bài giảng hóa đại cương 3 LIEN KET CONG HOA TRI

Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Chương III. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ
I. NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC
Lý thuyết về liên kết hóa học là một trong những vấn đề trung tâm của hóa học
hiện đại vì có biết được bản chất tương tác giữa các tiểu phân, nghĩa là biết được
liên kết hóa học tạo thành giữa các tiểu phân trong tương tác thì mới hiểu được
những vấn đề cơ bản của hóa học như: tính đa dạng của vật chất, cơ chế tạo
thành, thành phần, cấu tạo và khả năng phản ứng của chúng.
1. Bản chất liên kết: liên kết hóa học có bản chất điện vì cơ sở tạo thành liên kết là
lực hút giữa các hạt mang điện (e, hạt nhân)

- Trong các tương tác hóa học chỉ có các e của những phân lớp ngoài cùng: ns,
np, (n - 1)d và (n - 2)f thực hiện liên kết: đó là các e hóa trị
- Theo cơ học lượng tử, nghiên cứu liên kết là nghiên cứu sự phân bố mật độ e
trong trường hạt nhân của các nguyên tử tạo nên nguyên tử.
2. Các loại liên kết
Liên kết nội phân tử
- Liên kết ion: xuất hiện giữa kim loại điển hình (kim loại kiềm, kiềm
thổ) và phi kim điển hình (F, O, Cl, Br, I).  > 1,7
- Liên kết cộng hóa trị: xuất hiện giữa các phi kim với nhau hoặc giữa
kim loại và phi kim,  < 1,7
- Liên kết kim loại: xuất hiện giữa các kim loại với nhau (hợp kim)
Liên kết liên phân tử
- Liên kết hydro
- Liên kết Van Der Waals
3. Một số đặc trưng của liên kết
a. Độ dài liên kết (d, Å): là khoảng cách giữa hai hạt nhân của các nguyên tử
tương tác

Độ dài liên kết thay đổi phụ thuộc vào:
kiểu liên kết
trạng thái hóa trị của các nguyên tố tương tác
độ bền hợp chất …
b. Góc hóa trị: là góc tạo bởi hai đoạn thẳng tưởng tượng nối hạt nhân nguyên
tử trung tâm với hai hạt nhân nguyên tử liên
kết
Góc hóa trị phụ thuộc vào:
bản chất nguyên tử tương tác
kiểu hợp chất
dạng hình học phân tử (cấu hình
không gian của phân tử)
15


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

c. Bậc liên kết: là số liên kết tạo thành giữa hai nguyên tử tương tác
d. Năng lượng liên kết, đặc trưng cho độ bền liên kết: là năng lượng cần tiêu tốn
để phá hủy liên kết
Năng lượng liên kết phụ thuộc vào:
độ dài
độ bội
độ bền liên kết
II. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ
Vì việc giải chính xác phương trình sóng Schrödinger đối với hệ phân tử không
thực hiện được nên để khảo sát liên kết cộng hóa trị người ta đưa ra nhiều
phương pháp giải gần đúng khác nhau, trong đó có hai phương pháp được phổ

biến rộng rãi là phương pháp liên kết hóa trị (VB) của Heitler – London và
phương pháp orbital phân tử (MO) của Mullinken – Hund.
1. Phương pháp orbital phân tử (Molcular Orbital)
a. Quan niệm của phương pháp MO
Thuyết MO quan niệm phân tử giống như một nguyên tử phức tạp đa
nhân. Các e chuyển động quanh các nhạt nhân.
Phương pháp MO tìm cách mô tả sự chuyển động của từng e riêng biệt
b. Xét ion phân tử H 2
- Ở một thời điểm bất kỳ các hạt nhân và e có vị trí tương đối như vậy:

ra
a
-

Vị trí tương đối của
electron và hai hạt nhân
trong ion phân tử hydro
H 2

rb
b

Rab

Phương trình sóng Schrodinger:
 2   2   2  8 2 m
 2  2  2  E  V   0
x 2
y
z

h

-

 e2
e2 e2  1


V



Thế năng V:
R
r
r
a
b  4 0
 ab
Để xác định hàm sóng H  , Mulliken và Hund tìm cách mô tả sự
2

chuyển động của từng electron trong phân tử:
Khi electron nằm gần hạt nhân a hơn, coi như electron chỉ bị a hút. Lúc đó sự
chuyển động của e được mô tả bằng hàm sóng của nguyên tử Ha: a 

