương dành cho sinh viên ĐH, CĐ

H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG

SÁCH H

NG D N H C T P

HÓA H C

IC

NG

(Dùng cho sinh viên h đào t o đ i h c t xa)
L u hành n i b

HÀ N I - 2006


H C VI N CÔNG NGH B U CHÍNH VI N THÔNG

SÁCH H

NG D N H C T P

HÓA H C

Biên so n :

IC

Ths. T

NG

ANH PHONG


Bài 1: M t s khái ni m và đ nh lu t c b n c a Hóa h c

M

U

Hóa h c là m t trong nh ng l nh v c khoa h c t nhiên nghiên c u v th gi i v t ch t
và s v n đ ng c a nó, nh m tìm ra các quy lu t v n đ ng đ v n d ng vào cu c s ng.
S v n đ ng hóa h c c a v t ch t đó là quá trình bi n đ i ch t này thành ch t khác. Ví
d nh s oxi hóa kim lo i b i oxi c a không khí, s phân h y các ch t h u c b i các vi
khu n, s quang h p bi n khí cacbonic và h i n c thành các h p ch t gluxit, s đ t cháy
nhiên li u t o ra n ng l ng dùng trong đ i s ng và s n xu t.
Nh ng s chuy n hóa các ch t nh trên g i là hi n t

ng hóa h c hay ph n ng hóa

h c.
Các ph n ng hóa h c x y ra th ng kèm theo s bi n đ i n ng l ng d i các d ng
khác nhau (nhi t, đi n, quang, c ,...) đ c g i là nh ng hi n t ng kèm theo ph n ng hóa
h c.
Kh n ng ph n ng hóa h c c a các ch t ph thu c vào thành ph n, c u t o phân t và
tr ng thái t n t i c a chúng, đi u ki n th c hi n ph n ng, đó là tính ch t hóa h c c a các
ch t.
B i v y đ i t ng c a hóa h c đ c tóm t t nh sau: Hóa h c là khoa h c v các ch t,

nó nghiên c u thành ph n, c u t o, tính ch t c a các ch t, s chuy n hóa gi a chúng, các
hi n t ng kèm theo s chuy n hóa đó và các quy lu t chi ph i chúng.
Các quá trình hóa h c không ng ng x y ra trên v trái đ t, trong lòng đ t, trong không
khí, trong n c, trong các c th đ ng v t, th c v t,...
Nhi u ngành khoa h c, kinh t liên quan ch t ch v i hóa h c: công nghi p hóa h c,
luy n kim, đ a ch t, sinh v t h c, nông nghi p, y h c, d c h c, xây d ng, giao thông v n
t i, ch t o v t li u, công nghi p nh , công nghi p th c ph m,... S d nh v y là vì các
ngành đ u s d ng các ch t là đ i t ng; do đó c n ph i bi t b n ch t c a chúng.
S liên quan ch t ch gi a hóa h c và các ngành khoa h c khác đã làm n y sinh các
môn hóa h c ph c v cho t ng ngành: hóa nông, hóa h c đ t, hóa h c trong xây d ng, hóa
h c n c, sinh hóa, hóa h c b o v th c v t, hóa h c b o v môi tr ng, hóa d c, hóa th c
ph m, hóa luy n kim...

1


Bài 1: M t s khái ni m và đ nh lu t c b n c a Hóa h c

BÀI 1: M T S

KHÁI NI M VÀ NH LU T C
HÓA H C

B NC A

1. Nguyên t
ph

Nguyên t là h t nh nh t c u t o nên các ch t không th chia nh h n n a b ng
ng pháp hóa h c.

2. Nguyên t hóa h c
đ

Nguyên t hóa h c là khái ni m đ ch m t lo i nguyên t . M t nguyên t hóa h c
c bi u th b ng kí hi u hóa h c. Ví d : nguyên t oxi O, canxi Ca, l u hu nh S...

3. Phân t
Phân t đ c t o thành t các nguyên t , là h t nh nh t c a m t ch t nh ng v n mang
đ y đ tính ch t c a ch t đó.
Ví d : Phân t n c H2O g m 2 nguyên t hidro và 1 nguyên t oxi, phân t Clo Cl2
g m 2 nguyên t clo, phân t metan CH4 g m 1 nguyên t cacbon và 4 nguyên t hidro...
4. Ch t hóa h c
Ch t hóa h c là khái ni m đ ch m t lo i phân t . M t ch t hóa h c đ
b ng công th c hóa h c. Ví d : mu i n NaCl, n c H2O, nit N2, s t Fe...
5. Kh i l

c bi u th

ng nguyên t

ó là kh i l ng c a m t nguyên t c a nguyên t . Kh i l ng nguyên t đ c tính
b ng đ n v cacbon (đvC). M t đvC b ng 1/12 kh i l ng nguyên t cacbon (12C). Ví d :
kh i l ng nguyên t oxi 16 đvC, Na = 23 đvC...
6. Kh i l

ng phân t

ó là kh i l
đvC. Ví d : kh i l

ng c a m t phân t c a ch t. Kh i l ng phân t c ng đ
ng phân t c a N2 = 28 đvC, HCl = 36,5 đvC...

c tính b ng

7. Mol
ó là l ng ch t ch a N = 6,02 .1023 ph n t vi mô (phân t nguyên t , ion
electron...). N đ c g i là s Avogađro và nó b ng s nguyên t C có trong 12 gam 12C.
8. Kh i l

ng mol nguyên t , phân t , ion

ó là kh i l ng tính b ng gam c a 1 mol nguyên t (phân t hay ion...). V s tr nó
đúng b ng tr s kh i l ng nguyên t (phân t hay ion). Ví d : kh i l ng mol nguyên t
c a hidro b ng 1 gam, c a phân t nit b ng 28 gam, c a H2SO4 b ng 98 gam...

