Chương 2: Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử

Chia sẻ: York Michael | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

510
lượt xem 139
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bản chất liên kết: Liên kết hóa học có bản chất điện (vì rằng cơ sở tồn tại mọi liên kết hóa học đều là lực hút giữa các hạt tích điện_hạt nhân và các electron nguyên tử). Electron tham gia liên kết thường ở những phân lớp ngoài cùng: ns, nsnp, (n-1)dns, (n-2)f. Những electron tham gia liên kết gọi là electron hóa trị.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 2: Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử

CHƯƠNG 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ I. Các đặc trưng cơ bản của liên kết hóa học 1.Bản chất liên kết Liên kết hóa học có bản chất điện (vì rằng cơ sở tồn tại mọi liên kết hóa học đều là lực hút giữa các hạt tích điện_hạt nhân và các electron nguyên tử). Electron tham gia liên kết thường ở những phân lớp ngoài cùng: ns, nsnp, (n-1)dns, (n-2)f. Những electron tham gia liên kết gọi là electron hóa trị.
2. Một số đặc trưng của liên kết 2.1 Năng lượng liên kết (E): Là năng lượng cần tiêu tốn để phá vỡ liên kết của một mol phân tử ở trạng thái khí.
Ví dụ : H 2 (k ) → H (k ) + H (k ); E H − H = ∆H 0 = +436.4kJ Với phân tử H2O. H − O − H → H − O(l ) + H (k ); ∆H10 = 493,7(kJ ) H − O → O(k ) + H (k ); ∆H 2 = 423,8(kJ ) 0 ∆H10 + ∆H 2 0 E H −O = = 458,8(kJ ) 2
2.2 Độ dài liên kết (d) Là khoảng cách giữa hai hạt nhân của các nguyên tử trong liên kết. d Trong thực nghiệm, d được xác định bằng phương pháp phổ vi sóng, phương pháp nhiễu xạ electron. d A− B ≈ rA + rB d C −C > d C =C > d C ≡C
2.3 Góc hóa trị Là góc tạo thành bởi hai đoạn thẳng tưởng tượng nối hạt nhân nguyên tử trung α tâm với hai hạt nhân nguyên tử liên kết. Phân tử H2O: Phân tử BeH2
II. Các loại liên kết hóa học cơ bản 1. Liên kết ion theo Kossel 1.1 Định nghĩa: phân tử mà liên kết được tạo thành nhờ sự chuyển electron từ nguyên tử này sang nguyên tử kia, để nguyên tử trong phân tử đạt cấu hình bền của khí hiếm. Loại liên kết này gọi là liên kết ion. Hợp chất hình thành từ phân tử có liên kết ion thì gọi là hợp chất ion. Hợp chất muối ăn (NaCl):
1.2 Tính chất của liên kết ion •Bản chất liên kết ion là lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu. •Không định hướng trong không gian. •Hợp chất ion khi tan trong nước tạo thành ion âm và ion dương trong hợp chất. •Hợp chất ion thường tồn tại ở trạng thái tinh thể ở nhiệt độ thường. Điều kiện cần để hình thành liên kết ion: liên kết ion chỉ hình thành giữa các kim loại điển hình và phi kim điển hình. Ví dụ: MgO, CaO, KCl…
1.3 Năng lượng mạng tinh thể ion Là năng lượng giải phóng ra khi hình thành 1 mol tinh thể hợp chất ion đó từ các ion ở thể khí. ∆H + − M (k ) + X (k ) → MX (tt ) UMX = ∆H Chu trình Born-Haber (tham khảo tài liệu)
