Một số quy tắc xác định cấu trúc phân tử các hợp chất vô cơ

Một số quy tắc xác định cấu trúc
phân tử các hợp chất vô cơ
•
•
•
•
•
•

AX
n
A: Các nguyên tố không chuyển tiếp hoặc chuyển tiếp ở trạng thái d0, d5 và d10 .
X: Các halogen, O, OH, NH , NH .
2
3
n: Số nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử
Dựa vào tổng số electron hoá trị của phân tử: V
V = 8n


AXn :

V là bội số của 8

V=

8n
V: 16 e
n: 2
Th¼ng

24 e

32 e

3

4

X

X

48 e

5

56 e

6

7

Chãp kÐp
tam gi¸c

B¸t diÖn

Chãp kÐp
ngò gi¸c

X

X

X

X

A

X A

Tam gi¸c Tø diÖn

X A X XA X

40 e

X

X

X

X
X

X
X

A
X

X
X

X
X

X

A
X

X
X


V không phải là bội số của 8
AXn : V ≠ 8n, V = 8n+2m,
V=8n+2m+1
V

n

m

n+ m

CÊu tróc ph©

n tö
X

32

26
20

4

3
2

0

1
2

4

4
4

A
X

X

X

A
X

X
A

X

X

X


Lưu ý:
Hợp chất chứa số lẻ electron, 1 electron đó coi như 1cặp
electron chưa liên kết ⇒
lấy theo bội số của 8 ⇒qui tắc bát tử
Ví dụ ICl - có tổng e hóa trị
4
V = 7 + 28 + 1 = 36
⇒36 = 8n + 2m ⇒n = 4 ; m = 2


AXn : V ≠ 8n, V = 8n+2m, V=
8n+2m+1
CÊu tróc ph©
n tö ICl4V

n

36 4

m
2

n+m
6

Cl
Cl

I

Cl
Cl

Cl

I
Cl

Cl
Cl


NHỮNG HỢP CHẤT CỤ THỂ
Ph©n tö vµ ion 16 electron, th¼ng hµng
a. Nhãm c¸c ph©n tö vµ ion chøa Ag+, Au+,
Cu+, Hg2+, Zn2+, Cd2+ vµ ion kiÒm thæ

• Hîp chÊt cña Ag+, Au+, Cu+: [Ag(NH3)2]+,
[Au(NH3)2]+, [(H3N)AuCl], [AuCl2]-, [AgI2]-,
[Cu(NH3)2]+
•

C¸c halogenua cña Hg2+, Zn2+, Cd2+:
HgCl2, HgBr2, HgBrI, HgClI, HgF2, HgI2,
CdBr2, CdCl2, CdI2, ZnCl2, ZnI2.

• Mét sè ®ihalogenua kiÒm thæ: BeF2,
BeCl2, MgF2, CaCl2, CaBr2, CaI2.


Phân tử và ion 16 electron, thẳng hàng
b. Nhóm các phân tử và ion chứa C, N, O,
Si, S, Se
Nhóm 1: CO , N O, NO +, NCO-, CN 2-, NN - , OCS, CS , CSe
2
2
2
2
2
2
2
A = B = C
4

4

4

4

A B
6

2

A

C
6

2

2

B C
6

2

6

Bảng độ dài liên kết ở một số phân tử và
ion thẳng hàng
Độ dài liên kết ở các phân tử
nhóm 1, ()
A-B-C

A - B

B - C

O-C-O
N-N-O
(O-N-O)+
(N-C-O)-

1,16
1,13
1,15
1,21

1,16
1,19
1,15
1,13

Độ dài liên kết
đơn ở các phân
tử khác,()

C-C
C-N
C-O
N-N

1,54
1,47

1,43
1,46


Phân tử và ion 16 electron, thẳng hàng
b. Nhóm các phân tử và ion chứa C, N, O,
Si, S, Se, X
Nhóm 2: NC Cl, NC Br, NC I.
A = B = C
4

4

4

4

A B
6

2

A

C
6

2

2

B C
6

2

6

Độ dài liên kết N-C ở các phân tử trên đều nhỏ hơn 1,16 ,
tức là gần với độ dài của liên kết ba N C.
Độ dài liên kết C-X ở các phân tử trên đều gần với độ dài
liên kết C-X ở các phân tử CX , tức là gần với độ dài của liên kết
4
đơn.