2


Bài 1: M t s khái ni m và đ nh lu t c b n c a Hóa h c
9. Hóa tr
Hóa tr c a m t nguyên t là s liên k t hóa h c mà m t nguyên t c a nguyên t đó
t o ra v i các nguyên t khác trong phân t . M i liên k t đ c bi u th b ng m t g ch n i
hai nguyên t . Hóa tr đ c bi u th b ng ch s La Mã.
N u qui c hóa tr c a hidro trong các h p ch t b ng (I) thì hóa tr c a oxi trong H2O
b ng (II), c a nit trong NH3 b ng (III)... D a vào hóa tr (I) c a hidro và hóa tr (II) c a oxi có
th bi t đ c hóa tr c a nhi u nguyên t khác.
Ví d :

Ag, các kim lo i ki m (hóa tr I); Zn, các kim lo i ki m th (II)
Al (III), các khí tr (hóa tr 0)
Fe (II, III); Cu (I, II); S (II, IV, VI)

10. S oxi-hóa
S oxi-hóa đ c qui c là đi n tích c a nguyên t trong phân t khi gi đ nh r ng c p
electron dùng đ liên k t v i nguyên t khác trong phân t chuy n h n v nguyên t có đ
đi n âm l n h n.
tính s oxi-hóa c a m t nguyên t , c n l u ý:
• S oxi-hóa có th là s d

ng, âm, b ng 0 hay là s l ;

• S oxi-hóa c a nguyên t trong đ n ch t b ng 0;
• M t s nguyên t có s oxi-hóa không đ i và b ng đi n tích ion c a nó

- H, các kim lo i ki m có s oxi-hóa +1 (trong NaH, H có s oxi-hóa -1)
- Mg và các kim lo i ki m th có s oxi-hóa +2
- Al có s oxi-hóa +3; Fe có hai s oxi-hóa +2 và +3
- O có s oxi-hóa -2 (trong H2O2 O có s oxi-hóa -1)
• T ng đ i s s oxi-hóa c a các nguyên t trong phân t b ng 0.
0

0

+ 1 −1

+1 + 6 − 2

+4

+ 2.5

+7

−1

Ví d : Zn, Cl 2 , Na Cl, K 2 SO 4 , Na 2 SO 3 , Na 2 S 4 O 6 , KMnO 4 , H 2 O 2
+4

−2

−1

0

+3

CO 2 , C 2 H 5 OH, C 2 H 4 O(CH 3 CHO), C 2 H 4 O 2 (CH 3 COOH ), H 2 C 2 O 4

3


Bài 2: C u t o nguyên t

BÀI 2: C U T O NGUYÊN T

• Khái ni m nguyên t "atom" (không th phân chia) đã đ

c các nhà tri t h c c Hy

L p đ a ra cách đây h n hai nghìn n m. Tuy nhiên mãi đ n th k 19 m i xu t hi n nh ng
gi thuy t v nguyên t và phân t .
• N m 1861 thuy t nguyên t , phân t

h c th gi i h p

chính th c đ

c th a nh n t i H i ngh hóa

Th y S .

• Ch đ n cu i th k 19 và đ u th k 20 v i nh ng thành t u c a v t lí, các thành

ph n c u t o nên nguyên t l n l

tđ

c phát hi n.

1. Thành ph n c u t o c a nguyên t
V m t v t lí, nguyên t không ph i là h t nh nh t mà có c u t o ph c t p, g m ít
nh t là h t nhân và các electron. Trong h t nhân nguyên t có hai h t c b n: proton và
n tron.
H t

Kh i l

ng (g)

i n tích (culong)

electron

(e)

9,1 . 10-28

-1,6 . 10-19

proton

(p)

1,673 . 10-24

+1,6 . 10-19

n tron

(n)

1,675 . 10-24

0

- Kh i l

ng c a e ≈ 1/1840 kh i l

ng p.

- i n tích c a e là đi n tích nh nh t và đ c l y làm đ n v đi n tích, ta nói electron
mang đi n tích -1, còn proton mang đi n tích d ng +1.
- N u trong h t nhân nguyên t c a m t nguyên t nào đó có Z proton thì đi n tích h t
nhân là +Z và nguyên t đó ph i có Z electron, vì nguyên t trung hòa đi n.
- Trong b ng tu n hoàn, s th t c a các nguyên t chính là s đi n tích h t nhân hay
s proton trong h t nhân nguyên t c a nguyên t đó.
2. Nh ng m u nguyên t c đi n
2.1. M u R z fo (Anh) 1911
T th c nghi m R z fo đã đ a ra m u nguyên t hành tinh nh sau:
- Nguyên t g m m t h t nhân gi a và các electron quay xung quanh gi ng nh các
hành tinh quay xung quanh m t tr i (hình 1).
- H t nhân mang đi n tích d ng, có kích th c r t nh so v i kích th
t nh ng l i chi m h u nh toàn b kh i l ng c a nguyên t .

c c a nguyên

M u R z fo cho phép hình dung m t cách đ n gi n c u t o nguyên t . Tuy nhiên
không gi i thích đ c s t n t i c a nguyên t c ng nh hi n t ng quang ph v ch c a
nguyên t .

4


Bài 2: C u t o nguyên t

Hình 1

Hình 2

2.2. M u Bo ( an M ch), 1913
D a theo thuy t l
hai đ nh đ :

ng t c a Pl ng và nh ng đ nh lu t c a v t lí c đi n, Bo đã đ a ra

- Trong nguyên t , electron quay trên nh ng qu đ o tròn xác đ nh (hình 2). Bán kính
các qu đ o đ c tính theo công th c:
o

rn = n2 . 0,53 . 10-8 cm = n2 . 0,53 A

(1)

n là các s t nhiên 1, 2, 3,..., n
Nh v y các qu đ o th nh t, th hai... l n l
o

t có các bán kính nh sau:

o

r1 = 12 . 0,53 A = 0,53 A
o

o

r2 = 22 . 0,53 A = 4. 0,53 A = 4r1
- Trên m i qu đ o, electron có m t n ng l

En = -

1
n2

ng xác đ nh, đ

13,6 eV

c tính theo công th c:
(2)

Khi quay trên qu đ o, n ng l ng c a electron đ c b o toàn. Nó ch phát hay thu
n ng l ng khi b chuy n t m t qu đ o này sang m t qu đ o khác. i u đó gi i thích t i
sao l i thu đ c quang ph v ch khi kích thích nguyên t .
Thuy t Bo đã đ nh l ng đ c các qu đ o và n ng l ng c a electron trong nguyên t
đ ng th i gi i thích đ c hi n t ng quang ph v ch c a nguyên t hidro là nguyên t đ n
gi n nh t (ch có m t electron), tuy nhiên v n không gi i thích đ c quang ph c a các
nguyên t ph c t p.
i u đó cho th y r ng đ i v i nh ng h t hay h h t vi mô nh electron, nguyên t thì
không th áp d ng nh ng đ nh lu t c a c h c c đi n. Các h này có nh ng đ c tính khác
v i h v mô và ph i đ c nghiên c u b ng ph ng pháp m i, đ c g i là c h c l ng t .

