Bài 16. Luyện tập: Liên kết hoá học

LIÊN KẾT HÓA HỌC
VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ
Đầu tiên, được xem xét theo quan điểm truyền thống Lewis- Kossel:
Trừ các khí hiếm phân tử gồm 1 nguyên tử, các nguyên tử nguyên tố khác có khuynh hướng kết hợp với nhau để đạt cấu hình tương tự khí hiếm (ns2 np6 hay 1s2) - bền hơn cấu hình từng nguyên tử riêng rẽ.
Tiếp đó các PP mới hơn: PP liên kết – hóa trị
 PP orbitan phân tử.
Các liên kết hóa học
Chuong III
?
Liên kết hóa học có bản chất điện, vì cơ sở tồn tại của mọi liên kết hóa học là lực hút giữa các hạt tích điện.
Electron thực hiện liên kết hóa học trong mọi trường hợp chủ yếu là các electron của những phân lớp ngoài cùng : ns, np , (n-1)d, (n-2)f, được gọi là electron hóa trị.
Sự phân bố mật độ electron khác nhau trong trường hạt nhân của các nguyên tử đưa đến xuất hiện các kiểu liên kết khác nhau, chủ yếu có 2 kiểu liên kết: cộng hóa trị và ion.
III.1. Những khái niệm cơ bản về liên kết hóa học:
A. Bản chất liên kết:
B. Vài đặc trưng của liên kết hóa học:
là khoảng cách (don v? A0) giữa hai hạt nhân của các nguyên tử tương tác với nhau.
1. Độ dài liên kết
là năng lượng cần tiêu tốn để phá vỡ liên kết hay là năng lượng được giải phóng ra khi tạo thành liên kết.
Quy tắc: "Hiệu ứng nhiệt phản ứng bằng tổng năng lượng liên kết có trong các chất ban đầu trừ tổng năng lượng liên kết có trong các sản phẩm"
(có kể đến các hệ số hợp thức của phương trình hóa học).
?D/v ph�n t? 2 nguy�n t? AB thì nang lu?ng ph�n li d�ng b?ng nang lu?ng li�n k?t A-B. VD: EH-H = EplH2 = 431,4 kJ/mol
Đ/v phân tử 2 nguyên tử ABn thì NL phân li chỉ xác định được NL liên kết trung bình của lk A-B (= 1/n NL phân li ABn).
VD: EO-H = ?? = ?? = 459,8 kJ/mol
2. Năng lượng liên kết
? Liên kết càng bền thì năng lượng liên kết càng lớn.
?H0 = ??Hlk0 (t�c ch?t) - ??Hlk0 (s?n ph?m)
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.

Có thể xác định gần đúng đoä daøi lieân keát dựa trên bán kính nguyên tử theo công thức:
Khi c�c nguy�n t? A, B cĩ d? �m di?n g?n nhau:

Khi c�c nguy�n t? A, B cĩ d? �m di?n kh�c nhau nhi?u:
dA-B = rA + rB - 0,09 |?A - ?B|
dA-B = rA + rB
? Góc hóa trị



1. Nội dung co bản:
?Kh�i ni?m v? li�n k?t c?ng hĩa tr? (LKCHT)
? LKCHT tr�n co s? c?p electron gĩp chung do c�c nguy�n t? tuong t�c dĩng gĩp ? li�n k?t 2 electron - 2 t�m
? LKCHT hình thành là do sự che ph? nhau gi?a c�c AO ch?a c�c electron gĩp chung c?a c�c nguy�n t? tham gia t?o li�n k?t.
VD: sự che phủ cặp đôi giữa 2 orbitan nguyên tử s và hai orbitan nguyên tử p
p
p

III.2. LIÊN KẾT HÓA TRỊ
III.2.1. Phuong ph�p liên kết cộng hóa trị (VB)
 Độ bền của LKCHT phụ thuộc vào độ che phủ của các AO, nghiã là phụ thuộc vào kích thước, hình dạng của AO, hướng che phủ.
 độ che phủ càng lớn liên kết càng bền và liên kết được tạo thành khi độ che phủ đạt cực đại.
 LKCHT trong công thức được biểu diễn bằng 2 chấm hay gạch nối.
VD: liên kết trong phân tử hydro: H : H
hay H  H
cặp electron góp chung cơ sở của LKCHT được tạo thành do mỗi nguyên tử tương tác đóng góp 1. Các electron này là các electron hóa trị độc thân. Liên kết được hình thành do sự che phủ lẫn nhau giữa 2 AO hóa trị chứa các electron độc thân này.
VD: H• + H•  H   H và Cl + Cl  Cl2
 Cơ chế và khả năng tạo LKCHT của nguyên tố:
Cl
Cl
Cl + Cl ?
Liê�n kết cộng hóa trị hình thành giữa những nguyên tử giống nhau hay không khác nhau nhiều về độ âm điện.
? Trường hợp cặp electron chung phân bố đều cho cả hai nguyên tử, ta bảo liên kết cộng hóa trị không phân cực
H ? H, Cl ? Cl
 Khả năng tạo LKCHT của nguyên tố và tính bão hòa của LKCHT
 Cơ chế ghép đôi:
VD: cấu hình electron của C ở:
 trạng thái bình thường C : 1s2 2s2 2p2 (2px1 2py1 2pz0) . VD: CO
 trạng thái kích thích C*: 1s2 2s1 2p3 (2px1 2py1 2pz1).VD: CH4, CO2
 Cơ chế cho nhận:

+ cặp electron chung do một nguyên tử đóng góp (ch?t cho)
? c?p electron hĩa tr? t? do.

+ ch?t nh?n c?n cĩ 1 AO hĩa tr? khơng ch?a electron
? AO hĩa tr? t? do

VD:
 Liên kết trong trường hợp này được hình thành do sự che phủ giữa:  AO chứa cặp electron hóa trị tự do của nguyên tử cho và
 AO hóa trị tự do của nguyên tử nhận.
+
 khả năng tạo LKCHT còn được quyết định bởi cả các AO hóa trị 2 electron và AO hóa trị tự do.
Liên kê�t phối trí là một loại liên kết cộng hoá trị trong đó:
 Tính bão hòa của LKCHT:
VD:
Đ/v các nguyên tố CK II, số AO hóa trị là 4 (một 2s và ba 2p)
Đ/v các nguyên tố d , số AO hóa trị là 9 (một 2s, ba 2p và năm d)

số LKCHT cực đại chúng có thể tạo thành là 9.



 chính tính chất này làm cho các phân tử có thành phần và cấu trúc xác định.
Số LKCHT cực đại của nguyên tố bằng số AO hóa trị của nó.
Khả năng tạo được số LKCHT có giới hạn của nguyên tố được gọi là tính bão hòa của LKCHT
 Tính định hướng của LKCHT và sự lai hóa các AO
Liên kết được tạo thành khi mức độ che phủ của các AO đạt cực đại. Muốn vậy các AO phải che phủ nhau theo hướng nhất định.
 Điều này dẫn đến liên kết phải được tạo thành theo hướng nhất định và do đó phân tử tạo thành phải có cấu hình không gian nhất định.
 Tính định hướng của LKCHT và cấu hình không gian của phân tử:
VD: phân tử H2Te có cấu hình dạng
góc với góc hóa trị HTeH = 900 là do 2 liên kết H-Te được tạo thành do sự che phủ của các AO 1s (của H) với 5p (của Te) dọc theo các trục tọa độ (hướng che phủ cực đại)
?
 Sự lai hóa các AO:
Tuy nhiên trong thực tế có nhiều hợp chất có cấu hình không gian phân tử không thể được giải thích bằng sự che phủ thông thường của các AO s, p, d , f… tạo nên các liên kết trong những hợp chất đó.
?
Các nguyên tử khi tương tác với nhau có thể dùng những AO “trộn lẫn” mới, được tạo thành do sự tự che phủ nhau giữa các AO s, p, d , f… trong nội bộ nguyên tử của mình (sự lai hóa các AO) để che phủ với các AO của nguyên tử khác tạo liên kết.
CH4 (d?ng t? di?n d?u, HCH = 109028`)
Để giải thích Pauling và Slater đưa ra thuyết lai hóa các AO:
z
 Sự lai hóa có các đặc điểm sau:
Orbital lai hóa tạo thành có hình dạng, năng lượng hòan tòan giống nhau, nhưng khác với các AO tham gia lai hóa.
Số orbital lai hóa tạo thành bằng số AO tham gia lai hóa và phân bố rất đối xứng trong không gian.
Có nhiều kiểu lai hóa khác nhau: sp, sp2, sp3, sp3d…

các orbital tham gia lai hóa có năng lượng gần nhau,
mật độ electron lớn,
mức độ che phủ lớn.
 Điều kiện lai hóa bền:
Xét một số kiểu lai hóa:
VD: phân tử BeH2 có dạng đường thẳng với góc hóa trị HBeH = 1800. Cấu hình này được giải thích là do nguyên tử Be trung tâm sử dụng 2 orbital lai hóa sp che phủ với các orbital 1s của 2 nguyên tử H tạo thành 2 liên kết Be-H
?
?
?
?
?
•Lai hóa sp2: xảy ra do sự (tự) che phủ của một orbital s với hai orbital p và tạo thành 3 orbital lai hóa sp2 phân bố đối xứng trên mặt phẳng theo hướng đến 3 đỉnh của một tam giác đều, nghiã là dưới góc 1200