Ph©n bè tam gi¸c cña 3 cÆp electron
18e = 2.8 +2 (dạng góc); 24 = 8.3
18 electron

X

A
X

X

A
X

X
24 electron

Nhãm 18 electron:
Nhãm IV

Nhãm V

SiF : 101o
2

Nhãm VI

(ONO)- : 115o

OOO : 117o

GeF : 94o
2

FNO:

110o

NSF: 117o

TiF : 138o
2

ClNO: 116o

SSO: 118o

SnX : 2
PbX : 2

BrNO:

117o

(HO)NO: 111o

OSO: 120o

Nhãm VII

(OClO)+ : 118o


Ph©n bè tam gi¸c cña 3 cÆp electron
18 electron

X

A
X

X

A

X

X
24 electron

Nhãm 24 electron:
Nhãm III

3−
3

BO
BX
3

Nhãm IV

-

2−
3 O NX
2

CO

OCX
2

Nhãm V
SO

3−

NO
- 3

(NOF )+
2
-

Nhãm VI

-

-


Ph©n bè tø diÖn cña 4 cÆp electron
26 electron

20 electron
A

X

A
X

X

X

X 32 electron
A

X

X

X

X

Nhãm 20 electron:

FOF
103

o

(SSS)2103

o

ClOCl

ClSCl

FSF

111

100

98

o

o

o

(OClO)- (ClClF) (FClF)+ (FBrF)- (ClICl)+
+

110

o

-

96

o

93,5

o

91,5

o


Ph©n bè tø diÖn cña 4 cÆp electron
26 electron

20 electron
X

A

A
X

X

X

X

X 32 electron
A
X

X

X

Nhãm 26 electron:
SnCl 3

NF , PX
3
3
SO 2-, SO F-, SOCl , SX +, SeO 2- , …
3
2
2
3
3
ClO -, ClO F, ….
3
2
XeO

3


Ph©n bè tø diÖn cña 4 cÆp electron
26 electron

20 electron
X

A

A
X

X

X

X

Nhãm 32 electron:
BeCl 24
B(OH) - , BF - , AlCl - , ….
4
4
4
SiO 4- , SiX ,
4
4
NF + , NOF
PO 3- , PO X2- , …
4
3,
4
3
SO 2-, SO X-, SO X ,
4
3
2 2
ClO -, ClO F
4
3
XeO

4

X 32 electron
A
X

X

X


Ph©n bè cña 5 cÆp electron
22 electron

28 electron

34 electron

X

X

X

A
X
th¼
ng

X

A

X
ch÷T

X

A

40 electron
X

X

X
tø diÖn lÖch

X

A

X
X

X
chãp kÐp tam gi¸c

Nhãm 22 electron, th¼ng hµng:
ClBr - , BrCl - , ICl - , IBr - , Br - , I - , …, KrF , XeF .
2
2

2
2
3
3
2
2
Nhãm 28 electron, ch÷ T:
ClF , BrF , SCl - , ICl .
3
3
3
3
Nhãm 34 electron, tø diÖn lÖch:
SF , SCl (so s¸nh víi CCl4) SeF , TeCl , IO F , IOF , BrF +
4
4
4
4
2 2
3
4
Nhãm 40 electron, chãp kÐp tam gi¸c:
PX , AsX , …, SnCl - , SOF
5
5
5
4,


Phân bố bát diện của 6 cặp electron

36 electron
X
X

A

X

42 electron

48 electron

X

X

X

X

X

vuông phẳ
ng

A

X
X

chóp vuông

X
X

A

X
X

X
bát diện

Nhóm 36 electron, vuông phẳng:
BrF - , IF - , XeF .
4
4
4
(XeF , tinh thể phân tử, đơn tà, Xe lai hoá sp3d2, liên kết 3 tâm)
4

Nhóm 42 electron, chóp vuông:
SbF 2- , SbCl 2- ; TeF - ; ClF , BrF , ICl ; XeOF , XeF .
5
5
5
5
5
5
4