5


Bài 2: C u t o nguyên t
3.

c tính c a h t vi mô hay nh ng ti n đ c a c h c l

ng t

3.1. B n ch t sóng c a h t vi mô (electron, nguyên t , phân t ...)
N m 1924,
Br i (Pháp) trên c s thuy t sóng - h t c a ánh sáng đã đ ra thuy t
sóng - h t c a v t ch t:
M i h t v t ch t chuy n đ ng đ u liên k t v i m t sóng g i là sóng v t ch t hay sóng
liên k t, có b c sóng λ tính theo h th c:
λ=

h
mv

(3)

h: h ng s Planck
m: kh i l

ng c a h t

v: t c đ chuy n đ ng c a h t
N m 1924, ng i ta đã xác đ nh đ
electron có b n ch t h t.

c kh i l

ng c a electron, ngh a là th a nh n

N m 1927, Davison và Gecme đã th c nghi m cho th y hi n t

electron. i u đó ch ng t b n ch t sóng c a electron.

ng nhi u x chùm

Nh v y: Electron v a có b n ch t sóng v a có b n ch t h t.
3.2. Nguyên lí b t đ nh (Haixenbec -

c), 1927

i v i h t vi mô không th xác đ nh chính xác đ ng th i c t c đ và v trí.
Δx . Δv ≥

h
2 πm

(4)

Δx: đ b t đ nh v v trí
Δv: đ b t đ nh v t c đ
m: kh i l

ng h t

Theo h th c này thì vi c xác đ nh v trí càng chính xác bao nhiêu thì xác đ nh t c đ
càng kém chính xác b y nhiêu.
4. Khái ni m c b n v c h c l

ng t

4.1. Hàm sóng

Tr ng thái c a m t h v mô s hoàn toàn đ c xác đ nh n u bi t qu đ o và t c đ
chuy n đ ng c a nó. Trong khi đó đ i v i nh ng h vi mô nh electron, do b n ch t sóng h t và nguyên lí b t đ nh, không th v đ c các qu đ o chuy n đ ng c a chúng trong
nguyên t .
Thay cho các qu đ o, c h c l ng t mô t thì m i tr ng thái c a electron trong
nguyên t b ng m t hàm s g i là hàm sóng, kí hi u là ψ (p xi).
Bình ph

ng c a hàm sóng ψ2 có ý ngh a v t lí r t quan tr ng:

6


Bài 2: C u t o nguyên t

ψ2 bi u th xác su t có m t c a electron t i m t đi m nh t đ nh trong vùng không gian
quanh h t nhân nguyên t .
Hàm sóng ψ nh n đ

c khi gi i ph

ng trình sóng đ i v i nguyên t .

4.2. Obitan nguyên t . Máy electron
Các hàm sóng ψ1, ψ2, ψ3... - nghi m c a ph ng trình sóng, đ c g i là các obitan
nguyên t (vi t t t là AO) và kí hi u l n l t là 1s, 2s, 2p... 3d... Trong đó các con s dùng
đ ch l p obitan, còn các ch s, p, d dùng đ ch các phân l p. Ví d :
2s ch electron (hay AO) thu c l p 2, phân l p s
2p ch electron (hay AO) thu c l p 2, phân l p p
3d ch electron (hay AO) thu c l p 3, phân l p d
Nh v y:

Obitan nguyên t là nh ng hàm sóng mô t tr ng thái khác nhau c a electron trong
nguyên t .
N u bi u di n s ph thu c c a hàm ψ2 theo kho ng cách r, ta đ
b xác su t có m t c a electron tr ng thái c b n.

cđ

ng cong phân

Ví d : Khi bi u di n hàm s đ n gi n nh t ψ1 (1s) mô t tr ng thái c b n c a electron
(tr ng thái e có n ng l ng th p nh t) trong nguyên t H, ta có hình 3.
90 - 95%

r
Hình 3
Xác su t có m t c a electron

g n h t nhân r t l n và nó gi m d n khi càng xa h t

nhân.
M t cách hình nh, ng i ta có th bi u di n s phân b xác su t có m t electron trong
nguyên t b ng nh ng d u ch m. M t đ c a các ch m s l n g n h t nhân và th a d n khi
càng xa h t nhân. Khi đó obitan nguyên t gi ng nh m t đám mây, vì v y g i là mây
electron.
d hình dung, ng i ta th ng coi:
Mây electron là vùng không gian chung quanh h t nhân, trong đó t p trung ph n l n
xác su t có m t electron (kho ng 90 - 95% xác su t).
Nh v y, mây electron có th coi là hình nh không gian c a obitan nguyên t .
4.3. Hình d ng c a các mây electron
N u bi u di n các hàm sóng (các AO) trong không gian, ta đ

obitan hay các mây electron (hình 4).
Mây s có d ng hình c u.

7

c hình d ng c a các


Bài 2: C u t o nguyên t
Các mây p có hình s 8 n i h

ng theo 3 tr c t a đ ox, oy, oz đ

c kí hi u là px, py,

pz.
D

i đây là hình d ng c a m t s AO:

Hình 4

5. Qui lu t phân b các electron trong nguyên t
Trong nguyên t nhi u electron, các electron đ
s nguyên lí và qui lu t nh sau:

c phân b vào các AO tuân theo m t

5.1. Nguyên lí ng n c m (Paoli - Th y S )
Theo nguyên lí này, trong m i AO ch có th có t i đa hai electron có chi u t quay

(spin) khác nhau là +1/2 và -1/2.
Ví d :
Phân m c s có 1 AO (s), có t i đa 2 electron
Phân m c p có 3 AO (px, py, pz), có t i đa 6 electron
Phân m c d có 5 AO (dxy, dyz, d

z2

, d x 2 − y 2 , dzx) có t i đa 10 electron

Phân m c f có 7 AO, có t i đa 14 electron
5.2. Nguyên lí v ng b n. C u hình electron c a nguyên t
Trong nguyên t , các electron chi m l n l

t các obitan có n ng l

ng t th p đ n

cao.
B ng ph ng pháp quang ph nghi m và tính toán lí thuy t, ng
th t t ng d n n ng l ng c a các AO theo dãy sau đây:

i ta đã xác đ nh đ

1s 2s 2p 3s 3p 4s ≈ 3d 4p 5s ≈ 4d 5p 6s ≈ 4f ≈ 5d 6p 7s 5f ≈ 6d 7p...
nh đ

c th t b c thang n ng l

ng này, ta dùng s đ sau:

8

c


Bài 2: C u t o nguyên t

7s

7p

7d

7f

6s

6p

6d

6f

5s

5p

5d

5f

4s

4p

4d

4f

3s

3p

3d

2s

2p

1s

D a vào nguyên lí ng n c m và nguyên lí v ng b n, ng
t c a m t nguyên t b ng c u hình electron.

i ta có th bi u di n nguyên

có c u hình electron c a m t nguyên t , tr c h t ta đi n d n các electron vào b c
thang n ng l ng c a các AO. Sau đó s p x p l i theo t ng l p AO. Ví d :
He

