Chuong 3 lkhh

9/8/2014
1
Hóa Đại Cương
1
LIÊN KẾT HÓA HỌC & CẤU TẠO PHÂN TỬ
CHƯƠNG 3
2
Hóa Đại Cương
Khi các ng.tử ở thật xa nhau tiến đến gần nhau tương tác đầu tiên xuất hiện là lực hút, đến một khoảng cách nhất định bắt đầu xuất hiện tương tác đẩy, khi có sự cân bằng giữa hai lực thì liên kết hóa học hình thành.
Liên kết hóa học hình thành tương ứng với các nguyên tử phải sắp xếp lại cấu trúc e các phân lớp ngoài cùng sao cho đạt tổng năng lượng chung của hệ phải nhỏ thì liên kết mới bền, nghĩa là khi có sự tạo thành liên kết thì quá trình phát nhiệt (ΔH < 0)
SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT HÓA HỌC
3
Hóa Đại Cương
Đường cong thế năng của nguyên tử Hydro
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
4
Hóa Đại Cương
Bản chất liên kết: lực tương tác giữa các hạt nhân (+) và electron (-).
Electron thực hiện liên kết hóa học là những electron ở phân lớp ngoài cùng: ns, np, (n-1)d, (n-2)f.
5
Hóa Đại Cương
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 hợp chất.
Những thông số chính đặc trưng cho phân tử và cho liên kết:
Độ dài liên kết
Góc hóa trị
Năng lượng liên kết.
6
Hóa Đại Cương
Độ dài liên kết: khoảng cách giữa 2 hạt nhân của các nguyên tử tương tác với nhau, Å
Công thức gần đúng: dA-B=rA+rB
Nếu A, B có độ âm điện khác nhau:
dA-B=rA+rB-0.09A-B
ĐỘ DÀI LIÊN KẾT

9/8/2014
2
Hóa Đại Cương 7
 Góc hóa trị: là góc tạo thành bởi hai đoạn thẳng tưởng
tượng nối hạt nhân nguyên tử trung tâm với hai hạt
nhân nguyên tử liên kết.
 Góc hóa trị thay đổi theo qui luật và phụ thuộc vào:
 Bản chất nguyên tử.
 Kiểu liên kết.
 Dạng hình học phân tử.
 Tương tác đẩy giữa các đôi electron liên kết và không
liên kết trong phân tử.
GÓC HÓA TRỊ
Đường thẳng
Tam giác đều
GÓC HÓA TRỊ
Tứ diện đều
Hai kim tự tháp
tam giác đều
GÓC HÓA TRỊ
Bát diện đều
GÓC HÓA TRỊ
104.5O 107O
N
H H
H
C
H
H H
H
109.5O
O
H H
GÓC HÓA TRỊ
 Năng lượng liên kết, kj/mol hoặc kcal/mol: là năng
lượng cần tiêu tốn để phá hủy liên kết (hay là năng
lượng giải phóng ra khi tạo thành liên kết).
 Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền liên kết.
 Năng lượng liên kết phụ thuộc vào độ dài liên kết, độ
bội liên kết, độ bền liên kết.
A-B(k) +EA-B
 A(k) + B(k), EA-B=EphânlyA-B
ABn(k) +EABn
 A(k) + nB(k), EA-B=(1/n)EABn
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT

