Hoá học 10 Bài 13: Liên kết cộng hóa trị

a. Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau. Sự hình thành đơn chất.

Sự hình thành phân tử H₂

Hai nguyên tử H góp 1 electron tạo thành một cặp electron chung trong phân tử H₂.

Công thức H:H được gọi là công thức electron.

Công thức H-H gọi là công thức cấu tạo.

Sự hình thành phân tử nitơ

Mỗi nguyên tử N góp chung 3e để tạo thành 3 cặp e chung của phân tử N₂. 

3 cặp electron liên kết biểu diễn bằng ba gạch đó là liên kết ba. Liên kết ba bền hơn liên kết đôi và đơn. Ở nhiệt độ thường N₂ kém hoạt động hóa học

CTCT: N≡N

Kết luận

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.

Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị.

Trong các phân tử H₂, N₂ tạo nên từ hai nguyên tử của cùng một nguyên tố nên cặp electron chung không bị hút về phía nào. Đó là liên kết cộng hóa trị không cực.

b. Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau. Sự hình thành hợp chất.

Sự hình thành phân tử hyđro clorua (HCl)

Cấu hình electron của H và Cl là:

₁H: 1s¹

₁₇Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Nhận xét: Nguyên tử H có 1e ở lớp ngoài cùng, còn thiếu 1e để đạt cấu hình electron bền của khí hiếm He. Nguyên tử Cl có 7e ở lớp ngoài cùng, còn thiếu 1e để có vỏ bền kiểu Ar.

Mỗi nguyên tử H và Cl góp chung 1e để tạo thành 1 liên kết cộng hóa trị.

CTCT: H – Cl

Giá trị độ âm điện của Cl lớn hơn độ âm điện của H nên cặp e liên kết bị lệch về phía nguyên tử Cl. Liên kết cộng hóa trị này bị phân cực.

Cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực hay liên kết cộng hóa trị phân cực.

Sự hình thành phân tử khí cacbon đioxit (CO₂)

Cấu hình electron của H và Cl là:

₆C : 1s²2s²2p²

₈O: 1s²2s²2p⁴

Trong phân tử CO₂, nguyên tử C nằm giữa 2 nguyên tử O và nguyên tử C góp chung với mỗi nguyên tử O hai electron.

Trong phân tử CO₂ các cặp electron bị hút lệch về phía O vì oxi có độ âm điện lớn hơn C → Liên kết C=O bị phân cực về phía O

Trong phân tử CO₂ có cấu tạo thẳng nên liên kết đôi phân cực (C=O) triệt tiêu nhau → Phân tử CO₂ không phân cực

c. Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị

Tên các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hóa trị:

Các chất rắn: đường, lưu huỳnh, iot,..

Các chất lỏng: nước, rượu, xăng, dầu,…

Các chất khí: CO₂, Cl₂, H₂,…

Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị:

Các chất có cực như: etanol, đường,… tan nhiều trong dung môi có cực như nước.

Phần lớn các chất không cực như: S, I₂, các chất hữu cơ không cực tan trong dung môi không cực.

Kết luận: Các chất có liên kết cộng hóa trị không cực không dẫn điện ở mọi trạng thái.

a. Quan hệ giữa liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết cộng hóa trị có cực và liên kết ion

Trong phân tử, nếu cặp electron chung ở giữa 2 nguyên tử liên kết ta có liên kết cộng hóa trị không cực.

Nếu cặp electron chung lệch về một nguyên tử thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

Nếu cặp electron chung lệch hẳn về một nguyên tử ta sẽ có liên kết ion.

b. Hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

\(0 \le \Delta \chi < 0,4\) : Liên kết cộng hóa trị không cực

\(0,4 \le \Delta \chi  < 1,7\) : Liên kết cộng hóa trị có cực

\(\Delta \chi \ge 1,7\) : Liên kết ion

Trong NaCl:  \(\Delta \chi = {\rm{ }}3,16{\rm{ }}-{\rm{ }}0,93{\rm{ }} = {\rm{ }}2,23{\rm{ }} > {\rm{ }}1,7\)

→ liên kết giữa Na và Cl là liên kết ion.

Trong HCl: \(\Delta \chi = {\rm{ }}3,16{\rm{ }}-{\rm{ }}2,2{\rm{ }} = {\rm{ }}0,96{\rm{ }} \to {\rm{ }}0,4 \le \Delta \chi \le 1,7\)  

→ liên kết giữa H và Cl là liên kết cộng hóa trị có cực.

Trong H₂: \(\Delta \chi = {\rm{ }}2,2{\rm{ }}-{\rm{ }}2,2{\rm{ }} = {\rm{ }}0{\rm{ }} \to {\rm{ }}0 \le \Delta \chi \le 0,4\)

→ Liên kết cộng hóa trị không cực

Bài 1: Dựa vào hiệu độ âm điện các nguyên tố, hãy cho biết có loại liên kết nàotrong các chất sau đây :

AlCl₃, CaCl₂, CaS, Al₂S₃?

Hướng dẫn giải

Hiệu dộ âm điện CaCl₂ : 2, 16 → Liên kết ion.

Hiệu độ âm điện AlCl₃, CaS, Al₂S₃lần lượt là : 1,55 ; 1,58 ; 0,97 → Liên kết cộng

hóa trị có cực.