1


e  ra

Khi electron nằm gần hạt nhân b hơn, coi như electron chỉ bị b hút. Lúc đó sự
chuyển động của e được mô tả bằng hàm sóng của nguyên tử Hb: b 

1

e  rb




C


C

1 a
2 b
→ Một cách gần đúng: hàm sóng Ψ của ion phân tử H : H 2
Thế H 2 vào phương trình sóng Schrödinger. Giải phương trình được 2 đáp số:

2

c1 = c2 = CS
c1 = - c2 = CA
16


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

→ Có 2 hàm sóng đặc trưng cho sự chuyển động của các e trong ion phân tử

2

H :
S C S  a1 b 2  a 2 b1 
 A C A  a1 b 2  a 2 b1 

- hàm đối xứng
- hàm bất đối xứng

Về phương diện vật lý:
ΨS – tương ứng với trường hợp mật độ electron tăng lên trong vùng
không gian giữa hai hạt nhân và phần lớn đám mây electron tập trung giữa hai
hạt nhân → lực hút xuất hiện → liên kết hình thành
ΨA – tương ứng với trường hợp xác suất có mặt electron trên mặt phẳng
đối xứng bằng không, nghĩa là đám ây electron không tập trung giữa hai hạt
nhân → lực đẩy xuất hiện → liên kết không hình thành.
c. Nội dung của phương pháp MO
Theo thuyết MO thì phân tử phải được xem là một hạt thống nhất bao
gồm các hạt nhân và các e của các nguyên tử tương tác. Trong đó mỗi
electron sẽ chuyển động trong điện trường do các hạt nhân và các
electron còn lại gây ra.
Tương tự như trong nguyên tử, trạng thái của electron trong phân
tử được xác định bằng các OM. Mỗi một MO cũng được xác định
bằng tổ hợp các số lượng tử n, l, ml
l
0

1
2
3
AO trong nguyên tử
s
p
d
f
MO trong phân tử




Các MO khác nhau bởi sự phân bố mật độ electron tương đối so với trục
liên nhân:
 - dọc theo trục nối hạt nhân

 - nằm về hai phía trục nối hạt nhân

Các MO được hình thành do sự tổ hợp tuyến tính (cộng hay trừ) các AO
(tức là sự xen phủ)
 Sự tổ hợp cộng (tổ hợp cùng dấu) các AO sẽ tạo thành các MO liên
kết, được biểu diễn bằng hàm sóng S (, …) có năng lượng nhỏ
hơn năng lượng của các AO tham gia tổ hợp
 Sự tổ hợp trừ ( tổ hợp khác dấu) các AO sẽ tạo thành các MO phản
liên kết, được biểu diễn bằng hàm sóng A (* ,* …) có năng
lượng lớn hơn năng lượng của các AO tham gia tổ hợp
 MO không liên kết (0, 0 …) do các AO chuyển nguyên vẹn mà
thành. Các MO này không ảnh hưởng tới liên kết. Năng lượng của
các MO không liên kết bằng năng lượng của các AO tạo thành nó.

17


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Số MO tạo thành bằng tổng số AO tham gia tổ hợp
Sự tạo thành các MO từ các AO có thể biểu diễn bằng giản đồ năng
lượng

Điều kiện tổ hợp: các AO tham gia tổ hợp phải:
 gần nhau về năng lượng
 có mật độ electron đáng kể
 có tính đối xứng đối với trục nối hạt nhân giống nhau
Sự phân bố e trên các MO cũng tương tự như trong nguyên tử, tuân theo
các nguyên lý ngoại trừ, vững bền của Paouli và quy tắc Hund
Các đặc trưng liên kết:
 Liên kết được quyết định bởi các e liên kết (e nằm trên các MO liên
kết) mà không bị triệt tiêu.
18


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Cứ một cặp e liên kết bị triệt tiêu bởi một cặp e phản liên kết tương
ứng