9/8/2014
3
13
Hóa Đại Cương
Ví dụ:
•Đối với H2:
Ephân li =Elk H-H = 431.4kj/mol
•Đối với H2O:
ElkTB O-H =1/2Epl H2O = 919.6/2 = 459.8kj/mol
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT
14
Hóa Đại Cương
•Độ bội liên kết: laø soá lieân keát ñöôïc hình thaønh giöõa hai nguyeân töû trong lieân keát.
Ví duï: C – C ñoä boäi 1, C C ñoä boäi 3.
ĐỘ BỘI LIÊN KẾT
15
Hóa Đại Cương
“Để có một trạng thái electron ổn định giống khí trơ, các nguyên tử có khuynh hướng nhận, cho, hay chia sẻ các electron để lớp ngoài cùng có thể có hoặc góp phần vào 4 cặp electron (bát bộ).”
Các ngoại lệ: Thí dụ như với hydrogen và helium, số electron tối đa là 2; với phosphorus (P) số này có thể là 10; với sulfur (S) số này có thể là 12.
QUY TẮC BÁT BỘ
16
Hóa Đại Cương
QUY TẮC BÁT BỘ
17
Hóa Đại Cương
Liên kết cộng hóa trị -Covalent bond: là kết quả của việc chia ghép electron giữa các nguyên tử, thường gặp giữa các phi kim.
Liên kết ion-Ionic bond: là kết quả của việc chuyển electron từ kim loại sang phi kim.
Liên kết kim loại-Metalic bond: là lực hút giữa các nguyên tử kim loại tinh khiết với nhau. (Tự đọc)
Liên kết hydro-Hydrogen bond: Là lực tương tác đăc biệt tồn tại giữa 1 nguyên tố có độ âm điện lớn và hydro.
Liên kết Vander Wall: là loại liên kết xuất hiện giữa các phân tử.
CÁC LOẠI LIÊN KẾT HÓA HỌC
18
Hóa Đại Cương
Phương pháp Valence Bond (Phương pháp VB) còn gọi là phương pháp cặp electron.
Phương pháp này dựa trên cơ sở nghiên cứu sự hình thành H2.
Do Walter Heitler và Fritz London đưa ra năm 1927 phát triển trên lý thuyết cấu trúc Lewis. Về sau Linus Pauling phát triển thêm thuyết cộng hưởng và lai hóa (1930).
Thuyết orbital phân tử (MO : Molecule Orbital) (Mulliken):
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

9/8/2014
4
 Nghiên cứu LK cộng hóa trị dựa trên cơ sở nghiên cứu sự
hình thành H2.
 Khi 2 ng tử ở xa nhau:
 1= a1b2
 Khi 2 ng tử ở gần nhau xuất hiện
 Các tương tác (Ha-e2, Hb-e1):
2= a2b1
PT sóng đối với hệ H2:
H2= C1a1b2 + C2a2b1 (4.8)
+
e2
Hb
Ha
+
-
ra1
rb2
-
ra2
rb2
e1
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ (VB)
Giải PT sóng (4.8):
s= Cs(a1b2 +a2b1)
A= CA(a1b2 _a2b1)
s là hàm đối xứng (2 electron có spin ngược nhau).
A là hàm bất đối xứng (2 electron có spin giống nhau).
 Hàm s: Tương ứng với 2 e trao đổi có spin ngược
dấu nhau nên hút nhau làm mật độ e trong vùng
không gian giữa hai hạt nhân tăng lên → lực hút gia
tăng nên liên kết được hình thành.
 Hàm A: Tương ứng với 2 e trao đổi có spin cùng dấu
nhau nên đẩy nhau làm mật độ e trong vùng không
gian giữa hai hạt nhân triệt tiêu → nên liên kết không
hình thành.
 Một số điểm cơ bản của phương pháp VB:
 LK CHT hình thành trên cơ sở cặp electron ghép
đôi, spin ngược nhau và thuộc về đồng thời cả hai
ng tử tương tác.  LKCHT còn gọi là LK 2 tâm.
 LK CHT hình thành do sự che phủ lẫn nhau giữa các
orbital hóa trị.
 LK CHT càng bền khi độ che phủ càng lớn. Độ che
phủ phụ thuộc vào kích thước, hình dạng các orbital
và hướng che phủ.
23
 Liên kết cộng hoá trị là loại liên kết bằng cặp eletron
ghép đôi.
 Cặp electron ghép đôi được gọi là cặp electron liên
kết.
 Khi hai nguyên tử liên kết với nhau bằng 1 cặp
electron chung-liên kết đơn, 2 cặp e chung- liên kết
đôi, 3 cặp electron-liên kết 3.
 Số liên kết giữa 2 nguyên tử gọi là bậc liên kết
LK CHT có thể biểu diễn bằng dấu “:” hoặc dấu “-”
Ví dụ:
°Cl
°
°
°
°
°
°
Cl
°
°
°
°
°
°
° + °Cl
°
°
°
°
°
°
Cl
°
°
°
°
°
°
° °Cl
°
°
°
°
°
Cl
°
°
°
°
°
°
H N
H
H
3H
°
N
°
° °
°
° + °
°
°
°
°
°
°
°