(z = 2)

1s2

Li

(z = 3)

1s2

2s1

Cl

(z = 17)

1s2

2s2

2p6

3s2

3p5

Sc

(z = 21)

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d1

4s2

Chú ý: Có m t s ngo i l
Cu

(z = 29)

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d10 4s1

Li

(z = 24)

1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

3d5 4s1

C u hình 3d10 4s1 (tr ng thái v i bão hòa) b n h n c u hình 3d9 4s2
C u hình 3d5 4s1 (tr ng thái v i n a bão hòa) b n h n c u hình 3d4 4s2
5.3. Qui t c Hun (Hun -

c). C u hình electron d ng ô l

ng t

Ngoài cách bi u di n các AO d i d ng công th c nh trên, ng i ta còn bi u di n
m i AO b ng m t ô vuông g i là ô l ng t . Các AO c a cùng m t phân m c đ c bi u
di n b ng nh ng ô vuông li n nhau. Ví d :
1s

Trong m i ô l

2s

3d

ng t (m i AO) ch có th có 2 electron có spin ng

di n b ng 2 m i tên ng
l

2p

c nhau đ

c bi u

c nhau ↓↑.

Trên c s th c nghi m, Hun đã đ a ra m t qui t c phân b các electron vào các ô
ng t nh sau:
9


Bài 2: C u t o nguyên t
ng phân b đ u vào các ô l

Trong m t phân m c, các electron có xu h
cho s electron đ c thân là l n nh t.

ng t sao

Ví d :
N

(z = 7)

1s2

2s2

2p3

↓↑

↓↑

↑

↑

↑

Thông th ng ch c n vi t c u hình electron đ i v i các phân m c
phân m c d ho c f l p sát ngoài cùng mà ch a bão hòa.

l p ngoài cùng và

C n l u ý r ng c u hình nói trên là đ i v i các nguyên t

tr ng thái c b n. Khi b
kích thích electron có th nh y lên nh ng phân m c cao h n trong cùng m t m c.
C

C*

(z = 6)

2s

2p

↓↑

↑

↑

↑

↑

↑

tr ng thái c b n

↑

tr ng thái kích thích

Nh v y tr ng thái c b n C có hai electron đ c thân, còn tr ng thái kích thích nó
có b n electron đ c thân. Chính các electron đ c thân này là các electron hóa tr .
6. H th ng tu n hoàn các nguyên t hóa h c
Nguyên t c s p x p và c u trúc c a HTTH
- Các nguyên t đ c s p x p theo th t t ng d n c a đi n tích h t nhân. S đi n tích
h t nhân trùng v i s th t c a nguyên t .
- Các nguyên t có tính ch t hóa h c gi ng nhau x p vào m t c t, g i là m t nhóm.
Trong b ng tu n hoàn có 8 nhóm chính t IA đ n VIIIA và 8 nhóm ph t IB đ n VIIIB.
- M i hàng (b ng dài) đ c g i là m t chu kì. M i chu kì đ c b t đ u b ng m t kim
lo i ki m, (tr chu kì đ u, b t đ u b ng hidro) và đ c k t thúc b ng m t khí tr . Trong
b ng tu n hoàn có 7 chu kì: chu kì 1, 2, 3 là chu kì ng n; 4, 5, 6, 7 là các chu kì dài.

10


Bài 2: C u t o nguyên t
C u hình electron l p ngoài cùng c a các nguyên t nhóm A (nhóm chính) nguyên t s
và p
IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

H
1s

He

1

1s2

Li

Be

1

2

2s

2s

Na

Mg

1

2

3s

3s

K
4s

4s

Sr
2

5s

N

2

2

2s 2p

2

2

Si

2

1

O

2

2s 2p

Al

2

1

C
1

2s 2p

2

4

Ne

2s 2p

2s 2p

2s22p6

S

Cl

Ar

3

2

P

2

3s 3p

3s 3p

3s 3p

3s23p6

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

1

2

4s 4p

2

4s 4p

In
2

2

2

2

4s 4p

Sn

1

3

2

2

2

4s 4p

4

2

Te
3

2

5

4

4s 4p

Sb
2

4

5

3s 3p

2

2

F

3

3s 3p

Ca

1

Rb
5s

B
2

5

4s24p6

I

Xe
5

5s 5p

5s 5p

5s 5p

5s 5p

5s 5p

5s25p6

Cs

Ba

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

6s1

6s2

6s26p1

6s26p2

6s26p3

6s26p4

6s26p5

6s26p6

Fr

Ra

7s1

7s2

Nh n xét: T ng s electron thu c l p ngoài cùng (s + p) b ng ch s nhóm. S l p
electron b ng ch s chu kì.
C u hình electron l p ngoài và sát ngoài c a các nguyên t

nhóm B (nhóm ph ) hay nguyên t d
IB

IIB

IIIB

Cu

Z

Sc

10

3d 4s

10

3d 4s

1

1

2

Ag

Cd

Y

10

4d 5s

10

4d 5s

1

1

2

Au

Hg

La

10

5d 6s

10

5d 6s

1

1

2

3d 4s

4d 5s

5d 6s

IVB

VB

Ti
2

2

3d 4s

V
2

Zr
2

2

4d 5s

2

5d 6s

3

3d 4s

4

4d 5s

3

5d 6s

5

3d 4s

Mn
1

Mo
1

Ta
2

VIIB

Cr
2

Nb
2

Hf
2

VIB

5

4d 5s

4

5d 6s

3d 4s

Fe
2

Tc

1

W
2

5

6

4d 5s

5

5d 6s

6

3d 4s

Co
2

Ru
1

Re
2

VIIIB

7

4d 5s

6

5d 6s

3d 4s

Ni
2

Rh
1

Os
2

7

8

4d 5s

Pd
1

Ir
2

7

5d 6s

4d10
Pt

2

Ac
6d17s2

Nh n xét: T ng s e c a phân l p (n -1)d và ns (n u <8) là ch s c a nhóm.

