Liên kết cộng hóa trị là gì?
Liên kết hóa trị cộng thường được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hoặc nhiều cặp electron dùng chung. (viết tắt: lkcht).
Nói cách khác, liên kết như vậy được hiểu là liên kết giữa hai nguyên tử hoặc ion trong đó các cặp electron dùng chung. Mỗi cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử được gọi là cặp liên kết, ngược lại nó được gọi là cặp electron đơn độc nếu chúng không dùng chung. Đối với nhiều phân tử, việc chia sẻ các electron dẫn đến cấu hình điện tử ổn định cho mỗi nguyên tử.
Sự hình thành liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử giống hệt nhau – sự hình thành monome
Trong phần này, chúng ta sẽ xem xét các liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các nguyên tử giống nhau thông qua sự hình thành hydro (h2) và nitơ (n2).
Sự hình thành phân tử hydro (h2)
Cấu hình electron của nguyên tử h (z = 1) là ls1. Trong đó có 2 nguyên tử h liên kết với nhau, mỗi nguyên tử h góp 1 electron tạo thành cặp electron dùng chung. Do đó, trong phân tử h2, mỗi nguyên tử h có 2 electron, giống cấu hình electron bền của khí hiếm heli:
Mỗi dấu chấm bên cạnh một số nguyên tố đại diện cho e ngoài cùng.
-
Công thức điện: h:h
-
Công thức cấu tạo: h-h. Giữa 2 h nguyên tử có một cặp electron liên kết, được biểu thị bằng dấu gạch ngang (-).
-
Đây là một liên kết đơn.
Sự hình thành phân tử nitơ (n2)
Cấu hình electron của nguyên tử n (z = 7) là: 1s22s22p, có 5 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.
Trong phân tử nitơ n, mỗi nguyên tử phải dùng chung 3 electron để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm ne gần nhất.
Hai nguyên tử n liên kết với nhau bằng 3 cặp electron. Một liên kết được biểu thị bằng ba dấu gạch ngang (=), là liên kết ba.
-
Công thức điện tử: : n (6 chấm) n :
-
Công thức cấu tạo: n (3 dòng) n
Liên kết mạnh đến mức khí nitơ trơ về mặt hóa học ở nhiệt độ phòng.
Kết luận:
Từ sự hình thành phân tử nitơ và hiđro ở trên, ta có kết luận sau về liên kết cộng hóa trị:
-
Liên kết hình thành trong phân tử hiđro và phân tử nitơ là liên kết cộng hóa trị.
-
Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử được tạo thành bởi một hay nhiều cặp electron dùng chung.
-
Mỗi cặp electron dùng chung tạo thành liên kết cộng hóa trị.
-
Liên kết cộng hóa trị không cực là gì? Khi các phân tử h2 và n gồm hai nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng độ âm điện thì cặp electron dùng chung không bị hút về phía nguyên tử nào.
Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau – sự hình thành hợp chất
Hãy tìm hiểu về sự hình thành các hợp chất – sự hình thành liên kết giữa các nguyên tử khác nhau thông qua sự hình thành của hydro clorua (hcl) và carbon dioxide (co2).
Sự hình thành phân tử hydro clorua (hcl)
Trong phân tử hiđro clorua, nguyên tử h và c mỗi nguyên tử nhường 1 electron tạo thành cặp electron dùng chung.
Độ âm điện của clo lớn hơn của hiđro 3,16 2,20 => cặp electron liên kết lệch về phía clo là liên kết cộng hóa trị có cực.
Kết luận:
-
Liên kết cộng hóa trị có cực: Là liên kết cộng hóa trị trong đó một cặp electron dùng chung dịch chuyển về phía một nguyên tử.
-
Trong công thức điện tử của phân tử có cực, dấu của cặp electron dùng chung sẽ dịch chuyển về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Ví dụ: h :ci
Sự hình thành phân tử carbon dioxide (co2) (cấu trúc thẳng):
c (z = 6) có cấu hình electron là 1s22s22p2 với 4 electron ở lớp ngoài cùng.
o (z = 8) có cấu hình electron là 1s22s22p4 với 6 electron ở lớp ngoài cùng.
Trong phân tử co2, nguyên tử c nằm giữa 2 nguyên tử o. Nguyên tử c dùng chung với mỗi nguyên tử o 2 e, còn mỗi nguyên tử o dùng chung với nguyên tử c 2 e để tạo thành 2 liên kết đôi.