? che ph? v?i 3 orbital 3p c?a 3 nguy�n t? Cl t?o th�nh 3 li�n k?t B ? Cl
1 orbital 2s + 2 orbital 2p = 3 orbital sp2
 Lai hóa sp3: xảy ra do sự (tự) che phủ của một orbital s với ba orbital p và tạo thành 4 orbital lai hóa sp3 phân bố đối xứng trong không gian theo hướng đến 4 đỉnh của một tứ diện đều, nghiã là dưới những góc 1090 28’.
Phân tử CH4 (nguyên tử C lai hóa sp3)
1AO2s + 3AO2p = 4AOsp3
? che ph? v?i 4 AO1s c?a c�c nguy�n t? H, t?o th�nh 4 li�n k?t C - H
Giải thích cấu hình không gian các phân tử H2O, NH3, CH4:
 Các dạng góc, tháp tam giác, tứ diện đều của chúng được giải thích bởi trạng thái lai hóa sp3 của các nguyên tử trung tâm O, N, C ( do các góc hóa trị của chúng bằng hoặc gần bằng với 109028’):
 các nguyên tử này sử dụng các orbital lai hóa sp3 để che phủ với các orbital 1s của các nguyên tử H tạo thành các liên kết trong phân tử.

Sự sai lệch giữa góc hóa trị của H2O và NH3 được giải thích bằng lý thuyết đẩy nhau giữa các cặp electron hóa trị của Gillespie:
các cặp electron hóa trị tự do trong 2 phân tử trên đẩy các cặp electron liên kết làm cho góc hóa trị hẹp lại
? s? c?p electron hĩa tr? t? do c�ng nhi?u d?y c�ng m?nh

 Các kiểu LKCHT và LKCHT nhiều tâm:

Có nhiều kiểu LKCHT khác nhau phụ thuộc vào cách che phủ và tính đối xứng của các AO tham gia che phủ tạo liên kết : , ,  không định chỗ…
được tạo thành khi các AO (s-s, s-p, p-p, s-d, p-d, d-d) che phủ dọc theo trục nối hạt nhân nguyên tử
 Đây là loại liên kết chính thực hiện giữa 2 nguyên tử, quyết định cấu hình không gian (khung) phân tử.
 Liên kết :
? hai orbitan p,
1 orbital p với 1 orbital d.
hai orbitan d.
du?c t?o thành khi c�c AO che phủ v? 2 b�n trục nối h?t nh�n (xen phủ bên).
 Đây là loại liên kết phụ bổ sung thêm sau khi hình thành liên kết chính  mà các nguyên tử tương tác vẫn chưa bão hòa hóa trị, cuûa :
 Liên kết  :
loại liên kết  nhưng được thực hiện giữa nhiều nguyên tử (từ 3 nguyên tử trở lên) với số electron tham gia liên kết có thể nhiều hơn 2.
 Đây là loại liên kết phụ bổ sung dùng để giải thích trường hợp các lk xuất phát từ nguyên tố trung tâm có bậc lẻ bằng nhau .
Trong phân tử C6H6,, các nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp2, mỗi C dùng 2 trong AO lai hóa sp2 chứa 1 e để che phủ với các AO lai hóa tương tự của 2 C bên cạnh, tạo thành các lk , còn 1AO sp2 còn lại sẽ tạo lk  với AO hóa trị 1e- 1s của H.
Các lk  C-C được bổ sung bằng lk  không định chỗ được tạo thành do sự che phủ đồng thời của 6 AO hóa trị 1e -2pz, tạo thành lk  không định chỗ - lk 6e -6 tâm
• Phân tử C6H6
? Li�n k?t ? khơng d?nh ch? (li�n k?t nhi?u t�m):
 Bậc liên kết:
Bậc = 
. .B?c li�n k?t cĩ th? nguy�n hay l?, du?c tính theo cơng th?c:
số electron liên kết
2x số liên kết 
 Bậc liên kết tăng, độ dài liên kết giảm, năng lượng và độ bền liên kết tăng.
VD: Bậc liên kết C O trong ion CO32- nằm giữa các giá trị của lk đơn và lk đôi
được xác định bởi số cặp electron tham gia tạo liên kết giữa 2 nguyên tử.
2. Áp dụng phương pháp VB khảo sát cấu tạo một số phân tử, ion:
N ( 2s2 2p3): có 3 e hóa trị độc thân 2p
2 N có thể tạo thành với nhau 3 lk bằng cách góp chung 3e độc thân. Các lk N-N gồm:
1lk  do cặp 2px và
2 lk  do 2 cặp 2py và 2pz.
Do vậy lk trong N2 là lk 3 (bậc 3)
 Phân tử N2
N