9/8/2014
5
 Cơ chế tạo liên kết CHT:
 Cơ chế ghép đôi (góp chung)
 Cơ chế cho nhận
Cơ chế góp chung:
 Là sự góp chung 2 electron độc thân có spin
ngược nhau của 2 ng.tử tương tác, trong đó mỗi
ng.tử góp 1 electron. Số LK CHT bằng số electron
ghép đôi.
 Nói cách khác: LK CHT được tạo thành do sự che
phủ cặp đôi 2 AO hóa trị 1 e- cuả 2 ng tử tương tác.
Cơ chế cho nhận:
 Là sự hình thành cặp electron ghép đôi của LK CHT
chỉ do 1 trong 2 ng tử tương tác đưa ra, còn ng tử
kia nhận lấy. Ng tử thứ nhất là chất cho, ng tử thứ 2 là
chất nhận.
 Bản chất và đặc trưng liên kết của cơ chế cho nhận
không khác so với LK CHT kiểu góp chung.
H N
H
H
°
°
°
°
°
°
°
° H N
H
H
H+ + °
°
°
°
°
°
°
°
H
+
Chất cho Chất nhận
ĐK để tạo liên kết cho nhận: Ng.tử cho phải có AO hóa
trị chứa cặp e- ghép đôi, ng.tử nhận phải có AO hóa trị
trống.
Khả năng tạo LK CHT của một nguyên tử (theo cả hai cơ chế)
được quyết định bởi số AO hóa trị (AO trống, AO chứa
electron độc thân và AO chứa cặp electron ghép đôi) chứ không
phải phụ thuộc vào số e hóa trị.
Ng.tử của AO hóa trị Số AO hóa trị Số LK CHT tối đa
CKI 1s 1 1
CKII 2s 2p 4 4
CKIII 3s 3p 3d 9 9
Nguyên tố d ns (n-1)d np 9 9

9/8/2014
6
Điều kiện để tạo LK CHT:
 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.
Các kiểu liên kết (phụ thuộc vào cách che phủ và
tính đối xứng):
 Liên kết  (Sigma)
 Liên kết  (pi)
 Liên kết  (delta)
Liên kết : Tạo thành do sự che phủ giữa các
AO xảy ra theo trục nối hai hạt nhân nguyên tử.
Liên kết  là liên kết bền.
Các kiểu che phủ : s-s, s-p, p-p, s-d, p-d.
LIÊN KẾT 
s-s s-p p-p
p-d d-d
+
+ +
+ - - + + -
+ +
LIÊN KẾT 
 Liên kết đơn luôn luôn là liên kết σ
LIÊN KẾT 
 Liên kết : có vùng xen phủ của các AO nằm ở hai bên trục
nối hai hạt nhân nguyên tử.
 Do mật độ xen phủ nhỏ hơn nên lk  kém bền hơn lk .
 Các kiếu che phủ : p-p, p-d, d-d.
+ +
_ _
LIÊN KẾT 

9/8/2014
7
 Liên kết  không định chỗ: Là liên kết  mà các e- 
không cố định ở các nguyên tử ban đầu, chúng xoay
quanh trên một số hạt nhân.
 Những hệ có liên kết π không định chỗ thường có
bậc liên kết không nguyên.
 Bậc LK C-C (của C6H6)= 1.5 (=1/2(18/6))
LIÊN KẾT 
LIÊN KẾT 
Liên kết : tạo thành khi 2 AO d nằm trong 2 mặt phẳng
song song che phủ lẫn nhau theo cả “4 múi”.
Các kiếu che phủ : d-d.
Liên kết  kém bền
y y
x x
dx2-y2 - dx2-y2
y y
x x
z
z
dxy - dxy
y y
x x
dx2-y2 - dx2-y2
y y
x x
z
z
dxy - dxy
Bậc liên kết: Là số cặp e- chung giữa 2 ng.tử tạo thành liên
kết cộng hóa trị.
 LK đơn có bậc liên kết bằng 1.
 LK đôi có bậc bằng 2.
 LK ba có bậc bằng 3.
 Ngoài ra bậc LK có thể có giá trị lẻ là do ngoài liên kết,
còn có 1 liên kết di động.
BẬC LIÊN KẾT
Bậc liên kết càng lớn thì độ dài liên kết giảm, năng
lượng càng lớn.
 Ví dụ:
• Lên kết F-F O=O NN
• Bậc LK 1 2 3
• Độ dài LK() 1.42 1.207 1.095
• E (kj/kmol) 151 493 940
(VD: NO2 là (1+1/2)1,5; CO3
2- và SO3
2- là 1,33)
BẬC LIÊN KẾT
 Cách tính bậc liên kết CHT theo thuyết VB:
 Bậc liên kết = 1σ + (số lk π ⁄ số lk σ)
= ½(Tổng số e lk ⁄ số lk σ)
VD: CH2=CH─CH=CH2
 Blk= 1σ + 2π /3σ = ½(5lk2 /3σ) = 1,67
 Bậc LK C-C (của C6H6)= 1.5 (=1/2(18/6))
BẬC LIÊN KẾT
NO2 =(1+1/2)=1,5 CO3
2- = 1/2(4x2/3)=1,33