Từ sự tạo thành co2 ta có nhận xét sau:
-
Theo công thức electron, lớp ngoài cùng của mỗi nguyên tử c hoặc o có 8 electron, tạo nên cấu hình khí trơ bền vững.
-
Độ âm điện của oxi lớn hơn của c là 3,44 2,55 => cặp electron dùng chung dịch chuyển về phía oxi.
-
Liên kết giữa oxy và carbon là có cực, nhưng co2 có cấu trúc mạch thẳng nên 2 liên kết đôi có cực (c=0) triệt tiêu lẫn nhau. Kết quả: co2 là phân tử không phân cực.
Có bao nhiêu liên kết cộng hóa trị?
Như chúng ta đã biết, liên kết cộng hóa trị là liên kết hóa học được hình thành giữa các nguyên tử bằng cách dùng chung một hoặc nhiều cặp electron. Vậy có bao nhiêu liên kết cộng hóa trị? Phần này tìm hiểu sự phân loại liên kết cộng hóa trị bằng khỉ.
1. liên kết cộng hóa trị có cực
Liên kết cộng hóa trị có cực hình thành khi các electron dùng chung giữa các nguyên tử không được chia đều.
-
Điều kiện để điều này xảy ra: Một bên của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn bên còn lại (lực hút mạnh hơn). Do đó, các electron không được chia sẻ đồng đều.
-
Đặc điểm: Các phân tử bị lệch về phía mang điện tích âm ít hơn và về phía mang điện tích âm lớn hơn.
-
Kết quả: Hợp chất cộng hóa trị được tạo thành sẽ có thế năng tĩnh điện.
2. Liên kết cộng hóa trị không phân cực
Một liên kết cộng hóa trị không phân cực xảy ra khi các nguyên tử chia sẻ các electron bằng nhau.
Điều kiện xảy ra: Hai nguyên tử có lực điện từ giống nhau hoặc giống nhau. Trong số đó, giá trị lực điện tử của chúng càng gần nhau thì lực hút càng mạnh. Điều này cũng đúng với các phân tử khí (diatomic).
3. liên kết đơn phân tử
Liên kết đơn phân tử xảy ra khi cả hai phân tử dùng chung một cặp electron. Liên kết đơn yếu hơn và kém đậm đặc hơn liên kết đôi và ba, nhưng là liên kết ổn định nhất. Điều này là do liên kết ít phản ứng hơn, có nghĩa là sự mất e sẽ ít bị ảnh hưởng hơn.
4. Liên kết đôi trong phân tử
Liên kết đôi phân tử là tên của hiện tượng này: hai nguyên tử chia sẻ hai cặp electron với nhau. Liên kết này được thể hiện bằng hai dấu gạch ngang giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử. Liên kết này mạnh hơn liên kết đơn, nhưng kém ổn định hơn.
5. Ba chìa khóa
Liên kết ba phân tử là liên kết cộng hóa trị kém bền nhất. Những liên kết như vậy hình thành khi hai nguyên tử trong cùng một phân tử chia sẻ ba cặp electron.
Tính chất của hợp chất cộng hóa trị
Các chất có liên kết cộng hóa trị có các đặc tính nổi bật sau:
-
Dạng tồn tại: Chất chỉ có liên kết cộng hóa trị trong phân tử có thể là chất rắn (đường, sắt, lưu huỳnh,…), chất lỏng (rượu, nước, . . . ) hoặc khí (clo, carbon dioxide, hydro…). Các chất này thường có nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp, với nhiệt độ hóa hơi và nhiệt hạch thấp.
-
Trong các chất phân cực: Ví dụ: đường, etanol… sẽ tan trong dung môi phân cực như nước.
-
Trong các chất không phân cực: vd: ion, lưu huỳnh… tan trong các dung môi không phân cực như cacbon tetraclorua, benzen… chỉ có liên kết là liên kết cộng hóa trị không phân cực không dẫn điện ở mọi trạng thái.
Giúp bé học Toán kết hợp Tiếng Anh siêu tiết kiệm chỉ với 1 ứng dụng Monkey Math. Nội dung giảng dạy đa dạng giúp bé phát triển trí não tư duy và ngôn ngữ toàn diện, chỉ 2k/ngày.
Mối quan hệ giữa liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết cộng hóa trị có cực và liên kết ion
Vậy mối quan hệ giữa liên kết cộng hóa trị có cực, liên kết cộng hóa trị không cực và liên kết ion là gì?