11

3d84s2

5d96s1


H TH NG TU N HOÀN CÁC NGUYÊN T

HÓA H C
VIIA VIIIA

CK

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

1
H

2
He

1

3
Li

4
Be

5
B

6
C

7
N

8
O

9
F

10
Ne

2

11
Na

12
Mg

IIIB

IVB

VB

VIB

VIIB

19
K

20
Ca

21
Sc

22
Ti

23
V

24
Cr

25
Mn

26
Fe

27
Co

37
Rb

38
Sr

39
Y

40
Zr

41
Nb

42
Mo

43
Tc

44
Ru

55
Cs

56
Ba

57
La

72
Hf

73
Ta

74
W

75
Re

87
Fr

88
Ra

89
Ac

104
Ku

105

59
Pr

60
Nr

58
Ce

90
Th

91
Pa

92
U

IB

IIB

13
Al

14
Si

15
P

16
S

17
Cl

18
Ar

3

28
Ni

29
Cu

30
Zn

31
Ga

32
Ge

33
As

34
Se

35
Br

36
Ke

4

45
Rh

46
Pd

47
Ag

48
Cd

49
In

50
Sn

51
Sb

52

Te

53
I

54
Xe

5

76
Os

77
Ir

78
Pt

79
Au

80
Hg

81
Tr

82
Pb

83
Bi

84
Po

85
At

86
Rn

6

61
Pm

62
Sm

63
Eu

64
Gd

65
Tb

66
Dy

67
Ho

68
Er

69
Tm

70
Yb

71
Lu

98
Cf

99
Es

100
Fm

101
Md

102
No

103
Lr

VIIIB

93
Np

94
Pu

95
Am

96
Cm

12

97
Bk


Bài 2: C u t o nguyên t
Bi t s th t c a m t nguyên t , ng i ta có th bi t đ
T đó suy ra đ c v trí c a nguyên t trong HTTH.
Ví d : Bi t s th t c a nguyên t l n l

electron nh sau:

c c u hình electron c a nó.

t là z = 9, 11, 18, 25, 34, ta có c u hình

z=9

1s2 - 2s2 - 2p5

z = 11

1s2 - 2s2 - 2p6 - 3s1

............ 3, ......... IA

z = 18

1s2 - 2s2 - 2p6 - 3s2 - 3p6

............ 3, ......... VIIIA

z = 25

1s2 - 2s2 - 2p6 - 3s2 - 3p6 - 3d5 - 4s2

............ 4, ......... VIIB

z = 34

1s2 - 2s2 - 2p6 - 3s2 - 3p6 - 3d10 - 4s2 - 4p4

............ 4, ......... VIA

Chu k 2, nhóm VIIA

Câu h i và bài t p:
1.

N i dung nguyên lí b t đ nh và thuy t sóng v t ch t.

2.

Hãy cho bi t khái ni m v hàm sóng ψ và ý ngh a v t lí c a ψ2.

3.

Obitan nguyên t là gì? Th nào là mây electron?

4.

Hãy cho bi t hình d ng c a đám mây electron 2s; 2px và đ c đi m c a các đám mây đó.
S khác nhau gi a các đám mây 1s và 2s; 2px và 2py, 2pz.

5.

Hãy cho bi t n i dung c a nguyên lí v ng b n và ý ngh a c a nguyên lí này. Vi t dãy
th t n ng l ng c a các obitan trong nguyên t .

6.

Phát bi u qui t c Hund và nêu ý ngh a c a qui t c này.

7.

Vi t c u hình electron c a các nguyên t có s th t z = 28; 36; 37; 42; 47; 53; 56;
80. Hãy cho bi t v trí c a nguyên t trong HTTH và tính ch t hóa h c đ c tr ng.

8.

Gi i thích vì sao
O (z = 8) có hóa tr 2, còn S (z = 16) l i có các hóa tr 2, 4, 6
N (z = 7) có hóa tr 3, còn P (z = 15) l i có các hóa tr 3, 5
F (z = 9) có hóa tr 1, còn Cl (z = 17) l i có các hóa tr 1, 3, 5, 7.

9.

Vi t c u hình electron c a các ion: Cu+, Cu2+.

10. Vi t c u hình electron c a Ar. Cation, anion nào có c u hình e gi ng Ar?
11.

Trên c s c u trúc nguyên t , có th phân các nguyên t hóa h c thành m y lo i? Hãy
nêu đ c đi m c u t o electron c a m i lo i.

12.

Nêu đ c đi m c u hình electron c a các nguyên t phân nhóm chính nhóm I và tính
ch t hóa h c đ c tr ng c a chúng.

13.

Nêu đ c đi m c u hình electron c a các nguyên t phân nhóm chính nhóm VII và tính
ch t hóa h c đ c tr ng c a chúng.

13


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t

BÀI 3: LIÊN K T HÓA H C VÀ C U T O PHÂN T

Tr m t s khí tr , các nguyên t không t n t i đ c l p mà chúng th ng liên k t v i
nhau t o nên các phân t . V y các phân t đ c hình thành nh th nào? B n ch t c a các
liên k t là gì?
1. M t s đ i l

ng có liên quan đ n liên k t

đi n âm c a nguyên t χ

1.1.

đi n âm là đ i l ng cho bi t kh n ng nguyên t c a m t nguyên t hút electron
liên k t v phía nó. χ càng l n thì nguyên t càng d thu electron.
Trong liên k t gi a 2 nguyên t A và B đ t o ra phân t AB.
N u χA > χB thì electron liênk t s l ch ho c di chuy n v phía nguyên t B.
t

Ng i ta qui

ng đ i nh sau:

c l y đ đi n âm c a Li là 1 thì các nguyên t khác s có đ đi n âm

B ng 1.
IA

IIA

IIIA

đi n âm c a nguyên t c a m t s nguyên t
IVA

VA

VIA

VIIA

VIIIA

H

He

2,20

-

Li

Be

B

C

N

O

F

Ne

0,98

1,57

2,04

2,55

3,04

3,44

3,98

-

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

Ar

0,93

1,31

1,61

1,90

2,19

2,58

3,16

-

K

Ca

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

0,82

1,00

1,81

2,01

2,18

2,55

2,96

2,90

Rb

Sr

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

0,82

0,95

1,78

1,96

2,05

2,10

2,66

2,6

Cs

Ba

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

0,79

0,89

2,04

2,33

2,02

2,00

2,20

Fr

Ra

0,7

0,89

Nh n xét:
- Trong m t chu kì, t trái sang ph i đ đi n âm c a các nguyên t t ng d n.
14


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
- Trong m t phân nhóm chính, t trên xu ng d

i đ đi n âm gi m d n.

- Các nguyên t kim lo i ki m có χ < 1, Fr có χ nh nh t.
- Các nguyên t phi kim có χ > 2, F có χ l n nh t.
1.2. N ng l

ng liên k t

ó là n ng l ng c n thi t đ phá v m i liên k t và t o ra các nguyên t
N ng l ng liên k t th ng kí hi u E và tính b ng Kcalo cho m t mol liên k t.

th khí.