?
?
 Phân tử CO2 : có dạng đường thẳng, góc hóa trị OCO = 1800, lk C – O là lk đôi, gồm 1lk  và 1lk 
 C*: 1s2 2s12p3 (có 4 e độc thân):
+ 1AO 2s + 1AO 2p 2AO sp
+ 2AO 2p
 O: 1s2 2s22p4 (có 2 e độc thân)  O sẽ dùng 2AO hóa trị chứa 1e này để tạo các lk với C.
 Các lk C-O được tạo thành do sự che phủ giữa 2AO sp của C và các AO 2px chứa 1e của 2O, còn
 các lk C- O được tạo thành do sự che phủ cặp đôi giữa các AO 2py và 2pz của C và O.

 4 AO hoá trị để che phủ với các AO của O tạo lk
Bậc liên kết C-O =  = 2
?
 Phân tử BCl3: có dạng tam giác đều , góc hóa trị ClBCl = 1200, lk B-Cl có bậc bằng 1,33, gồm 1lk  và 1lk  không định chỗ.
B*:1s2 2s12p2 (có 3e hóa trị độc thân) và vì ClBCl = 1200
 nguyên tử B trung tâm sẽ ở trạng thái lai hóa sp2 và dùng 3 AO lai hóa này cùng với AO 2p không tham gia lai hóa để tạo các lk với Cl.
Cl: 1s2 2s22p6 3s2 3p5 (có 1e hóa trị độc thân)
nguyên tử Cl sẽ dùng e hóa trị độc thân này và các AO 3p chứa 1e cũng như chứa cặp e ghép đôi để tạo lk với B.
3lk B-Cl được tạo thành do sự che phủ cặp đôi giữa 3 AO sp2 của B với các AO chứa 1e 2px của 3Cl. Tuy nhiên do cấu hình e của B vẫn chưa bão hòa nên cần phải tạo thêm lk bổ sung:
 lk  không định chổ theo cơ chế cho-nhận do sự che phủ giữa AO hóa trị tự do 2p không tham gia lai hóa còn lại của B và 3AO hóa trị 2pz chứa cặp e ghép đôi của 3 Cl.
lk  này chung cho cả 4 nguyên tử B và Cl
(nên được gọi là lk 2 e – 4 tâm)
?
?
3p

?
?
?
Ion CO32- :có dạng tam giác đều, góc hóa trị OCO = 1200,
lk C-O có bậc bằng 1,33 , gồm 1lk  và 1lk  không định chỗ.
 Cấu hình e của C và O: Vì OCO = 1200 nên C phải ở trạng thái lai hóa sp2
1AO 2s + 2AO 2p = 3AO sp2  4e hóa trị phân bố độc thân trên 3 AO sp2 và orbital 2p còn lại không tham gia lai hóa.
1trong 3 nguyên tử O có cấu hình e hóa trị bình thường : 2s22p4 (có 2e hóa trị độc thân),
còn 2 nguyên tử O còn lại do nhận thêm 2e điện tích của ion nên có cấu hình electron hóa trị : 2s22p5 ( chỉ có 1e hóa trị độc thân).
 Để tạo lk, các nguyên tử O cũng sử dụng các e hóa trị độc thân và các AO chứa 1e này.
 Các lk  C-O được tạo thành do sự che phủ cặp đôi giữa 3AO sp2 của C với 3 AO 2p của 3O . Tuy nhiên sau khi tạo 3lk C-O cấu hình e của C cũng như của các O vẫn chưa bão hòa (còn thiếu 1e), nên để ion có cấu tạo bền, giữa các nguyên tử C và O tạo thêm lk  không định chỗ chung cho cả 4 nguyên tử theo cơ chế góp chung do sự che phủ giữa orbital 2p không tham gia lai hóa của C với 3 orbital 2p của 3 O ( lk 2 e – 4 tâm)
?
?
?
?
?
?
III.2.2. Phương pháp orbital phân tử (MO)
A. N?i dung co b?n:
1. Phân tử là tổ hợp thống nhất bao gồm các hạt nhân và các e của các nguyên tử tạo thành phân tử, trong đó mỗi e chuyển động trong trường tác dụng của các hạt nhân và các e còn lại
 phân tử là nguyên tử đa nhân.
2. Phân tử có cấu trúc orbital như nguyên tử: trong phân tử trạng thái e cũng được đặc trưng bằng orbital phân tử (MO); các MO lại được xác định bằng tổ hợp các số lượng tử.
Tương ứng với các AO s, p, d, f,… trong nguyên tử,
 trong phân tử có các MO ,, , ,..
Các electron được phân bố trên các MO theo qui luật giống như các AO
Caùc MO được taïo thaønh do sự toå hôïp tuyeán tính (cộng và trừ) caùc AO (tức sự che phủ cuûa caùc AO).
? Nếu mỗi AO ứng với một mức năng lượng xác định, thì mỗi MO cũng tương ứng với một mức năng lượng xác định.
? S? t? h?p tuy?n tính c?ng c�c AO t?o th�nh MO lk cĩ nang lu?ng th?p hon c�c AO xu?t ph�t.
? S? t? h?p tuy?n tính tr? AO t?o th�nh MO ph?n lk cĩ nang lu?ng cao hon c�c AO xu?t ph�t.
Ngồi ra cịn cĩ lo?i MO th? ba du?c g?i l� MO khơng lk do c�c AO khơng tham gia t? h?p chuy?n nguy�n v?n th�nh. Vì v?y c�c MO n�y cĩ nang lu?ng b?ng c�c AO xu?t ph�t.
S? MO t?o th�nh = s? AO tham gia t? h?p
Sự tổ hợp các AO tạo thành MO cũng thường được biểu diễn dưới dạng giãn đồ năng lượng.