 Một bậc liên kết ứng với một cặp e liên kết không bị triệt tiêu
Cho liên kết 2 tâm:

d.

e  e
BLK 



lk

2

Bậc liên kết tăng thì năng lượng liên kết tăng còn độ dài liên kết
giảm
 Tên của liên kết được gọi bằng tên của cặp e liên kết không bị triệt
tiêu
Tóm lại: việc mô tả cấu trúc phân tử gồm các bước:
 Bước 1: Xét sự tạo thành MO từ các AO
 Bước 2: Sắp xếp các MO tạo thành theo thứ tự năng lượng tăng dần
 Bước 3: Xếp các e vào các MO
 Bước 4: Xét các đặc trưng liên kết
Áp dụng phương pháp MO cho các phân tử bậc hai
Các phân tử hai nguyên tử của những nguyên tố chu kỳ I

Các phân tử hai nguyên tử của những nguyên tố chu kỳ II

19

Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

*2 pz
2 p x , 2 p y

 2 pz

 2px ,  2py

 2s

 2S

 Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của các nguyên tố đầu chu kỳ II
Phân tử, ion
Li2
Be2
B2
C2
N2
N 2
Tổng số e hóa trị
2
4
6
8
10

11

 2p






z

 2 p x ,  2 p y

Giản đồ
đầu
chu kỳ




 2pz
 2px ,  2py

 




 


 2S

Bậc liên kết
1
Độ dài liên kết (Å)
2,67
Năng lượng lk (kJ/mol)
105
Từ tính
nghịch từ
 2s

 

 





0
–
–
–








 






















1
2
3
2,5

1,59
1,24
1,10
1,12
289
599
940
828
thuận từ nghịch từ nghịch từ thuận từ

 Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của những nguyên tố cuối chu kỳ II
20


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Phân tử, ion
Tổng số e hóa trị



Giản đồ
cuối
chu kỳ


2px

O2

O2

11



2pz

 2px ,  2py
 2pz

12


13




,  2 p y






F2

O2

14













Ne2

F2

15

16



































 2S






Bậc liên kết
2,5
2
1,5
1
0,5
Độ dài liên kết (Å)
1,12
1,21
1,26
1,41
Năng lượng lk (kJ/mol)
629
494
328
154
Từ tính
thuận từ thuận từ thuận từ nghịch từ thuận từ
 2s




0
–
–

–

 Các phân tử hai nguyên tử khác loại của những nguyên tố chu kỳ II
 Các MO tạo thành tương tự trường hợp phân tử 2 nguyên tử cùng
loại chu kỳ II:
- Khi cả hai nguyên tử là nguyên tố cuối chu kỳ: tạo giản đồ cuối
chu kỳ
- Trong các trường hợp còn lại: tạo giản đồ đầu chu kỳ
 Do các nguyên tử tương tác khác nhau về độ âm điện nên:
- AO của nguyên tử dương điện hơn sẽ góp chủ yếu vào MO phản
liên kết
- AO của nguyên tử âm điện hơn sẽ góp chủ yếu vào MO liên kết

21


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Phân tử, ion
Tổng số e hóa trị

N2
10


 2 p z

Giản đồ

đầu
chu kỳ

 2 p x ,  2 p y



 2px ,  2py
 2s

 2S

Bậc liên kết
Độ dài liên kết (Å)
Năng lượng lk (kJ/mol)
Từ tính







 2pz



CN–
10


CO
10










3
1,10
940
nghịch từ












3

1,13
1076
nghịch từ

22

NO+
10











3
1,14
1004
nghịch từ








3
1,06
1051
nghịch từ


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

e. Nhận xét
Khi thêm e trên các MO liên kết sẽ làm bậc liên kết tăng  liên kết sẽ
bền hơn
Khi thêm e vào các MO phản liên kết sẽ làm bậc liên kết giảm  liên
kết sẽ kém bền hơn
Khi thêm e vào MO không liên kết, bậc liên kết không thay đổi
Ưu điểm của phương pháp MO
Giải thích được sự tồn tại của H 2 và sự không tồn tại của Be2, Ne2