9/8/2014
8
43
Hóa Đại Cương
•Liên kết di động (không định chỗ) 2 electron, đa tâm.
•Ví dụ C2H6
BẬC LIÊN KẾT
44
Hóa Đại Cương
Tính bão hòa:
Vì mỗi nguyên tố hóa học chỉ có một số giới hạn AO hóa trị nên số LK CHT có thể tạo được cũng có giới hạn. Đó là tính bão hòa của liên kết cộng hóa trị.
TÍNH CHẤT CỦA LIÊN KẾT CHT
45
Hóa Đại Cương
Tính có cực:
Đôi điện tử trong liên kết cộng hóa trị có thể bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn, đó là sự phân cực của liên kết cộng hóa trị.
Đám mây e- lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn làm nguyên tử này tích điện âm -nguyên tử kia tích điện dương +
46
Hóa Đại Cương
Sự phân cực làm xuất hiện lưỡng cực điện gồm hai tâm có điện tích trái dấu (+, - ) , nằm cách nhau một khoảng l (gọi là độ dài lưỡng cực = độ dài liên kết).
Lưỡng cực này được đặc trưng bằng vectơ momen lưỡng cực , có chiều quy ước từ cực dương đến cực âm.
Moment lưỡng cực  (Debyes ,D)
 = Q. l
Q là độ lớn của điện tích (Coulomb), l (m).
47
Hóa Đại Cương
Xét HF
Sự sai biệt độ âm điện dẫn đến tạo liên kết phân cực
Mật độ e phân bố gần F hơn H
HF tạo thành 1 lưỡng cực
Cực dương trong lưỡng cực ký hiệu +và cực âm ký hiệu -
48
Hóa Đại Cương
Tính có cực của phân tử CHT: được tính bằng phép tổng các vectơ momen lưỡng cực của tất cả các liên kết và của các đôi không liên kết trong phân tử.
Các phân tử CHT không cực như H2, O2, N2,… hoặc các phân tử có tính đối xứng trong không gian (CO2, BeCl2, BF3, CH4, CCl4, SiF4, NH4+, C2H2, C2H4, C2H6, C6H6 ...) có  = 0.
Các phân tử CHT có cực thường là các phân tử bất đối xứng trong không gian ( SO2, NO2, NH3, H2O, CH3Cl, CH2Cl2…).

9/8/2014
9
49
Hóa Đại Cương
Tính có cực của phân tử cộng hóa trị ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và hóa lỏng của chúng:
Hòa tan: Các chất có cực thì tan tốt trong dung môi có cực (H2O, C2H5OH, CH3COOH, CHCl3, (C2H5)2O…); các chất không cực tan tốt trong dung môi không cực (CCl4, CS2, C6H6, n-C6H14, xylen…)
Hóa lỏng: Các chất có cực (NH3, CH3Cl…)dễ hóa lỏng hơn các chất không cực.
50
Hóa Đại Cương
Phân tử cộng hóa trị thường có giá trị  = 0  4 D,  càng lớn phân tử càng phân cực mạnh.
51
Hóa Đại Cương
51
Tính định hướng:
Để tạo LK CHT bền, mật độ e- vùng xen phủ phải lớn, vì thế các AO khi xen phủ phải theo hướng sao cho mức độ che phủ các AO tương tác cực đại.
Điều này quyết định tính định hướng của LK CHT (góc liên kết và hình dạng phân tử).
52
Hóa Đại Cương
Các nguyên tử khi tương tác với nhau có thể không dùng những AO thuần khiết s, p, d…mà có thể sử dụng các AO trộn lẫn để xen phủ với các AO khác.
Để tăng mật độ xen phủ, các nguyên tử (thường là nguyên tử trung tâm trong các phân tử có từ 3 nguyên tử trở lên) dùng các orbital lai hóa (AOLH) thay thế cho các AO thuần khiết s, p, d, f để tạo liên kết.
Các AO lai hóa (trộn lẫn) được hình thành do sự tự che phủ nhau giữa các AO trong 1 ng tử. Hiện tượng này gọi là sự lai hóa các AO.
THUYẾT LAI HÓA AO
53
Hóa Đại Cương
Khi tổ hợp (trộn lẫn) các AO s, p, d ..tạo thành những AO lai hoá, thì các AO lai hóa có năng lượng, hình dạng, kích thước giống nhau.
Có bao nhiêu AO tham gia vào lai hoá thì có bấy nhiêu AO lai hoá tạo thành và bố trí đối xứng nhau trong không gian.
Các kiểu lai hoá phổ biến là sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2.
54
Hóa Đại Cương
Các orbital tham gia lai hoá phải có năng lượng gần nhau.
Mật độ electron phải lớn.
Mật độ che phủ của các AO càng tăng thì lai hóa càng bền
Điều kiện về lai hoá:

9/8/2014
10
55
Hóa Đại Cương
Tổ hợp của 1 orbital s và 1 orbital p tạo thành 2 lai hóa sp đối xứng nhau 180o.
LAI HÓA sp
56
Hóa Đại Cương
•Xét sự tạo thành phân tử BeCl2:
1s
2s
2p
Be:
Ở trạng thái kích thích
1s
2s
2p
Be*
Lai hóa sp
Cl
2 orbital lai hóa sp của Be che phủ với 2 orbital 3p của ng tử Cl tạo thành 2 lk Be-Cl.
1s
2s
2p
3s
3p
(Be sửû duïng 1AO s, 1AO p (chöùa e) ñeå lai hoaù taïo 2 AO lai hoùa sp).
(Cl coù 1 AO p chöùa e ñoäc thaân, neân Cl söû duïng AO naøy ñeå che phuû taïo lieân keát )
LAI HÓA sp
57
Hóa Đại Cương
Xảy ra giữa 1 orbital s và 2 orbital p tạo thành 3 lai hóa sp2 đối xứng nhau 120o.
Ví dụ:
LAI HÓA sp2
58
Hóa Đại Cương
Cl
Cl
Cl
B* : 2s1 2p2















Cl : 3s2 3p5
Lai hóa sp2
•Xét phân tử BCl3:
LAI HÓA sp2
59
Hóa Đại Cương
Xảy ra giữa 1 orbital s và 3 orbital p tạo thành 4 lai hóa sp3 đối xứng nhau trong không gian theo hướng đến 4 đỉnh của tứ diện đều; (109o28’).
LAI HÓA sp3
60
Hóa Đại Cương
C : 2s2 2p2











C* : 2s1 2p3
H
H
H
H
sp3




•Xét phân tử CH4:
LAI HÓA sp3

9/8/2014
11
61
Hóa Đại Cương
Góc hóa trị của phân tử H2O là 104o5 (<109o28’), của NH3 là 107o3
Sự sai lệch xảy ra khi ng tử trung tâm của phân tử có mặt electron hóa trị tự do, tạo nên hiệu ứng đẩy giữa chúng với các cặp electron liên kết.
SAI LỆCH GÓC HÓA TRỊ
62
Hóa Đại Cương
Xét phân tử H2O:
Số cặp e quanh O =2+ ½(6+0-2)=2+2=4→sp3
O lai hóa sp3, trong đó có 2 AO lai hóa chứa 1 e độc thân che phủ tạo liên kết với H,
2 AO lai hóa còn lại chứa 1 cặp e không tạo liên kết và gây hiệu ứng đẩy với 2 cặp e liên kết  góc Lk giảm (104.5o)
O : 2s2 2p4