Tên gọi các MO (,, , ,..) được xác định tùy thuộc vào cách che phủ của các AO đối với trục nối hạt nhân nguyên tử giống như trong phương pháp VB.

Điều kiện tổ hợp: các AO tham gia tổ hợp phải gần nhau về năng lượng, che phủ nhau đáng kể , có đối xứng giống nhau đ/v đường lk trong phân tử
 sự tổ hợp của 2AO 2p tạo thành: 2MO lk 2p và phản lk *2p
hoặc 2MO lk 2p và phản lk  *2p
E
E?*2p
E?2p
e(2p)
e(2p)
?*2p
?2p
AO 2p
C (sp2)
AO 2p
C (sp2)
MO ?
C2H4
 Các đặc điểm liên kết:
 Đóng góp vào lk có thể là e ghép đôi hoặc các e độc thân riêng biệt.
 LK được xác định bằng số e lk không bị e phản lk triệt tiêu
( 1e phản lk triệt tiêu 1 e lk).
Bậc liên kết =
? Li�n k?t cĩ t�n g?i t? t�n MO ch?a e lk khơng b? tri?t ti�u.
 Đóng góp vào lk có thể là e ghép đôi hoặc các e độc thân riêng biệt.
 LK được xác định bằng số e lk không bị e phản lk triệt tiêu
( 1e phản lk triệt tiêu 1 e lk).
 Đóng góp vào lk có thể là e ghép đôi hoặc các e độc thân riêng biệt.
 LK được xác định bằng số e lk không bị e phản lk triệt tiêu
( 1e phản lk triệt tiêu 1 e lk).
 Đóng góp vào lk có thể là e ghép đôi hoặc các e độc thân riêng biệt.
 LK được xác định bằng số e lk không bị e phản lk triệt tiêu
( 1e phản lk triệt tiêu 1 e lk).
Khảo sát các phân tử 2 nguyên tử cùng loại của các nguyên tố chu kì I ( H và He):
Các MO của H2 , He2 được tạo thành từ sự tổ hợp tuyến tính 2AO 1s của các nguyên tử H và He  đó là các:
 MO lk 1s (có năng lượng thấp hơn) và
 MO phản lk 1s* (có năng lượng cao hơn)
 Sự phân bố e trên các MO
Lk trong phân tử H2 là lk , có bậc bằng 1, nên nó tồn tại bền trong thực tế. Lk trong H2+, He2+ tuy chỉ có 1e, nhưng có bậc lk >0, nên chúng vẫn tồn tại được trong thực tế dù không bền.
Trong khi đó , phân tử He2 không thể tồn tại được ở điều kiện bình thường vì có lk có bậc bằng không (lk không hình thành).
Cấu hình e phân tử của các mẫu phân tử và ion phân tử trên:
H2: [(?1s)2]; H2+: [(?1s)1] ; He2+: [(?1s)2 (?1s*)1 ]; He2: [(?1s)2 (?1s*)2 ]
 Nhận xét:
Khảo sát các phân tử 2 nguyên tử cùng loại (X2) của các nguyên tố chu kì II
Sự tạo thành và phân bố các MO theo năng lượng:

Các nguyên tử chu kì II có 5 AO (1s, 2s, 2px, 2py, 2pz).
Sự tổ hợp 10AO của 2 nguyên tử sẽ tạo thành 10 MO của phân tử.