Giải thích được tính thuận từ của O2 (Các phân tử chứa e độc thân thì

thuận từ, các phân tử không có chứa e độc thân thì nghịch từ)
Giải thích được mầu sắc của các chất: là do sự hấp thu có chọn lọc

của chất với các tia vùng quang phổ ánh sáng thấy được. Chính sự
hấp thu có chọn lọc khi bị kích thích này của các phân tử làm cho các
chất có mầu sắc (là tổ hợp của các tia sáng còn lại không bị hấp thụ)
khác nhau
Nhược điểm của phương pháp MO: khó
2. Phương pháp liên kết hóa trị (VB – Valence Bond)

a. Quan niệm về liên kết cộng hóa trị theo phương pháp VB
Ví dụ: Phân tử H2
- Ở một thời điểm bất kỳ các hạt nhân và các e có vị trí tương đối như vậy:
1

r12

2

ra1
ra2

rb2

Vị trí tương đối của các
electron và hạt nhân trong
phân tử hydro

rb1
a
-

b

Rab

Phương trình sóng Schrodinger:
 2   2   2  8 2 m
 2  2  2  E  V   0
x 2

y
z
h

-

Thế năng V:

 e2
e2 e2 e2 e2 e2  1

V 





 R ab r12 ra1 ra 2 rb1 rb 2  4 0

- Để xác định hàm sóng Ψ, Heitler và London lý luận:
Khi hai nguyên tử ở xa nhau vô cùng, thực tế chỉ cần chú ý tới tương tác giữa e
và hạt nhân của từng nguyên tử. Lúc đó sự chuyển động của e được mô tả
1  ra1
e

1  rb 2
b 2 
e
Của nguyên tử Hb2:


→ Một cách gần đúng: hàm sóng Ψ của phân tử H2:  a1 b 2

bằng hàm sóng của nguyên tử Ha1 :

a1 

Khi hai nguyên tử H tiến lại gần nhau: e1 gần hạt nhân b, e2 gần hạt nhân a →
hàm sóng được bổ sung thêm đại lượng:
23


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương
 ' a 2 b1
c1 a1 b 2  c 2 a 2 b1

Một cách gần đúng: H
Thế H vào phương trình sóng Schrodinger. Giải phương trình được 2 đáp số:
c1 = c2 = CS
c1 = - c2 = CA
→ Có 2 hàm sóng đặc trưng cho sự chuyển động của các e trong phân tử H2:
S C S  a1 b 2  a 2 b1 
- hàm đối xứng
 A C A  a1 b 2  a 2 b1 
- hàm bất đối xứng
Về phương diện vật lý:
ΨS - ứng với trường hợp 2e của H2 có spin ngược dấu: mật độ e tăng lên
trong vùng không gian giữa hai hạt nhân → lực hút xuất hiện → liên kết hình
thành

ΨA - ứng với trường hợp 2e của H2 có spin cùng dấu: mật độ e giảm
xuống = 0 trong vùng không gian giữa hai hạt nhân → lực đẩy xuất hiện → liên
kết không hình thành
Liên kết giữa các nguyên tử H được tạo thành như trên gọi là liên kết cộng hóa trị.
b. Nội dung cơ bản của phương pháp VB về liên kết cộng hóa trị:
Liên kết cộng hóa trị cơ sở trên cặp e ghép đôi
có spin
ngược dấu và thuộc về đồng thời cả hai nguyên
tử
tương tác (liên kết 2e – 2 tâm)
Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự xen
phủ lẫn
nhau giữa các AO hóa trị của các nguyên tử
tương
tác (sự tổ hợp tuyến tính các hàm sóng nguyên tử)
Mức độ và kết quả xen phủ phụ thuộc vào dấu của các AO:
 Xen phủ dương: nếu trong vùng xen phủ các hàm sóng có dấu
giống nhau  xuất hiện lực hút giữa các hạt nhân và các electron
 liên kết hình thành
 Xen phủ âm: nếu trong vùng xen phủ các hàm sóng có dấu ngược
nhau  xuất hiện lực dẩy giữa các hạt nhân  liên kết không
hình thành
 Xen phủ không: không xuất hiện cả lực hút cũng như lực đẩy 
liên kết không hình thành
Liên kết cộng hóa trị càng bền khi mật độ xen phủ của các AO càng lớn.
Vì độ xen phủ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của các AO và
hướng xen phủ của chúng → tính chất đặc trưng của liên kết cộng hóa trị là:
bão hòa, định hướng và phân cực.
Điều kiện tạo liên kết cộng hóa trị:
 Năng lượng của các AO tham gia xen phủ phải xấp xỉ nhau