sp3








H
H
63
Hóa Đại Cương
64
Hóa Đại Cương
Trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm có thể dự đoán dựa vào:
Góc hóa trị
Hoặc cấu hình không gian
Phép thay thế nguyên tử:
Ví dụ:
Góc hóa trị ~180o - lai hóa sp CO2 (OĈO = 180o)
Góc hóa trị ~120o’ - lai hóa sp2 SO2 (OŜO = 119,5o)
Góc hóa trị ~109o28’- lai hóa sp3 NH3 (HNH = 107,3o)
DỰ ĐOÁN TRẠNG THÁI LAI HÓA
65
Hóa Đại Cương
Phép thay thế nguyên tử:
Có thể thay thế 1 ng.tử trong một phân tử đã biết cấu hình không gian bằng 1 ng.tử khác cùng phân nhóm với nó thì cấu hình cũng gần tương tự nhau.
Đối với nguyên tử trung tâm chỉ nên cách nhau 1 chu kỳ, đặc biệt đối với nguyên tử biên có thể thay thế H bằng các nguyên tử halogen X và ngược lại)
Ví dụ:
CO2 (sp); tương tự là: CS2, SiO2 …
CH4, SiH4, CCl4, SiF4 (sp3-tứ diện đều); CH3Cl,CH2Cl2,
CHCl3, CF2Cl2(tứ diện).
NH3, PH3, NF3, PCl3 ( tháp tam giác).
66
Hóa Đại Cương
Trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm có thể dự đoán dựa vào: N=n+½k
n: số nguyên tử biên (số nguyên tử liên kết trực tiếp với nttt).
½k : số cặp e tự do không liên kết của nttt ( k = số e tự do).
k = x ± y – z
x: số e lớp ngoài cùng của nttt.
y: số e mất hay nhận tương ứng với điện tích ion (nếu là ion).
z : số e cần thiết để các nguyên tử biên đạt cấu hình khí trơ.

9/8/2014
12
Nếu:
 N = 2 → lai hóa sp
 N = 3 → lai hóa sp2
 N = 4 → lai hóa sp3
 N = 5 → lai hoá sp3d
 N = 6 → lai hoá sp3d2
Ví dụ:
CO2: N = 2 + ½(4-2×2) = 2 => C (sp).
SO2 : N = 2 + ½(6-2×2) = 3 => S (sp2).
NH3 : N = 3 + ½(5-3) = 4 => N (sp3).
H2O : N = 2 + ½(6-2) = 4 => O (sp3).
NH4
+: N = 4 + ½(5-1-4) = 4 => N (sp3).
SO4
2-: N = 4 + ½(6+2-4×2) = 4 => S (sp3).
 Đám mây electron LK phân bố đối xứng gọi là LK đồng
cực.
 Đám mây electron LK phân bố không đối xứng và dịch
chuyển về phía ng tử có độ âm điện lớn hơn gọi là LK
có cực.
SỰ PHÂN CỰC CỦA LIÊN KẾT CHT
 Sự ion hóa:
Là sự phá vỡ liên kết CHT (do sự phân cực mạnh) và hình
thành các ion âm và ion dương.
H Cl
°
°
°
°
°
°
°
° H+
Cl
°
°
°
°
°
°
°
° +
_
 Hiện tượng phân li:
Là sự phá vỡ liên kết CHT, electron chung bị tách làm đôi và
mỗi ng tử 1 electron.
H Cl
°
°
°
°
°
°
°
° H Cl
°
°
°
°
°
° ° ° +
SỰ PHÂN CỰC CỦA LIÊN KẾT CHT
Theo thuyết liên kết ion, tương tác hóa học bao gồm 2
quá trình: quá trình tạo thành ion của các ng tử và hút
nhau bằng lực hút tĩnh điện.
Quá trình tạo thành ion-các nguyên tử chuyển electron hoá trị
cho nhau:
Nguyên tử dương điện cho electron ion dương
(cation)
Nguyên tử âm điện nhận electron ion âm (anion).
Ví dụ: Na+Cl  Na+ + Cl-  NaCl
Liên kết ion là loại liên kết được tạo thành nhờ lực hút tĩnh
điện giữa các ion trái dấu.
LIÊN KẾT ION
 Khả năng tạo liên kết ion phụ thuộc vào khả năng tạo ion
của các nguyên tố:
 Các nguyên tố có năng lượng ion hóa càng nhỏ (kim loại
kiềm, kiềm thổ) càng dễ tạo cation.
 Các nguyên tố có ái lực e càng âm (halogen) càng dễ tạo
anion.
 Nguyên tố có tính kim loại mạnh và nguyên tố có tính phi
kim mạnh  dễ tạo thành liên kết ion.
 Các nguyên tố s nhóm I, II và p nhóm VII dễ tạo thành hợp
chất liên kết ion.
KHẢ NĂNG TẠO LIÊN KẾT ION