 Từ 2 AO 1s tạo thành 2MO 1s và 1s*,

 Sự tổ hợp các AO 2s và 2p xảy ra phức tạp:
do độ chênh lệch năng lượng E giữa các AO 2p và 2s lớn nên chỉ xảy ra sự tổ hợp của các AO 2s với 2s và 2p với 2p mà thôi.
 Sự tổ hợp 2 AO 2s tạo thành 2MO 2s và 2s*

2
2
2sa
2sb
2s
2s
 Đ/v các nguyên tố cuối chu kì (từ O đến Ne):
 Sự tổ hợp 2 AO 2px tạo thành 2MO 2px và 2px* (che phủ theo trục x).

 Sự tổ hợp cặp đôi 2AO 2py và 2AO 2pz tạo thành các cặp MO 2py ,2py* và 2pz , 2pz* (che phủ về 2 phía theo trục nối hạt nhân).
Các MO tạo thành được phân bố theo năng lượng như sau:
1s < 1s*< 2s < 2s*< 2px< 2py= 2pz < 2py* = 2pz* < 2px*
 Sự phân bố electron trên các MO
do độ chênh lệch năng lượng E giữa các AO 2p và 2s nhỏ nên các AO 2s tổ hợp được với nhau và với các AO 2p.

 Sự tổ hợp 2AO 2s và 2 AO 2px  4 MO 2s, 2s*,2px, 2px*.
 Sự tổ hợp các cặp AO 2py hay 2pz  4 MO 2py, 2py*, 2pz, 2pz*

Các MO tạo thành được phân bố theo năng lượng như sau:

1s < 1s*<2s < 2s* < 2py= 2pz < 2px < 2py* = 2pz* < 2px*
?s
 Do sự xuất hiện lực đẩy giữa các AO2s và 2p mà các MO 2py & 2pz trở nên thuận lợi hơn về năng lượng so với 2px
AO MO AO
 Đ/v các nguyên tố đầu chu kì (từ Li đến N):
 Sự phân bố electron trên các MO:
? D?i v?i c�c nguy�n t? d?u chu k?:
Nhận xét:

Sự tăng e trên các MO lk làm tăng độ bền lk cũng như phân tử. Ngược lại, sự tăng e trên các MO plk làm giảm độ bền lk cũng như phân tử.
Trong các phân tử và ion phân tử khảo sát chỉ có phân tử Ne2 không tồn tại trong thực tế vì có bậc lk bằng 0.
Phân tử N2 có lk ba (gồm 1  và 2, hoàn toàn trùng hợp với kết quả phân tích theo PP VB), là lk có bậc lớn nhất nên có độ dài ngắn nhất và độ bền lớn nhất.
Cấu hình e hóa trị của N2: (2s)2 (*2s)2(2pyz)4 (2px)2
B?c lk tang ? D? d�i lk gi?m ? Nang lu?ng lk tang ? D? b?n lk tang

• Các chất có e độc thân trong cấu hình e phân tử là những chất thuận từ. VD: B2, O2,…
• Các chất không có e độc thân trong cấu hình e phân tử là những chất nghịch từ
 do các e khi bị kích thích sẽ hấp thụ năng lượng tương ứng các tia vùng ánh sáng thấy được để chuyển lên orbital có năng lượng cao.
VD: Iot có màu tím là do e khi chuyển từ orbital *5p lên orbital *5x hấp thụ năng lượng tương ứng tia vàng - lục, vàng để lại các tia xanh và đỏ 2 bên tạo ra màu tím.

? Gi?i thích t? tính:
 Giải thích màu sắc các chất vô cơ:
 Các phân tử 2 nguyên tử khác loại của các nguyên tố CK II
Tương tự như đ/v LKCHT , tùy thuộc vào sự phân bố mật độ e đ/x hay không đ/x mà các phân tử CHT có thể là :


 cấu tạo từ các nguyên tử khác loại HCl, HBr, HI, ….. hoặc
 không đ/x : H2O, NH3, NO2, …


 cấu tạo từ các nguyên tử cùng loại :H2, N2,O2, Cl2,… hoặc
 phân tử có cấu tạo đ/x : CO2, CS2, CCl4, C6H6,…



III.2.3. Phân tử cộng hóa trị và cực tính:
? Phân tử cộng hóa trị có cực và không cực:
 có cực do:
 không cực do:


? Lưỡng cực v� momen lưỡng cực:


Momen lưỡng cực của phân tử phụ thuộc vào momen lưỡng cực của các liên kết và cặp electron hóa trị tự do, vào cấu tạo phân tử.
Tính momen lưỡng cực của liên kết và các phân tử đơn giản.