5
(nguyên tử trung tâm A không nằm ở đáy chóp mà nằm cao hơn hoặc thấp hơn đáy khoảng 0,30,5 ):

Nhóm 48 electron, bát diện:
AlF 3- ; SiF 2- ;
6
6
IO(OH)

PF - ; SF , Te(OH) , TeO 6- ;
6
6
6
6
5

, IO 5- , IOF , IF +
6
5
6


XeF4

XeOF4

SF6
Số cặp e-: F

48

F

Xe

F48
F

O
F
F

Xe

F
F

42

F
F

F
S
F

F
F

Lai
hoá

Liên
kết
Tính
chất

sp3d2
Liên kết ba
tâm
Tinh thể
phân tử,
đơn tà

sp3d2

sp3d2
to nc -50 oC
to th -64 oC
Không t/d với
HOH, kiềm,
axit

Dạng
hình
học

Vuụng phng

Chúp vuụng

Bỏt din u

Phân bố của 7 cặp electron
50 electron
X
X
X
A
X
X X
bát diện lệch

56 electron
A

X X
X
A X
X
X X
chóp kép ngũ giác

sp3d2f
SbIIIX63- , TeIVX62- , IVF6- , XeVIF6

Trong các tinh thể
(NH4)4(SbIIIX6)(SbVX6),
(NH4)2(TeIVCl6), K2(TeIVCl6) bát
diện không bị lệch, cặp e- trơ
về mặt lập thể.

XeF6 có cấu trúc bát diện lệch,
chất lỏng (tonc -41 oC), hoạt

sp3d2f
IF7
Chất khí hoạt
động,
tos 5-6 oC


Nhãm 10 ÷ 14 electron ë c¸c ph©n tö
2 nguyªn tö
Tæng sè
e-

10

11

12

13

14

Ph©n bè
e- ho¸ trÞ

2/6/
2

VÝ dô

N2

O2+

O2

O2-

O22-

§é dµi liªn
kÕt, Å,
(pm)

1,10
(110)

1,12
(112)

1,21
(121)

1,30
(130)

1,48

(148)

BËc liªn
kÕt

3

2,5

2

1,5

1

3/5/ 4/4/ 5/3/ 6/2/
3
4
5
6


Nhãm 10 ÷ 14 electron ë c¸c ph©n tö
2 nguyªn tö
Tæng
sè e-

10

11

12

13

14

Ph©n
bè eho¸ trÞ

2/6/
2

3/5/
3

4/4/
4

5/3/
5

6/2/
6

N2

NO
O2+

NOO2

O2-

X2

Br2+

XX’
XO-

P2 , PN
C2 , CN-

SO
S2

CO ,
+
MC≡ O , M-NO
(N≡ O)+ , M+(N=O)-


Nhãm 17 vµ 19 electron ë c¸c
ph©n tö
AX2 vµ X2A-AX2
Nhãm 17 electron:
O

F

112o

X
_

O

Nhãm 34 electron:
F

F

O
A A

D¹ng h×
nh häc ?

X

X

O
C

F

X

O

B
O

N

134o

X

F

, A lai ho¸ sp2

O

F

B

A

C

127o

B

X

, A lai ho¸ sp2
2-

O

O
N N

C
O

O

O


Nhãm 17 vµ 19 electron ë c¸c
ph©n tö
AX2 vµ X2A-AX2
Nhãm 19 electron:

X

A

X

103o

Nhãm 38 electron: X

F

N

I

F

P

I
I

D¹ng h×
nh häc ?

P

A

A

Cl

117o

O
X

F

O

S

110o

N

F

N

_

O

F

F

, A lai ho¸ sp3

O
X

, A lai ho¸ sp3

X

O

I
O
O

S

S

O

2?


17 electron

16 electron
O
Gãc liªn kÕt:

N

O

180o

§ é dµi liªn kÕt: 112 pm

O

N
134o

O

120 pm

18 electron
_
N
O
O
115o
124 pm



molecu
le

2s

Sp-

2pz
Sp+
Be atomic
orbitals

Be sp hybrid
orbitals


Cl

Be

Cl

V = 2 + 7.2 = 16 = 8.2

σ1∗ σ2∗

Be

Clx2

p x py
p
s

d 1 d2
p x2

σ1 σ2