 Các AO tham gia xen phủ phải có mật độ e đủ lớn
 Các AO tham gia xen phủ phải cùng tính định hướng
Biểu diễm liên kết cộng hóa trị: H : H hoặc H – H
c. Các loại liên kết cộng hóa trị và bậc liên kết
Các loại liên kết cộng hóa trị: tùy thuộc vào cách xen phủ của các AO,
tính đối xứng tương đối so với đường nối các hạt nhân mà người ta chia
ra các kiểu liên kết , , 
2

2

24


Trần Minh Hương


Bài giảng Hóa Đại cương

Liên kết cộng hóa trị  : được hình thành do sự che phủ của các AO
dọc theo trục nối hai hạt nhân z. Có thể xuất hiện giữa tất cả các loại
AO: s – s, pz – pz, s – pz, s – d z , pz – d z …
2





2

Liên kết cộng hóa trị  : được hình thành do sự che phủ của các AO
về hai bên của trục nối hai hạt nhân z. Trường hợp này tương ứng với
sự che phủ px – px, py – py, dxz – dxz, dyz – dyz, px – dxz, py - dyz… Do mật
độ che phủ thường nhỏ hơn nên liên kết  thường kém bền hơn .

Liên kết cộng hóa trị  : hình thành do 2 AO d nằm trong hai mặt
phẳng song song che phủ lẫn nhau theo cả 4 cánh hoa. Trường hợp
này tương ứng với sự che phủ dxy - dxy

Bậc liên kết: liên kết đơn: bậc 1
liên kết đôi: bậc 2
liên kết ba: bậc 3
Bậc liên kết có thể là số lẻ khi có mặt liên kết  di động
Ví dụ: Cl2
bậc liên kết = 1,13
C6H6 bậc liên kết = 1,5

25


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

d. Các tính chất của liên kết cộng hóa trị
Khả năng tạo liên kết và tính bão hòa của liên kết cộng hóa trị
Dựa vào cơ chế tạo liên kết ta có thể biết được khả năng tạo liên kết cộng hóa
trị của một nguyên tố. Có 2 cơ chế tạo liên kết:
 Cơ chế ghép đôi: liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự xen phủ
của 2 AO hóa trị chứa e độc thân của 2 nguyên tử tương tác.

 Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị theo cơ chế ghép đôi được quyết định bởi
số AO chứa e độc thân
Chú ý: số AO chứa e độc thân có thể tăng lên do kích thích:
Ví dụ: C
2s22p2


C*
2s12p3
 Cơ chế góp chung: liên kết cộng hóa trị được hình thành do một
nguyên tử tương tác đưa ra cặp e hóa trị tự do, còn nguyên tử kia nhận lấy.
 Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị theo cơ chế cho - nhận được quyết định
bởi số AO trống và số AO chứa cặp electron ghép đôi
 Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị nói chung (theo cả hai cơ chế góp chung và cho nhận) được quyết định bởi số AO hóa trị nói chung (AO trống, AO chứa electron độc
thân và AO chứa cặp electron ghép đôi)
 Tính bão hòa của liên kết cộng hóa trị: Vì mỗi nguyên tố hóa học chỉ
có một số giới hạn AO hóa trị nên chỉ có khả năng tạo số giới hạn liên kết cộng hóa trị.
Đó là tính bão hòa của liên kết cộng hóa trị.
Ví dụ: Các nguyên tố chu kỳ I có 1AO hóa trị  tạo tối đa 1 liên kết cộng hóa trị.
Các nguyên tố chu kỳ II có 4AO hóa trị  tạo tối đa 4 liên kết cộng hóa trị.
Các nguyên tố chu kỳ III có 9AO hóa trị  tạo tối đa 9 liên kết cộng hóa trị.
Tính định hướng và sự lai hóa các AO
 Tính định hướng và cấu hình không gian của phân tử
- Liên kết được phân bố theo phương tại đó sự xen phủ của các AO là lớn nhất
- Liên kết sẽ bền nhất khi mật độ xen phủ các AO là lớn nhất
→ Các liên kết tạo thành có hướng nhất định → phân tử có cấu hình không
gian xác định.
- Ví dụ: H2Se
Se: 4s24p4
y