9/8/2014
13
73
Hóa Đại Cương
73
Để đánh giá độ ion của liên kết, có thể dựa vào đại lượng momen lưỡng cực & độ âm điện.
Sự chênh lệch độ âm điện của các nguyên tố càng lớn tính ion của hợp chất càng cao.
Độ âm điện Theo Pauling Na :0.93 Ka: 0.82 Cl: 3.16
74
Hóa Đại Cương
Theo thực nghiệm: mật độ electron giữa các ion >0  trong liên kết ion bao giờ cũng có độ cộng hóa trị.
Theo Pauling, khi 1, 7 (độ ion >50%)  xem là LK ion.
: hiệu số độ âm điện
75
Hóa Đại Cương
ĐẶC ĐIỂM CỦA LIÊN KẾT ION
Cấu trúc: các ion sắp xếp đặc khít (rigid structure).
Tinh thể rắn, giòn.
Dễ tan trong các dung môi phân cực.
Không dẫn điện ở trạng thái rắn (lý tưởng).
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao.
Dẫn điện ở trạng thái nóng chảy, dung dịch.
76
Hóa Đại Cương
Tính không định hướng.
Tính không bảo hòa.
Phân cực rất mạnh
TÍNH CHẤT LIÊN KẾT ION
77
Hóa Đại Cương
Hai tính chất đặc trưng của liên kết ion là:
Tính không định hướng và Tính không bảo hòa:
Do các ion được xem như các quả cầu tích điện có trường điện phân bố đồng đều về mọi hướng. Nên Ion có thể hút các ion trái dấu theo bất kỳ hướng nào trong không gian.
78
Hóa Đại Cương
Sự phân cực ion: Là sự chuyển dịch đám mây electron đối với hạt nhân của 1 ion dưới tác dụng của điện trường 1 ion khác.
Ion có đám mây bị biến dạng gọi là ion bị phân cực.
Ion có điện trường tác dụng gọi là ion phân cực.
+
-
Do sự phân cực ion nên các đám mây của cation và anion không hoàn toàn tách rời nhau mà che phủ nhau một phần → Không có liên kết ion 100%. Trong liên kết ion có một phần liên kết cộng hóa trị.

9/8/2014
14
79
Hóa Đại Cương
Các yếu tố ảnh hưởng:
Sự phân cực ion phụ thuộc vào điện tích, kích thước và cấu hình electron của nó.
Ion bị phân cực càng mạnh khi e ngoài cùng lk yếu với hạt nhân.
Khi điện tích & cấu hình của ion là như nhau, độ bị phân cực tăng theo chiều tăng kích thước ion; (Ion có r càng lớn thì càng dễ bị phân cực).
Độ bị phân cực sẽ nhỏ nhất ở các ion có cấu hình khí trơ 8e: ns2np6.
SỰ PHÂN CỰC ION
80
Hóa Đại Cương
Chiều tăng độ bị phân cực: Li+ < Na+ < K+ <Rb+ < Cs+
F- < Cl- <Br- <I-
Ion có tác dụng phân cực lớn khi điện trường của nó tạo ra càng mạnh
Điện tích ion tăng → mật độ điện tích tăng → độ phân cực tăng.
Kích thước ion tăng → mật độ điện tích giảm → độ phân cực giảm. (do tăng kích thước ion làm giảm tác dụng của điện trường).
Khi các ion ngược dấu tác dụng với nhau, có thể xem chỉ có anion bị phân cực, cation đóng vai trò ion phân cực.
Độ phân cực của kim loại kiềm:
Li+ > Na+ > K+ >Rb+ > Cs+
SỰ PHÂN CỰC ION
81
Hóa Đại Cương
Sự điện ly: Sự phân cực ion dẫn đến xuất hiện độ cộng hóa trị trong liên kết ion, làm giảm khả năng điện ly của hợp chất ion trong dung dich thành các ion. Ví dụ:
 Dung dịch HgCl2 hầu như không điện ly.
 Dung dịch SrCl2 phân ly hoàn toàn thành ion. Nguyên nhân: Tác dụng bị phân cực của ion Hg2+ (5s2 5p6 5d10) mạnh hơn ion Sr2+ (4s2 4p6).
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PHÂN CỰC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA CÁC HỢP CHẤT ION
82
Hóa Đại Cương
 Độ bền: Sự phân cực giữa các ion làm tăng độ cộng hóa trị của LK, giảm lực hút nên độ bền của tinh thể giảm. Do đó nhiệt độ phân ly, nhiệt độ nóng chảy của hợp chất giảm xuống.
 Ví dụ: Nhiệt độ nhiệt phân: tăng dần MgCO3 (600oC) <CaCO3 (897oC)<SrCO3 (1100oC)< BaCO3 (1400oC) Do giảm khả năng phân cực của cation theo chiều tăng kích thước.
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PHÂN CỰC ĐẾN TÍNH CHẤT
CỦA CÁC HỢP CHẤT ION
83
Hóa Đại Cương
CÁC VÍ DỤ
Tính cộng hóa trị tăng dần
Tính cộng hóa trị tăng dần
Chất
LiF
LiCl
LiBr
LiI
Tnc, 0C
848
607
550
469
84
Hóa Đại Cương
•
Độ tan: Khả năng hòa tan của các hợp chất ion (các muối) phụ thuộc chủ yếu vào năng lượng mạng tinh thể (U) và năng lượng hydrat hóa của cation (Eh).
Nếu U>Eh thì muối khó tan.
Nếu U<Eh thì muối dễ tan.
ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ PHÂN CỰC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA CÁC HỢP CHẤT ION