Ví d : EH-H = 104 Kcal/mol, EO-H trong H2O = 110 Kcal/mol
N ng l
1.3.
th

ng liên k t càng l n thì liên k t càng b n.

dài liên k t
ó là kho ng cách gi a hai nhân nguyên t khi đã hình thành liên k t.
ng kí hi u r0 và tính b ng A (1A = 10-8 cm).

dài liên k t

dài liên k t càng nh thì liên k t càng b n v ng.
B ng 2.
Liên k t

1.4.

dài liên k t và n ng l
Phân t

ng liên k t c a m t s liên k t

r0 (A)

E (Kcal/mol)

C-H

CH4

1,09

98,7

C - Cl

CHCl3

1,77

75,8

C-F

CH3F

1,38

116,3

C-C

C6H6

C-C

CnH2n+2

1,54

79,3

C=C

CnH2n

1,34

140,5

C≡C

CnH2n-2

1,20

196,7

H-H

H2

0,74

104,0

O=O

O2

1,21

118,2

O-H

H2O

0,96

109,4

S-H

H2S

1,35

96,8

N-H

NH3

1,01

92,0

b i c a liên k t

S liên k t đ c hình thành gi a hai nguyên t cho tr c đ c g i là đ b i c a liên
k t và đ c kí hi u là . Ví d đ b i c a liên k t gi a các nguyên t C trong etan, etilen,
axetilen l n l t là 1, 2, 3.
b i c a liên k t càng l n thì liên k t càng b n, n ng l
dài liên k t càng nh (b ng 2).
15

ng liên k t càng l n và đ


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
1.5. Góc liên k t (góc hóa tr )
ó là góc t o b i hai m i liên k t gi a m t nguyên t v i hai nguyên t khác.
Ví d góc liên k t trong các phân t H2O, CO2, C2H4 nh sau:
O

180o

H 104,5o H

O=C=O

H

phân c c c a liên k t. Mô men l

Trong nh ng liên k t gi
âm, electron liên k t b l ch v
tích âm nào đó (th ng kí hi
ng i ta nói liên k t b phân c

đ

δ+

δ-

H-1

Cl

H

C = C 120o
H

1.6.

120o

120o

H

ng c c

a hai nguyên t khác nhau, do có s chênh l ch v đ đi n
phía nguyên t có đ đi n âm l n h n, t o ra đây m t đi n
u δ-), còn nguyên t kia mang m t đi n tích δ+. Khi đó
c.
δ-

δ-

2δ+
O = C =O

phân c c c a liên k t đ c đánh giá qua mô men l
c tính b ng đ n v g i là
bai (D).

ng c c μ (muy). μ th

ng

phân c c c a liên k t ph thu c vào đi n tích trên c c và đ dài liên k t.
B ng 3. Giá tr mô men l

ng c c c a m t s liên k t

Liên k t

H-F

H-Cl

H-Br

H-I

N=O

C=O

μ (D)

1,91

1,07

0,79

0,38

0,16

0,11

Nh n xét: Nguyên t c a hai nguyên t có đ chênh l ch đ đi n âm càng l n thì liên
k t gi a chúng càng phân c c.
2. Nh ng thuy t c đi n v liên k t
2.1. Qui t c bát t

Nh ng thuy t kinh đi n v liên k t d a trên qui t c bát t (octet). Xu t phát t nh n xét
sau đây:
- T t c các khí tr (tr Heli) đ u có 8 electron

l p ngoài cùng.

- Chúng r t ít ho t đ ng hóa h c: không liên k t v i nhau và h u nh không liên k t
v i nh ng nguyên t khác đ t o thành phân t , t n t i trong t nhiên d i d ng nguyên t
t do.
Vì v y c u trúc 8 electron l p ngoài cùng là m t c u trúc đ c bi t b n v ng. Do đó các
nguyên t có xu h ng liên k t v i nhau đ đ t đ c c u trúc electron b n v ng c a các khí
tr v i 8 (ho c 2 đ i v i heli) electron l p ngoài cùng.
D a trên qui t c này ng

i ta đã đ a ra m t s thuy t v liên k t nh sau:
16


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
2.1. Liên k t ion (Kotxen -

c), 1916

Liên k t ion đ c hình thành gi a nh ng nguyên t c a hai nguyên t có s chênh l ch
nhi u v đ di n âm (th ng Δχ > 2).
Khi hình thành liên k t, nguyên t c a nguyên t có χ nh nh ng h n 1, 2 hay 3
electron cho nguyên t c a nguyên t có χ l n h n, khi đó nó tr thành các ion d ng và
nguyên t nh n electron tr thành các ion âm có c u trúc electron gi ng khí tr . Các ion
d ng và âm hút nhau t o ra phân t .
Ví d :

Na
2

+

6

2s 2p 3s

1

→

Cl
2

Na+

5

2

3s 3p

6

2

2s 2p

→

Cl-

+

NaCl

6

3s 3p

Nh v y b n ch t c a liên k t ion là l c hút t nh đi n gi a các ion trái d u.
Trong liên k t ion, hóa tr c a nguyên t b ng s đi n tích c a ion v i d u t
Trong ví d trên Na có hóa tr +1, Clo có hóa tr -1.
Liên k t ion là liên k t b n, n ng l

ng ng.

ng liên k t khá l n (≈100 Kcal/mol).

L c hút t nh đi n gi a các ion không đ nh h ng, m t ion d ng có tác d ng hút nhi u
ion âm xung quanh nó và ng c l i. Vì v y ng i ta nói liên k t ion không có đ nh h ng.
Nh ng h p ch t ion th

ng

d ng tinh th b n v ng và có nhi t đ nóng ch y r t cao.

2.2. Liên k t c ng hóa tr (Liuyt - M ), 1916

Thuy t liên k t ion đã không gi i thích đ c s hình thành phân t , ví d H2, O2... (Δχ
= 0) ho c HCl, H2O... (Δχ nh ). Vì v y Liuyt đã đ a ra thuy t liên k t c ng hóa tr (còn g i
là liên k t đ ng hóa tr ).
Theo Liuyt, liên k t c ng hóa tr đ c hình thành gi a các nguyên t c a cùng m t
nguyên t (Δχ = 0) hay gi a nguyên t c a các nguyên t có s chênh l ch nh v đ đi n
âm (th ng Δχ < 2).
Trong liên k t c ng các nguyên t tham gia liên k t b ra 1, 2, 3 hay 4 electron dùng
chung đ m i nguyên t đ t đ c c u trúc 8 electron (ho c 2e) l p ngoài cùng.
Ví d :

.H

→

H:H

H-H

H2

..
:O:

..
:O:

→

.. ..
:O::O:

O=O

O2

..
:N:

..
:N:

→

.. ..
:N::N:

N≡N

N2

..
: O : :C:

..
:O:

→

..
..