H

1s

1s

4px

H
Se

x

Góc liên kết = 900

4pz

26


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Thuyết lai hóa các AO
• Để tăng mật độ xen phủ, khi tạo liên kết nguyên tử dùng các AO lai hóa thay
thế cho các AO thuần túy s, p, d, f.
• Các AO lai hóa tạo thành do sự xen phủ của các AO trong nội bộ nguyên tử.
• Đặc điểm của các Aolai hóa:

√ Số Aolai hóa tạo thành = số AO tham gia lai hóa
√ Năng lượng bằng nhau
√ Phân bố đối xứng trong không gian  phân tử bền hơn
√ Hình dạng: giống nhau: mật độ e dồn về một phía  mật độ xen phủ tăng
 liên kết bền hơn


• Điều kiện để lai hóa bền
√ Năng lượng của các AO tham gia lai hóa xấp xỉ nhau
√ Mật độ e của các AO tham gia lai hóa đủ lớn
√ Liên kết tạo thành đủ bền
→ Trong một chu kỳ: Ens - np↑: khả năng lai hóa ↓
Li
Be B
C
N
O
F
Ne
E2s – 2p (eV) 1.9 2.8 5.7 8.1 11.4 18.9 22.6 26.8
Trong một phân nhóm: kích thước nguyên tử ↑ → mật độ electron giảm  khả
năng lai hóa↓
• Các kiểu lai hóa thường gặp:
Dạng lai hóa

sp2

sp

sp3

Nguyên tử trung tâm

Ví dụ

C2H2
BH3



Ví dụ:

27

CH4


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

Ví:









Dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm A trong phân tử ABn
y = 2 → A ở trạng thái LH sp → góc LH 1800
x
y  n
y = 3 → A ở trạng thái LH sp2 → góc LH 1200
2
y = 4 → A ở trạng thái LH sp3 → góc LH 109028’
y - Số cặp e trên lai hóa = Số AOLH = số AO tự do + số AO liên kết
x - số e hóa trị tự do = STT nhóm - số OXH của A
n – số AO liên kết = số phối tử B
Chú ý: + trong công thức này coi B luôn nhận số OXH âm;
+ trong các hợp chất hữu cơ: C+4
Số liên kết  tạo thành trong phân tử ABn
Nếu A là nguyên tố chu kỳ II: dùng quy tắc bát tử để xét sự tạo thành liên

kết 
Nếu A là nguyên tố chu kỳ III: số liên kết  = số OXH – n

  
B
Bậc phản ứng:

Dự đoán cấu hình không gian của phân tử
28


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

• Đối với các phân tử ABn không có chứa AOLH tự do: Góc lk = góc LH
• Đối với các phân tử ABn có AOLH tự do:
- Hiệu ứng đẩy của ↑↓ tự do > của ↓↑ LK > của ↑
- Nếu χA < χB: Đám mây e nằm lệch về phía B → góc dễ bị thu hẹp hơn
- Nếu χA > χB: Đám mây e nằm lệch về phía A → góc khó bị thu hẹp hơn
Kiểu lai hóa của
Dạng phân tử Cấu hình không
Góc liên kết
nguyên tử trung tâm
gian của phân tử
sp
AB2
Đường thẳng
1800
sp2
AB3
Tam giác phẳng
1200
AB2
Góc
 1200
sp3
AB4
Tứ diện
109028’
AB3
Tháp tam giác
 109028’
AB2