9/8/2014
15
85
Hóa Đại Cương
Liên kết Van der Walls là tương tác tĩnh điện giữa phân tử với phân tử.
Đặc điểm:
Là loại liên kết xuất hiện giữa các phân tử với nhau.
Có thể xuất hiện ở những khoảng cách tương đối lớn
Có năng lượng nhỏ (5 ÷ 10 kcal/mol)
Có tính không chọn lọc và không bão hòa
Có tính cộng.
LIÊN KẾT VANDER WALLS
86
Hóa Đại Cương
Bản chất là tương tác tĩnh điện, bao gồm 3 thành phần tương tác :
Tương tác định hướng: Xuất hiện giữa các phân tử có cực, Tương tác tăng khi momen lưỡng cực của các phân tử tăng và nhiệt độ của hệ giảm xuống.
Tương tác cảm ứng: Xuất hiện giữa các phân tử có cực và không cực. Phân tử không cực tiến đến gần phân tử phân cực mạnh và bị phân cực tạm thời, tương tác với nhau.
87
Hóa Đại Cương
Tương tác khuyếch tán: Xuất hiện giữa các phân tử có cực hoặc không cực bất kỳ, nhờ lưỡng cực nhất thời. Chú ý: Lực liên kết Vander Walls yếu, dễ bị phá vỡ.
88
Hóa Đại Cương
Lieân keát taïo thaønh giöõa H ñaõ tham gia lieân keát trong phaân töû naøy vôùi nguyeân töû coù ñoä aâm ñieän maïnh trong phaân töû khaùc.
Ví dụ: Trong dung dòch HF, H2O, NH3…
Lieân keát Hydro (E = 8  40KJ/mol)
LIÊN KẾT HYDRO
89
Hóa Đại Cương
VÍ DỤ H2O
90
Hóa Đại Cương
VÍ DỤ ACID ACETIC

9/8/2014
16
91
Hóa Đại Cương
Liên kết hydro là loại lk yếu, yếu hơn nhiều so với lk cộng hoá trị nhưng mạnh hơn lk Van der Waals.
Lk hydro càng bền khi X và Y có độ âm điện càng lớn, kích thước càng nhỏ -Y- - H+ … X- -
Thöù töï giaûm daàn lieân keát Hydro: F, O, N…(Giaûm theo ñoä aâm ñieän giaûm daàn).
LIÊN KẾT HYDRO
92
Hóa Đại Cương
Baûn chaát lieân keát Hydro:
Laø lieân keát coù tính chaát ion.
Coù tính cho, nhaän (H+ nhaän caëp electron).
Thöù töï giaûm daàn lieân keát Hydro: F, O, N…(Giaûm theo ñoä aâm ñieän giaûm daàn).
LIÊN KẾT HYDRO
93
Hóa Đại Cương
Ảnh hưởng của lk hydro đến tính chất của các chất:
Tăng Ts, Tnc (của các chất có lk hydro)
Giảm độ acid của dung dịch
Tăng độ tan trong dung môi
LIÊN KẾT HYDRO
94
Hóa Đại Cương
BÀI TẬP

Chuong 3 lkhh

More Related Content

What's hot

Similar to Chuong 3 lkhh

Chuong 3 lkhh