: O : :C: : O :

O=C=O

CO2

H

.

17


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
Các electron góp chung đ c g i là các electron liên k t, m t c p electron góp chung
t o ra m t liên k t và c ng đ c bi u di n b ng m t g ch.
Trong h p ch t c ng, hóa tr c a nguyên t b ng s liên k t hình thành gi a m t
nguyên t c a nguyên t đó v i các nguyên t khác ho c b ng s electron mà nguyên t đ a
ra góp chung.
Ví d :
Trong phân t CO2 hóa tr c a O là 2 và c a C là 4, trong phân t NH3 hóa tr c a N là
3 c a H là 1.
Ng

i ta phân bi t hai lo i liên k t c ng:

- Liên k t c ng không phân c c hay liên k t c ng thu n túy. Ví d liên k t trong các
phân t H2, O2, N2... (Δχ = 0), liên k t C - H trong các h p ch t h u c . Trong đó c p
electron liên k t phân b đ u gi a hai nguyên t .
- Liên k t c ng phân c c. Ví d liên k t trong phân t HCl, HF liên k t O-H trong

phân t H2O, N-H trong NH3... Trong đó c p electron liên k t b l ch v phía nguyên t có
đ đi n âm l n h n.
H:N:H
H : Cl

H:F

H:O:H

..

H
Liên k t c ng t

ng đ i b n. N ng l

ng liên k t c hàng ch c Kcal/mol.

2.3. Liên k t cho nh n
Liên k t cho nh n còn g i là liên k t ph i có th xem là m t d ng đ c bi t c a liên k t
c ng. Trong liên k t này c p electron dùng chung ch do m t nguyên t đ a ra g i là ch t
cho, còn nguyên t kia có m t obitan tr ng g i là ch t nh n.
Ví d : S hình thành ion amoni t phân t amoni c và ion hidro.
Nguyên t N trong NH3 còn m t đôi electron ch a liên k t (đóng vai trò ch t cho). Ion
H có obitan tr ng do đó có th nhân đôi electron c a N.
+

H
⎡ H ⎤
..

⎢ .. ⎥
+
H : N : + H → ⎢H : N : H ⎥
⎢ .. ⎥
..
⎢ H ⎥
H
⎦
⎣

+

H
hay H − N → H

H

Nh v y đi u ki n đ hình thành liên k t cho nh n là ch t cho ph i có ít nh t m t đôi
electron ch a liên k t và ch t nh n ph i có obitan tr ng.
Ng i ta th ng dùng d u m i tên đ ch liên k t cho nh n. Tuy nhiên trong th c t
các liên k t này hoàn toàn gi ng liên k t c ng thông th ng.

18


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
2.4. Liên k t hidro
Liên k t hidro đ c hình thành nh ng h p ch t trong đó hidro liên k t v i nguyên t
c a nguyên t khác có đ đi n âm l n và bán kính nh nh N, O, F. Các liên k t này b phân
c c và trên nguyên t H có m t ph n đi n tích d ng. Trong khi đó các nguyên t N, O, F

mang m t ph n đi n âm và do đó ngoài liên k t c ng nó còn có th t ng tác v i các nguyên
t H c a phân t bên c nh hình thành m t liên k t y u g i là liên k t hidro. Các liên k t này
th ng đ c bi u di n b ng nh ng d u ch m.
Liên k t hidro có th hình thành gi a các phân t . Ví d :
... Hδ+ - Fδ- ... Hδ+ - Fδ- ..., ...

H-O

... H - O

, H-O

... H - O

H

H

H

R

ho c trong cùng m t phân t g i là liên k t hidro n i phân t . Ví d :
O-H

O-H

C=O

N=O

OH

O

axit salixilic

o. nitro phenol

Liên k t hidro là liên k t y u, n ng l ng liên k t nh và đ dài liên k t l n. Tuy nhiên
nó có nh h ng nhi u đ n tính ch t v t lí và hóa h c c a phân t . Ví d :
- Do có liên k t hidro, H2O có nhi t đ sôi cao h n H2S có c u t o t

ng t v i nó.

- Các phân t h u c mang nhóm O - H có nhi t đ sôi cao h n các đ ng phân c a
chúng không ch a liên k t này: ancol so v i ete; axit so v i este...
- Ancol tan vô h n trong n

c là do t o đ

c liên k t hidro v i n

c.

- Liên k t hidro t o ra gi a các nhóm -C = O và -NH c a axit amin trong các chu i
polypeptit đã duy trì đ c c u trúc không gian c a phân t protein.
Tóm l i, các thuy t c đi n v liên k t cho phép mô t và phân lo i m t cách đ n gi n
liên k t hóa h c, t đó gi i thích đ c m t s tính ch t c a phân t . Tuy nhiên các thuy t
này có m t s h n ch sau đây:

- Nhi u h p ch t hay ion không th a mãn qui t c bát t nh ng v n t n t i m t cách b n
v ng, ví d : NO, NO2, Fe2+...
- Ch a nói đ

c b n ch t c a l c liên k t gi a các nguyên t trong phân t là gì.

- Không cho bi t c u trúc không gian c a các phân t .
Phân t là nh ng h h t vi mô, vì v y lí thuy t v liên k t và c u t o phân t ph i đ
xây d ng trên c s c a c h c l ng t (CHLT).

c

N m 1927 ra đ i hai thuy t CHLT v liên k t b sung cho nhau, đó là thuy t liên k t
hóa tr (vi t t t là VB - valence bond) và thuy t obitan phân t (vi t t t là MO - molecular
obitan).

19


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
Lu n đi m ch y u c a các thuy t này là liên k t hóa h c đ c hình thành do s t h p
các AO c a các nguyên t liên k t đ t o ra m t h m i có n ng l ng nh h n h ban đ u
mà đó chính là phân t .
3. Thuy t liên k t hóa tr
Thuy t liên k t hóa tr (còn g i là thuy t c p electron liên k t) do Haile, L nđ n (
đ xwngs n m 1927, sau đó đ c Poling và Slâyt (M ) phát tri n.

c)

3.1. S hình thành liên k t trong phân t H2

Thuy t VB đ

c đ ra trên c s nghiên c u s hình thành liên k t trong phân t H2.

M i nguyên t H có m t electron
g n nhau s có hai kh n ng x y ra.

tr ng thái c b n 1s. Khi hai nguyên t H ti n l i

- N u hai electron có spin cùng d u, khi kho ng cách r gi m, n ng l
liên t c, đó là tr ng thái không b n, không t o ra liên k t hóa h c.

ng c a h t ng

- N u hai electron có spin khác d u nhau, n ng l ng c a h gi m d n, và t i kho ng
cách r0 = 0,74A có giá tr c c ti u t ng ng v i n ng l ng ES < 2E0, khi đó h tr ng thái
b n v ng, tr ng thái hình thành liên k t (hình 1).