-
Trong phân tử, ta có liên kết cộng hóa trị không phân cực nếu cặp electron chung nằm giữa hai nguyên tử.
-
Trong phân tử, nếu một cặp electron dùng chung dịch chuyển về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.
-
Trong phân tử, nếu cặp electron dùng chung lệch hẳn về 1 nguyên tử thì ta có liên kết ion.
Liên kết ion do đó được coi là một trường hợp đặc biệt của liên kết cộng hóa trị.
Chênh lệch độ âm điện và liên kết hóa học
Người ta sử dụng sự khác biệt về độ âm điện để đánh giá loại liên kết trong phân tử hợp chất. Cụ thể, sự phân loại tương đối của liên kết hóa học theo thang độ âm điện Pau-Linh như sau:
Thực ra, sự khác biệt về độ âm điện chỉ đưa ra dự đoán lý thuyết về loại liên kết trong phân tử. Ta có một ví dụ về chênh lệch độ âm điện và liên kết hóa học như sau:
-
Độ âm điện kém của phân tử nacl = 3,16 – 0,93 = 2,23 > 1,7 => Do đó liên kết giữa na và c là liên kết ion.
-
Hiệu độ âm điện của phân tử hcl = 3,16 – 2,2 = 0,96 => Do đó liên kết giữa h và c là liên kết cộng hóa trị có cực.
-
Hiệu độ âm điện của phân tử h2 = 220 – 2,20 = 0,0 => do đó đây là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Bài tập liên kết cộng hóa trị và các bài giải SGK hóa học 10
Hãy vận dụng những kiến thức đã học ở trên để thực hành giải bài tập hóa học 10 về liên kết cộng hóa trị sau đây.
Bài 1 (SGK 10, trang 64):
Liên kết cộng hóa trị là liên kết
A. giữa các phi kim.
Một cặp electron dùng chung bị lệch về một nguyên tử.
Được hình thành bằng cách chia sẻ các electron giữa hai nguyên tử khác nhau.
Được tạo thành giữa hai nguyên tử bởi một hay nhiều cặp electron dùng chung.
Giải pháp: d là câu trả lời đúng.
Bài 2 (SGK 10, trang 64):
Chọn câu đúng trong các câu sau:
A. Trong liên kết cộng hóa trị, các cặp electron được chuyển đến nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn.
Là liên kết cộng hóa trị có cực được hình thành giữa hai nguyên tử có độ âm điện chênh lệch từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7.
Liên kết cộng hóa trị không phân cực được cấu tạo bởi các nguyên tử có tính chất hóa học khác nhau.
Một phân tử có cực yếu nếu có sự khác biệt lớn về độ âm điện giữa hai nguyên tử.
Giải pháp: b là câu trả lời đúng.
Bài 3 (Bài 10 tr. 64):
Độ âm điện của nguyên tử là
A. Khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành liên kết hoá học.
Khả năng nhường electron của nguyên tử này cho nguyên tử khác.
Khả năng tham gia phản ứng mạnh hay yếu của nguyên tử.
Khả năng của một nguyên tử tặng một proton cho một nguyên tử khác.
Chọn câu trả lời đúng.
Lời giải: a là đáp án đúng.
Bài 4 (SGK 10, trang 64)
Thế nào là liên kết ion, liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết cộng hóa trị có cực, liên kết cộng hóa trị có cực. Ví dụ.
Giải pháp:
Liên kết ion là liên kết giữa các ion tích điện trái dấu được hình thành do lực hút tĩnh điện.
Ví dụ: k++ + cl- → kcl.
Liên kết cộng hóa trị không cực là liên kết giữa hai nguyên tử được hình thành bằng cách dùng chung một cặp electron.
Bài tập về cộng hóa trị cho học sinh luyện tập
Ngoài các bài tập trong SGK Hóa học 10, dưới đây là một số bài tập liên quan để các em cùng luyện tập:
Câu 1. Xét các phân tử ion: licl, kcl, rbcl, cscl. Trong phân tử nào liên kết ion mạnh nhất?
A.
Đỏ và xanh
Câu 2. Cho độ âm điện: be (1,5), al (1,5), mg (1,2), cl (3,0), n (3, 0), h(2 ,1 ) ), s(2,5), o(3,5). Chất nào sau đây có liên kết ion?