2. Liên kết cộng hóa trị theo Lewis 2.1 Định nghĩa: Phân tử mà liên kết được tạo thành bằng một hay nhiều cặp electron chung để nguyên tử trong phân tử đạt cấu hình bền của khí hiếm. Loại liên kết này gọi là liên kết cộng hóa trị hay liên kết liên phân tử. Ví dụ: H2, Cl2, CO2, N2.... •Cặp electron dùng chung gọi là cặp electron liên kết. •Cặp e- không tham gia liên kết gọi là cặp e- không liên kết hay e- tự do. 2.2 Tính chất •Có tính định hướng rõ rệt trong không gian. •Có thể tách từng phân tử riêng rẽ ở nhiệ độ thường. •Không tồn tại ion âm, ion dương trong hợp chất. Điều kiện hình thành liên kết cộng hóa trị: hình thành giữa các phi kim điển hình (có độ âm điện gần bằng nhau).
3. Liên kết cộng hóa trị phân cực hay liên kết ion-cộng hóa trị. Đó là những liên kết của những phân tử trong hợp chất mà ở những trạng thái này thì mang tính chất của hợp chất CHT, ở trạng thái khác lại mang tính chất của hợp chất ion. Xét hợp chất HCl: khi ở thể khí mang tính chất của hợp chất cộng hóa trị, khi ở thể lỏng mang tính chất của hợp chất ion. Căn cứ vào độ lệch độ âm điện của các nguyên tử hình thành nên phân tử ta đánh giá tính ion trong hợp chất CHT phân cực.
Trong một số trường hợp cặp electron chung chỉ do một nguyên tử đơn phương đóng góp. Liên kết trong trường hợp này gọi là liên kết cho nhận hay liên kết phối trí. Ví dụ: + − NH 3 + HCl → NH 4 + Cl
NH 3 + BF3 → H 3 N − BF3
4. Liên kết cộng hóa trị theo thuyết VB 4.1 Kiểu xen phủ các orbitan nguyên tử Theo thuyết VB: khi hai nguyên tử tiến lại gần nhau thì các orbitan hóa trị có thể xen phủ (tổ hợp) với nhau hình thành liên kết. Sự xen phủ chỉ xảy ra với 2 nguyên tử có orbital hóa trị thỏa 2 điều kiện sau: • Đồng năng • Cả hai orbital hóa trị của hai nguyên tử đều có e- độc thân. Hoặc 1 AO của nguyên tử này trống và nguyên tử kia có cặp e- chưa liên kết.
Các loại liên kết • Liên kết σ: được hình thành do sự xen phủ dọc theo trục nối tâm của hai AO hóa trị của hai nguyên tử.
•Liên kết π: được hình thành do sự xen phủ của các orbital theo phương vuông góc với liên kết (trục nối tâm hai nguyên tử).
• Liên kết σ làm mật độ electron liên kết tăng Ví dụ: CH2=CH2 nhiều so với liên kết π, vì vậy liên kết σ bền hơn liên kết π. • Nếu giữa hai nguyên tử có nhiều orbital xen phủ thì xen phủ tạo liên kết σ được ưu tiên hơn. (chỉ sau khi xen phủ tạo liên kết σ được hình thành Phân tử Etylen xong thì liên kết π mới được thực hiện).
4.2 Cộng hóa trị của nguyên tố • Cộng hóa trị của một nguyên tố bằng số electron độc thân của nguyên tử ở trạng thái cơ bản hoặc kích thích.
Ví dụ : cộng hóa trị của các nguyên tố chu kỳ 3
4.3 Hình học phân tử cộng hóa trị • Sau khi xen phủ để tạo liên kết cộng hóa trị, các liên kết này sẽ được phân bố trên không gian theo mô hình thuyết đẩy các cặp electron hóa trị. Tuân theo 2 quy tắc sau:  Các cặp e- hóa trị phải được phân bố cách xa nhau nhất để lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất.  Lực đẩy giữa hai cặp e- không liên kết lớp hơn lực đẩy giữa cặp e- liên kết và cặp e- không liên kết; Lực đẩy giữa cặp e- liên kết và cặp e- không liên kết lớn hơn lực đẩy giữa hai cặp e- liên kết.
Xét phân tử CHT Axn với A-nguyên tử trung tâm; và X-nguyên tử liên kết 4.3.1 Trường hợp nguyên tố trung tâm A không có cặp e- tự do: a. Khi n=2: ˆ AX2 Phân bố trên đường thẳng,góc hóa trị XAX = 180 0 Ví dụ: phân tử BeH2 2s2 2p0 2s1 2p1 ↑ Be ↑ Be* ↑ ↑