 Phân tử có cực là một lưỡng cực điện, là hệ thống gồm 2 điện tích bằng nhau nhưng ngược dấu (+ và -) và ở cách nhau một khoảng cách l (độ dài lưỡng cực).
? Tích s? gi?a d? d�i lu?ng c?c l v?i di?n tích ? là đại lượng đặc trưng cho độ có cực của lk & phân tử v� du?c g?i l� momen lưỡng cực .

? = l x ?
Momen lưỡng cực l� d?i lu?ng vecto cĩ chi?u qui u?c t? c?c duong d?n c?c �m . VD:
H ? Cl
?+? ?-
Momen lưõng cực của các phân tử hai nguyên tử
(CGS): 1 D = 10-18 don v? tinh di?n x cm
Sự tạo thành liên kết ion bao gồm 2 giai đoạn:
Tạo thành các ion dương và âm do các nguyên tử chuyển electron cho nhau .
Các ion ngược dấu hút nhau và tiến đến gần nhau cho đến khi lực hút và lực đẩy giữa chúng bằng nhau thì các ion dừng lại, khi đó liên kết ion (phân tử ion) hình thành.
Ví dụ: Na + Cl ? Na+ + Cl- ? NaCl
1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p5 1s22s22p6 1s22s22p63s23p6

III.3. Liên kết ion:
? Thuyết tĩnh điện hiện đại về liên kết ion:
?Xét năng lượng của liên kết ion trong phân tử ion AB (k) được tạo thành từ các nguyên tử A(k) và B(k) (đều hóa trị 1):
A(k) = A+(K) + e + IA (1)
Cộng các phương trình (1), (2), (3) được:

Đặt EAB = IA + FB + E thì EAB là năng lượng tạo thành phân tử ion AB (k) và chính là bằng giá trị năng lượng liên kết ion A-B:
N0: số Avogadro; e: điện tích electron;
?, ?: hằng số ? và điện môi; n: hệ số đẩy Born
? Năng lượng liên kết ion:
B(k) + e = B-(k) + FB (2)
A+(k) + B- = AB (k) + E (3)
A+(k) + B- = AB (k) + IA + FB + E
? các nguyên tố có tính kim loại và phi kim loại càng mạnh càng dễ tạo liên kết ion với nhau. VD: kim loại kiềm và halogen
liên kết ion có 2 tính chất ngược liên kết cộng hóa trị không bão hòa và không định hướng.
là sự chuyển dịch đám mây electron đối với hạt nhân của một ion dưới tác dụng của điện trường một ion khác.
? Ion có đám mây electron bị biến dạng được gọi là ion bị phân cực, nó được đặc trưng bằng độ bị phân cực, còn ion có điện trường tác dụng được gọi là ion phân cực, nó được đặc trưng bằng độ phân cực.


Sự biến dạng của đám mây electron anion dưới tác dụng phân cực của cation
?Khả năng tạo liên kết ion của các nguyên tố:
? Tính chất liên kết ion:
? Sự phân cực ion:
? Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bị phân cực và độ phân cực của ion: điện tích, kích thước, cấu hình electron.
? Khi điện tích và cấu hình electron như nhau thì độ bị phân cực của ion tăng theo chiều tăng kích thước ion.
?Khi điện tích như nhau và kích thước gần nhau thì độ bị phân cực