Góc
 109028’
Tính phân cực của liên kết cộng hóa trị
Đám mây e liên kết phân bố giữa 2 hạt nhân nguyên tử:
- Khi 2 nguyên tử tương tác giống nhau: đám mây e phân bố đối xứng giữa 2 hạt
nhân → liên kết không phân cực (đồng cực)
- Khi 2 nguyên tử tương tác khác nhau: đám mây e phân bố bất đối xứng giữa 2
hạt nhân → liên kết bị phân cực (dị cực):
+ Đám mây e lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn → nguyên tử bị
phân cực âm
+ Nguyên tử kia sẽ bị phân cực dương
 Có thể nói: liên kết cộng hóa trị có cực có một phần tính ion.
A–B
A–B
A–B
χA = χB
χA < χB
χA << χB
Lk cht không cực
lk cht có cực
lk ion
e. Nhận xét về phương pháp VB
Phương pháp VB giải quyết được một số vấn đề của liên kết cộng hóa trị
 Khả năng tạo liên kết cộng hóa trị
 Các đặc trưng của liên kết
 Giải thích được cấu trúc và tính chất của nhiều phân tử
 Dễ hình dung
Nhược điểm của phương pháp VB: chưa được tổng quát, còn nhiều hiện
tượng thực nghiệm không thể giải thích được bằng phương pháp này:
Tính thuận từ của O2


Sự tồn tại khá bền của ion phân tử H 2

Màu sắc, quang phổ của phân tử …

3. So sánh thuyết VB và MO
Khi giải gần đúng phương trình sóng Schroedinger, 2 phương pháp xuất
phát từ luận điểm cơ bản khác nhau:
VB: mô tả sự chuyển động đồng thời của cặp e
MO: mô tả sự chuyển động của từng e riêng biệt.
Giống nhau ở liên kết 2 tâm:
 Cả 2 thuyết đều dẫn đến sự phân bố e trong phân tử giống nhau.

29


Trần Minh Hương

Bài giảng Hóa Đại cương

 Để tạo thành liên kết cộng hóa trị phải có mật độ e giữa 2 hạt nhân
nguyên tử
 Để tạo thành liên kết các AO phải xen phủ nhau.
 Cách phân biệt liên kết σ và π giống nhau
Ưu điểm của VB so với MO: mô tả phân tử một cách cụ thể:
 Cho phép dùng khái niệm hoá trị quen thuộc
 Biễu diễn phân tử bằng công thức cấu tạo
→ Thuyết VB tiện lợi khi trình bày lý thuyết
Nhược điểm của VB không giải thích được một số trường hợp
Ưu điểm của MO so với VB:

 Tổng quát hơn: mô tả được liên kết hóa học trong mọi phân tử (kể cả
liên kết kim loại)
 Mô tả được trạng thái kích thích của phân tử
 Giải thích được màu sắc và quang phổ của phân tử
Nhược điểm của MO: khó
4. Các phân tử cộng hóa trị và lưỡng cực
a. Phân tử cộng hóa trị có cực và không cực
 Phân tử cộng hóa trị có cực là do sự phân bố mật độ e trong phân tử gần
với nguyên tử âm điện hơn, làm cho nguyên tử có độ âm điện lớn hơn sẽ
phân cực âm và nguyên tử kia phân cực dương.
 Phân tử cộng hóa trị không cực là phân tử tạo thành từ các nguyên tử
cùng loại (N2, H2, O2…) hoặc phân tử có tính đối xứng trong không gian
(CO2, CH4, C6H6 …)
b. Lưỡng cực và moment lưỡng cực
 Phân tử có cực : xuất hiện lưỡng cực điện gồm hai tâm có điện tích bằng
nhau nhưng trái dấu (+, - ) , nằm cách nhau một khoảng ℓ gọi là độ dài
lưỡng cực
 Moment lưỡng cực: là đại lượng vectơ có chiều quy ước từ cực dương
đến cực
âm



  q  e  . Thực tế  thường được đo bằng đơn vị debye (D)
 Moment lưỡng cực của phân tử là tổng vectơ moment lưỡng cực của các
liên kết và các cặp electron hóa trị tự do  Các phân tử có cấu tạo đối

xứng đều có  0



 Phân tử cộng hóa trị:  = 0  4 D.  càng lớn phân tử càng phân cực
mạnh.

30