Bài 16. Luyện tập: Liên kết hoá học

LIEÂN KEÁT HOÙA
HOÏC

HÑC - A


Vì sao nghiên cứu Liên kết
hóa học
•
•

Vật chất tạo thành do các nguyên tử liên kết với nhau.
Hiểu được bản chất liên kết sẽ giúp hiểu được tính chất
của các chất

HĐC - A


Vì sao các nguyên tử lại liên
kết với nhau?
•

Để đạt tới trạng thái bền vững của hệ thống.

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 1023 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
HĐC
-A

G.N.Lewis
1875-1946
American Chemist


Ký hiệu Lewis
Mô tả các electron hóa trò của các nguyên tử.
Hydro:
Natri:
Clor:

H•
Na
• •

HĐC - A

• •

•

Cl
• •

•


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

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


Liên kết ion
Liên kết ion hình thành do sự tương tác tónh điện giữa các ion trái
dấu.

Điện tích của
hai ion là Q1
và Q2:

Q2

Q1

•

•

d
Q1Q2
Năng lượng tương tác:
E∝
d
HĐC - A


Baùn Kính Ion

HÑC - A


Năng lượng mạng tinh
thể

•
•

Là đại lượng thể hiện độ bền của liên kết ion.

•
•

NaCl(s) → Na+(g) + Cl−(g)

•

KCl(s) → K+(g) + Cl−(g)

Được đònh nghóa là “sự thay đổi entalpy của quá trình tách 1 mol hợp
chất ion ra thành các ion riêng lẻ”
∆H = 788 kJ

Năng lượng mạng tỷ lệ thuận với điện tích ion và tỷ lệ nghòch với
kích thước ion.

MgCl (s) → Mg+2(g) + 2 Cl−(g)
2

HĐC - A

∆H = 701 kJ
∆H = 3795 kJ


Chu trình Born-Haber
Năng lượng mạng tinh thể có thể được tính dựa theo đònh luật Hess theo
các bước sau.

Na+(k) + e- + Cl(k)

H

E(Cl)

Na+(k) + Cl-(k)

I1(Na)

Na(k) + Cl(k)
∆Hf°(Cl,k)

Na(k) + ½Cl2(k)

∆Hf°(Na,k) Na(r) + ½Cl2(k)
−∆Hf°(NaCl,r)
HĐC - A

NaCl(r)

Năng lượng
mạng


Năng lượng mạng
Sắp xếp các chất sau theo thứ tự năng lượng mạng tăng dần:
KCl
NaF
MgO

701 kJ
910 kJ

KBr
NaCl

Q1Q2
E∝

d

3795 kJ
671 kJ

Cl−

K+•

•

d
K+•

Br−

788 kJ
HĐC - A

d

•


Năng lượng mạng của một số
hợp chất ion

HĐC - A

Liên kết Cộng Hóa Trò
• 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.
• 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).

HĐC - A

H → H H

Cl
Cl
• • • •
• •

Electron
liên kết

• •

Cl
Cl
• • • •

• •

Electron không liên kết

• •

→

• •

• •

• •

Cl
+
Cl
• •
• •

• •

hay H H
• •

• •

• •

• •

+

•

•

Cl2:

H•
•

H2:

• •

•
•


Coâng thöùc Lewis

CH4:
HÑC - A

• •

• •

• •

hay H F• •

• •

• •

• •

• •

H O
H
• •

• •

hay H •O• H
• •

hay H N H

H

H
• •
H C
H
• •
H

H
hay H C H
H

• •

H N
H
• •
H
• •

NH3:

• •

• •

H2O:

H •F•

• •

HF:

• •


Liên kết đơn, liên
kết ba
• •

• •

N2:

N≡ N

• •

O
=O
• • • •

• •

O2:

• 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

H2,
Cl2:
• Khi có sự phân bố không đồng
đều: liên kết cộng hóa trò có
cực
HCl:
HĐC - A


Độ Âm điện
Độ phân cực của liên kết được xác đònh
dựa vào sự khác biệt ĐỘ ÂM ĐIỆN giữa hai
nguyên tử tạo liên kết.
Thang độ âm điện thông dụng do Pauling đề
nghò.

1901–94
Nobel Hóa học :
1954
Nobel Hòa Bình :
1962

HĐC - A