A. h2s, nh3.
becl2, bes.
Magiê, Ôxít nhôm.
mgcl2, alcl3.
Câu 3. Nguyên tử al có 3 electron hóa trị. Loại liên kết hóa học nào được hình thành khi liên kết bằng 3 nguyên tử flo:
A. Phím kim loại.
Liên kết cộng hóa trị có cực.
Liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Liên kết ion.
câu 4.Cho các hợp chất: nh3, h2o, k2s, mgcl2, na2o, ch4, các chất có liên kết ion là:
A. nh3, h2o, k2s, mgcl2
k2s, mgcl2, na2o, ch4
nh3, h2o, na2o, ch4
k2s, mgcl2, na2o
Câu 5.Cặp nguyên tử nào sau đây có cấu hình electron có thể tạo thành liên kết ion:
A. 1s22s22p3 và 1s22s22p5
b.1s22s1 và 1s22s22p5
1s22s1 và 1s22s22p63s23p2
d.1s22s22p1 và 1s22s22p63s23p6
Câu 6. Cho 3 ion: na+, mg2+, f-. Đã phát hiện xuyên tạc.
A. Ba ion trên có cấu hình electron giống nhau.
Số nơtron của ba ion trên là khác nhau.
3 ion trên có cùng số electron
Ba ion trên có cùng số proton.
Điều 7. Trong dãy oxit sau: na2o, mgo, al2o3, sio2, p2o5, so3, cl2o7. Oxit có liên kết ion là:
A. na2o , sio2 , p2o5 .
mgo, al2o3, p2o5
na2o, mgo, al2o3 .
so3, cl2o3, na2o.
Điều 8. Các chất: hf, nacl, ch4, al2o3, k2s, mgcl2. Số loài có liên kết ion là (độ âm điện k: 0,82; al: 1,61; s: 2,58; cl: 3,16 và o: 3,44; mg: 1,31; h: 2,20; c: 2,55; f: 4,0):
A. 3.
2.
1.
4.
Câu 9: Cho các hợp chất: nh3, na2s, co2, cacl2, mgo, c2h2. Hợp chất có liên kết cht là:
A. co2, c2h2, mgo
nh3.co2, na2s
nh3, co2, c2h2
cacl2, na2s, mgo
Câu 10: Cho độ âm điện cs: 0,79; ba: 0,89; phân lớp: 3,16; giờ: 2,2; kèn: 2,58; f: 3,98: te: 2,1 xác định các liên kết sau trong phân tử vật chất: h2te, h2s, cscl, baf2. Chất có liên kết cộng hóa trị không phân cực là:
A. baf2.
h2te
h2s.
Câu 11: Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử trong phân tử:
A. 1 cặp electron dùng chung
2 cặp electron chung
3 cặp electron chung
1 hoặc nhiều cặp electron chung
Bài 12:Số oxi hóa của nitơ trong nh4+, no2- và hno3 lần lượt là:
A. +5, -3, +3.
-3, +3, +5
+3, -3, +5
+3, +5, -3.
Câu 13: Cho các phân tử sau: c2h2 (1); bf3 (2); becl2 (3); c2h4 (4) ; ch4 (5); cl2 (6); h2 ( 7); nước (8); nh3 (9); axit clohydric (10). Trong các phân tử trên, sự hình thành liên kết trong phân tử là do:
A. Nhóm hóa trị của lai hóa sp là:
A. (1), (3), (6).
(1), (2), (3), (5).
(1), (3), (4), (7).
(1), (3).
Câu 14: Hóa trị và số oxi hóa của n trong phân tử nh4cl lần lượt là
A. 4 và -3
3 và +5
5 và +5
3 và -3
Câu 15: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất, nguyên tố và ion sau:
a) h2s, s, h2so3, h2so4.
b) hcl, hclo, naclo2, hclo3.
c) mn, mncl2, mno2, kmno4.
Như vậy qua bài viết này chúng ta đã hiểu rõ về liên kết cộng hóa trị là gì, ngoài phân loại và tính chất, chúng ta còn thực hành một số bài tập cơ bản SGK Hóa 10. Hi vọng những thông tin này sẽ giúp các bạn biết thêm nhiều thông tin bổ ích và thành thạo hơn với các dạng bài tập về liên kết cộng hóa trị. Ghé thăm trang web của con khỉ để cập nhật hóa học thú vị hơn!
-
-
-
-
-
-
-
-