Bài 2: X, A, Z là những nguyên tố có số điện tích hạt nhân là 9, 19, 8.

a) Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó.

b) Dự đoán liên kết hóa học có thể có giữa các cặp X và A, A và Z, Z và X.

Hướng dẫn giải

a) 9X : 1s²2s²2p⁵ Đây là F có độ âm điện là 3,98.

19A : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹Đây là K có độ âm điện là 0,82.

8Z: 1s²2s²2p⁴ Đây là O có độ âm điện là 3,44.

b) Cặp X và A, hiệu số độ âm điện là: 3,98 – 0,82 = 3,16 , có liên kết ion.

Cặp A và Z, hiệu số độ âm điện là: 3,44 – 0,82 = 2,62, có liên kết ion.

Cặp X và Z, hiệu số độ âm điện là: 3,98 – 3,44 = 0,54, có liên kết cộng hóa trị có cực

Bài 1: Trong mạng tinh thể kim cương, góc liên kết tạo bởi các nguyên tử cacbon là :

A. 90^o.    

B. 120^o.

C. 104^o30'.    

D. 109^o28'.

Hướng dẫn giải

C (kim cương) có lại hóa sp³

⇒ Đáp án D

R là một nguyên tố phi kim. Tổng đại số số oxi hóa dương cao nhất với 2 lần số oxi hóa âm thấp nhất của R là +2. Tổng số proton và nơtron của R nhỏ hơn 34.

a. Xác định R

b. X là hợp chất khí của R với hiđro, Y là oxit của R có chứa 50% oxi về khối lượng. Xác định công thức phân tử của X và Y.

c. Viết công thức cấu tạo các phân tử RO₂; RO₃; H₂RO₄.

Hướng dẫn giải

a. Gọi số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n.

Số oxi hóa cao nhất của R trong oxit là +m nên ở lớp ngoài cùng nguyên tử R có m electron.

Số oxi hóa trong hợp chất của R với hiđro là -n nên để đạt được cấu hình 8 electron bão hòa của khí hiếm, lớp ngoài cùng nguyên tử R cần nhận thêm n electron.

Ta có: m + n = 8.  Mặt khác, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2   m - 2n = 2.

Từ đây tìm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhóm VI.

Số khối của R < 34 nên R là O hay S. Do oxi không tạo được số oxi hóa cao nhất là +6 nên R là lưu huỳnh.

b. Trong hợp chất X, S có số oxi hóa thấp nhất nên X có công thức phân tử là H₂S.

Gọi công thức oxit Y là SO_n.

Do %S = 50% nên  n =  2.  Công thức phân tử của Y là SO₂.

c. Công thức cấu tạo của SO₂; SO₃; H₂SO₄:

Câu 1: X, Y là những nguyên tố có đơn vị điện tích hạt nhân lần lượt là 6, 16. Công thức và liên kết hợp chất tạo thành từ X và Y là

Câu 2: Cho các phân tử N₂, HCl, NaCl, MgO. Các phân tử đều có liên kết cộng hóa trị là

Câu 3: Tổng số hạt proton, nowtron, electron của nguyên tử nguyên tố R thuộc nhóm VIIA là 28. Công thức hợp chất của R với hidro là

Câu 4: Hai nguyên tố M và X tạo thành hợp chất có công thức là M₂X. Cho biết:

Tổng số proton trong hợp chat M₂X bằng 46.

Trong hạt nhân của M có n – p = 1, trong hạt nhân của X có n’ = p’.

Trong hợp chất M₂X, nguyên tố X chiếm 8/47 khối lượng phân tử.

Số hạt proton trong hạt nhân nguyên tử M, X và liên kết trong hợp chất M₂X lần lượt là?

Câu 1: Liên kết cộng hóa trị được tạo thành bằng

A. sự chuyển hẳn electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác.

B. sự góp chung cặp electron của hai nguyên tử.

C. cặp electron dung chung giữa hai nguyên tử, nhưng cặp electron này chỉ do một nguyên tử cung cấp.

D. sự tương tác giữa các nguyên tử và ion ở nút mạng tinh thể với dòng electron tự do.

Câu 2: Phân tử chất nào sau đây ít phân cực nhất?

A. HCl    

B. HF    

C. HI    

D. HBr

Câu 3: Liên kết trong phân tử chất nào sau đây mang nhiều tính chất cộng hóa trị nhất?

A. KCl     

B. AlCl₃     

C. NaCl     

D. MgCl₂

Câu 4: Phân tử chất nào sau đây có liên kết cho – nhận?

A. H₂O     

B. NH₃     

C. H₂O₂     

D. HNO₃

Câu 5: Dãy nào sau đây gồm các chất đều có liên kết π trong phân tử?

A. C₂H₄, O₂, N₂, H₂S

B. CH₄, H₂O, C₂H4, C₃H₆

C. C₂H₄, C₂H₂, O₂, N₂

D. C₃H₈, CO₂, SO₂, O₂

Sau bài học cần nắm:

• Công thức electron, công thức cấu tạo của một số phân tử cụ thể
• Dự đoán được kiểu liên kết hoá học có thể có trong phân tử gồm hai nguyên tử khi biết hiệu độ âm đỉện của chúng.