Hình 1
N u l u ý r ng m i obitan s (đám mây s) có bán kính 0,53A thì khi ti p xúc nhau
kho ng cách gi a hai h t nhân ph i là 1,06A. Trong khi đó kho ng cáhc khi hình thành liên
k t ch còn 0,74A. i u đó ch ng t khi hình thành liên k t, hai obitan s đ c xen ph vào
nhau làm t ng xác su t có m t electron vùng gi a hai h t nhân, m t đ đi n tích âm t ng
lên gây ra s hút hai h t nhân và liên k t chúng v i nhau.
Nh v y l c liên k t hóa h c c ng có b n ch t t nh đi n.
3.2. Nh ng lu n đi m c b n c a thuy t VB
T nghiên c u c a Haile và L nđ n v phân t H2, Poling và Slâyt đã phát tri n
thành thuy t liên k t hóa tr .
ng

- Liên k t c ng hóa tr đ c hình thành do s ghép đôi hai electron đ c thân có spin
c d u c a hai nguyên t liên k t, khi đó có s xen ph hai AO.

- M c đ xen ph c a các AO càng l n thì liên k t càng b n, liên k t đ
theo ph ng t i đó s xen ph là l n nh t.

20

c th c hi n


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
Nh v y, theo VB, khi hình thành phân t , các nguyên t v n gi nguyên c u trúc
electron, liên k t đ c hình thành ch do s t h p (xen ph ) c a các electron hóa tr
(electron đ c thân).
Trong thuy t VB, hóa tr c a nguyên t b ng s e đ c thân c a nguyên t
c b n hay tr ng thái kích thích.

tr ng thái

Ví d :

3.3. S đ nh h

C

↑↓

↑

↑

C*

↑

↑

↑

↑

hóa tr 4

N

↑↓

↑

↑

↑

hóa tr 3

hóa tr 2

ng liên k t. Liên k t σ (xích ma) và liên k t π (pi)

Tùy theo cách th c xen ph c a các đám mây electron, ng
liên k t π...

i ta phân bi t liên k t σ,

- Liên k t hóa h c t o ra do s xen ph các đám mây electron trên tr c n i hai nhân
c a nguyên t đ c g i là liên k t xích ma. Liên k t σ có th hình thành do s xen ph các
đám mây s - s, s - p hay p - p (hình 2).

Hình 2
Nh v y, khi t o ra liên k t σ thì đ t đ c s xen ph l n nh t, vì v y liên k t xích ma
là liên k t b n. N u gi a hai nguyên t ch có m t liên k t thì liên k t đó luôn luôn là liên k t
σ.
- Liên k t hóa h c t o ra do s xen ph các đám mây electron hai bên c a tr c n i
hai nhân nguyên t , đ c g i là liên k t pi. Liên k t π có th hình thành do s xen ph các
đám mây p - p (hình 2), p - d...
So v i liên k t π thì liên k t σ b n h n vì m c đ xen ph l n h n và vùng xen ph
n m trên tr c n i hai nhân nguyên t .

21


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t
Khi gi a hai nguyên t có t hai liên k t tr lên thì ch có m t liên k t σ còn l i là các
liên k t π.
Ví d : Trong phân t H2 có 1 liên k t σ do s xen ph 2 đám mây s.
Phân t Cl2 có m t liên k t σ do s xen ph 2 đám mây p.
Phân t HCl có m t liên k t σ do s xen ph đám mây s c a H và đám mây px c a Cl.
Phân t O2 có m t liên k t σ do s xen ph ma đám mây px-px và m t liên k t π do s
xen ph 2 đám mây py-py c a 2 nguyên t oxi.

T

ng t , phân t N2 có m t liên k t σ và hai liên k t π.

Trong các tr
s-s hay p-p.

ng h p trên liên k t hình thành do s xen ph các đám mây thu n khi t

3.4. S lai hóa các AO trong liên k t
Ta hãy xét s hình thành phân t CH4. Khi đi vào liên k t nguyên t C
kích thích C*.
C*
2s

1

↑

+
2p

↑

3

tr ng thái

4H
1s1

↑

↑

↑

N u khi hình thành phân t CH4 nguyên t C s d ng 4AO (1 mây s và 3 mây p) xen
ph v i 4 mây s c a 4 nguyên t H (m t liên k t hình thành do s xen ph s-s và 3 liên k t
do s xen ph p-s). Nh v y l ra các liên k t ph i khác nhau, nh ng trong th c t chúng l i
hoàn toàn gi ng nhau. i u này đ c Poling gi i thích b ng s lai hóa các AO.
Khi liên k t các nguyên t có th không s d ng các đám mây s, p... thu n mà chúng
có th t h p v i nhau t o thành nh ng obitan (mây) m i gi ng nhau (g i là các đám mây lai
hóa L) và sau đó các đám mây lai này s tham gia liên k t. Nh v y:
Lai hóa là s t h p các đám mây khác lo i đ t o ra các đám mây gi ng nhau v hình
d ng, kích thích và n ng l ng nh ng có h ng khác nhau.
Khi có n đám mây tham gia lai hóa s t o ra n đám mây lai hóa.
có s lai hóa các
đám mây ph i có n ng l ng khác nhau không l n. Ví d : 2s-2p; 3s-3p-3d...
D

i đây là m t s ki u lai hóa và nh ng đ c đi m c a các đám mây lai:

* Lai hóa sp
h

S t h p m t đám mây s v i m t đám mây p t o ra 2 đám mây lai h
ng trong không gian. Tr c c a 2 đám mây này t o ra góc 180o.

22

ng theo 2


Bài 3: Liên k t hóa h c và c u t o phân t

Hình 3
* Lai hóa sp2
S t h p m t đám mây s v i hai đám mây p t o ra 3 đám mây lai h
c a m t tam giác đ u. Tr c c a 3 đám mây này t o ra góc 120o.

ng theo 3 đ nh

Hình 4
* Lai hóa sp3
S t h p m t đám mây s v i ba đám mây p t o ra 4 đám mây lai h ng theo 4 đ nh
c a m t t di n đ u. Tr c c a các AO này t o ra góc 109o28'. Ví d s lai hóa c a đám mây
s v i 3 đám mây p trong nguyên t C khi hình thành phân t CH4.

Hình 5

3.5. Hình h c phân t c a m t s h p ch t
Thuy t VB cho phép hình dung đ

c c u trúc không gian c a phân t . Ví d : CH4

Metan

23