? Khi điện tích và cấu hình electron như nhau thì độ phân cực giảm xuống theo chiều tăng kích thước ion.
? Khi điện tích tăng độ phân cực của ion tăng lên.
? Khi các ion ngược dấu tác dụng với nhau: anion bị phân cực, còn cation gây phân cực.
? Sự phân cực ion có ảnh hưởng lớn đến nhiều tính chất các hợp chất ion: độ bền, độ tan, sự điện li,.
? nhỏ nhất ở những ion có cấu hình khí trơ s2p6,
? lớn nhất đối với các ion có cấu hình s2p6d10 và
? trung gian là các ion kim loại chuyển tiếp.
III.4. Liên kết kim loại:
? Thuyết miền năng lượng về liên kết kim loại:
Đặc điểm cấu tạo của khối kim loại là mạng tinh thể của nó được tạo thành bởi những ion ở dương ở nút mạng và các electron tự do (là các electron hóa trị bị bứt ra khỏi nguyên tử) chuyển động hỗn loạn trong toàn bộ tinh thể kim loại.
? Chính các electron tự do này tạo nên kiểu liên kết đặc biệt của kim loại: liên kết rất nhiều tâm.
Thuyết miền năng lượng nghiên cứu sự chuyển động của các electron tự do này, mà thực chất là áp dụng phương pháp MO vào nghiên cứu hệ tương tác chứa số nguyên tử khổng lồ. ? Theo thuyết này khi các nguyên tử trong tinh thể kim loại tương tác với nhau thì các AO của chúng sẽ che phủ nhau tạo nên các miền năng lượng chứa các orbital miền năng lượng (tương tự như các AO, MO):
2p
?E
3s
Mi?n
nang lu?ng
Mi?n d?n
Miền hóa trị
3s0
2p6
Mi?n c?m
2p0
3s{
3p{
Mi?n d?n
Miền hóa trị
3p1
3p0
2p6
r0
r
Tương ứng với các trạng thái năng lượng s, p, d, f,.của nguyên tử trong tinh thể kim loại có các miền năng lượng s, p, d, f,..
Các miền năng lượng có thể là:
* miền hóa trị (chứa các electron hóa trị),
* miền dẫn (miền tự do nằm trên miền hóa trị).
Đối với kim loại 2 miền này che phủ nhau, nhưng đối với chất rắn nói chung có thể che phủ hoặc không.
* Trong trường hợp không che phủ, giữa chúng xuất hiện miền cấm (miền electron không thể có mặt).
? Sự sắp xếp electron vào các orbital miền năng lượng cũng tuân theo các qui luật đã biết. Như vậy số electron tối đa trên mỗi miền năng lượng như sau:
2N đối với miền s,
6N đối với miền p,
10N đối với miền d,
14N đối với miền f. (N: số nguyên tử kim loại).
? A�p dụng thuyết miền năng lượng giải thích cấu hình electron và tính chất của natri
Từ cấu hình electron hóa trị 3s1 của Na suy ra:
miền hóa trị chỉ có 1N electron nên nó chỉ mới được điền đầy một nửa (nghiã là chỉ có một nửa số orbital miền năng lượng được điền và điền đầy electron).
Một nửa miền còn lại tự do và đóng vai trò miền dẫn.
Nhờ vậy khi kích thích nhẹ, ví dụ tác dụng lên kim loại một điện trường, các electron hóa trị dễ dàng chuyển lên những orbital còn tự do theo hướng của điện trường, thể hiện tính dẫn điện.
D?i 2p l?p d?y
D?i 3s l?p d?y m?t n?a
D?i 2p tr?ng
Các mức năng lượng của các MO
của phân tử Na2
Sơ đồ các mức năng lượng kề sát nhau trong tinh thể Na kim loại
Miền hóa trị đầy một nửa
Mi?n d?n
Tự đọc từ trang 197 201 (TL1), để hiểu về các liên kết:
* Van der Walls: bản chất, các thành phần, năng lượng, ứng dụng thực tế.
* Hydro: bản chất, năng lượng, ứng dụng giải thích một số tính chất.

?
III.5. Liên kết giữa các phân tử:
là loại liên kê�t bằng lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu.

Liên kết ion hình thành giữa KL điển hình với PK điển hình.
2. Liên kê�t ion theo Kossel:
3. So sánh hai loại liên kết:
Liên kết ion l� lo?i li�n k?t bằng lực hút tĩnh điện. Liên kết cộng hóa trị là loại liên kết bằng cặp electron chung.
Liên kết ion hình thành giữa 2 nguy�n t? cĩ d? �m di?n kh�c nhau nhi?u (?? 1,9?3,2). Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa c�c nguy�n t? gi?ng nhau hay khơng kh�c nhau nhi?u (?? < 1,9).
Liên kết ion khơng cĩ hu?ng v� khơng b�o hịa. Liên kết cộng hóa trị cĩ hu?ng r� r?t v� b�o hịa. VD:
d. Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao. Hợp chất cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi thấp.
Tuy nhiên sự khác biệt giữa 2 loại liên kết này không phải lúc nào cũng rõ ràng.VD:
Cl : Cl cặp electron chung phân bố đồng đều, liên kết cộng hóa trị không phân cực.
H : Cl cặp electron chung bị hút lệch về phía Cl, liên kết cộng hóa trị phân cực.
Na :Cl cặp electron chung hoàn toàn thuộc Cl, liên kết là ion.
? liên kết cộng hóa trị không phân cực và liên kết ion là hai trường hợp giới hạn của liên kết cộng hóa trị phân cực.