De thi hsg mon hoa lop 11-12

LIÊN KẾT ION
Tương tác hóa học xảy ra gồm hai giai đoạn:
Nguyên tử truyền electron cho nhau tạo thành ion
Các ion trái dấu hút nhau theo lực hút tĩnh điện
Na + Cl  Na+ + Cl–  NaCl
2s22p63s1 3s23p5 2s22p6 3s23p6
Thuyết tĩnh điện về liên kết ion
Một số cơ cấu bền của ion
ns2np6 F- , Cl- , O2- , Na+ , Mg2+, Al3+
ns2np6nd10 Ag+ , Cu+ , Zn2+
(n-1)s2 (n-1)p6 (n-1)d10ns2 Pb2+, Bi3+, Tl+..
(n-1)d5 Fe3+

Khả năng tạo lk ion phụ thuộc vào khả năng tạo ion của các ngtố:
Các ngtố có I ↓ → dễ tạo cation (IA,IIA )
Các ngtố có F mạnh → dễ tạo anion
(F- ,Cl-, ClO4-, NO3- , SO42-)
χ ↑ → độ ion ↑
Khả năng tạo liên kết ion của các nguyên tố

Tính chất của liên kết ion
Không định hướng
Không bão hòa
Phân cực rất mạnh
Mạng tinh thể ion
Nguyên tắc sắp xếp các ion đặc khít nhất
Mỗi ion được bao quanh số cực đại các ion trái dấu (số phối trí).
Các ion cùng dấu ở cách xa nhau càng nhiều càng tốt.

Quyết định kiểu cấu trúc tinh thể là

Kiểu lập phương tâm khối
số phối trí là 8
CsCl, CsBr, CsI
Kiểu lập phương tâm diện
Số phối trí là 6
NaCl, CsF, MgO
Kiểu ZnS – kiểu blende kẽm- Wutzite
Số phối trí là 4
BeO, ZnO, AgI
Năng lượng mạng tinh thể ion


MX (tinh thể ion ) →M+(khí) + X- (khí) H=UMX
Công thức Kapustinski (lk ion thuần túy)
Khi lk có phần cộng hóa trị tương đối lớn thì công thức này không còn chính xác.
Năng lượng mạng tinh thể
↓
Độ bền mạng tinh thể
Khả năng hòa tan
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
Năng lượng mạng tinh thể

Độ bền mạng tinh thể
Khả năng hòa tan
Nhiệt độ sôi
Nhiệt độ nóng chảy
QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG MẠNG LƯỚI VÀ NHIỆT ĐỘ SÔI, NHIỆT ĐỘ NÓNG CHẢY
MgO Tnc = 2852oC Mg2+ O2-
NaCl Tnc = 800oC Na+ Cl-
Tnc ~ U mà U ~ Zc Za ; U ~ 1/rc+ra


So sánh nhiệt độ nóng chảy NaCl và MgO
U (MgO)  4 U(NaCl) nên Tnc(MgO)  3.6 Tnc (NaCl)



Đặc điểm của hợp chất ion
Tính dẫn điện kém ở trạng thái rắn nhưng dẫn điện tốt ở trạng thái nóng chảy hay dung dịch.
Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi khá cao
Tinh thể rắn, giòn.
Dễ tan trong các dung môi phân cực (H2O).
Quá trình hòa tan các chất tinh thể ion trong dm phân cực
MX(rắn) +(n+m) H2O „ M+.nH2O + X-.mH2O
Hhòa tan = Hvlý + Hsol

Hvlý >0 Hvlý  UMX

Hsol <0
QUÁ TRÌNH VẬT LÝ , Hvlý >0
QUÁ TRÌNH HYDRAT HOÁ , Hhy < 0
QUAN HỆ GIỮA NĂNG LƯỢNG MẠNG LƯỚI NĂNG LƯỢNG HYDRAT HOÁ VÀ ĐỘ TAN
Sự phân cực ion

Khái niệm về sự phân cực ion
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phân cực ion
Ảnh hưởng của sự phân cực ion đến tính chất các hợp chất

Sự phân cực tưong hỗ giữa các ion
 (ptử)= ’ - c - a
_ +
_ +

_ +
_ +
_ +
_ +

+
_
’
 c
 a
c và a là momen lưỡng cực cảm ứng
’ là momen lưỡng cực của hai ion
( xem lk ion lý tưởng )
Momen lưỡng cực cảm ứng
 = .E → a = a.Ec c = c.Ea
 - độ phân cực,   r3 → a >> c
E – cường độ điện trường của ion gây phân cực.
→ cation có tác dụng gây phân cực
mạnh hơn anion
>>
Qúa trình phân cực ion có tính chất một chiều cation gây phân cực anion
→ Không có lk ion 100%.

sự phân cực ion làm cho đám mây điện tử của cation và anion che phủ nhau một phần nên lk ion bao giờ cũng mang một phần tính cộng hóa trị.
_
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ PHÂN CỰC ION
Độ phân cực 
Tác dụng gây phân cực của cation
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân cực 
Bán kính ion càng lớn →  tăng
F - < Cl - < Br - < I-  tăng
Các ion đẳng electron có điện tích càng nhỏ (càng âm) thì  tăng.
Mg2+ < Na+ < Ne < F- < O2-  tăng
Cấu hình electron hóa trị
ns2np6 < ns2np6nd1→9 < ns2np6nd10  tăng

Độ phân cực  của các cation
Độ phân cực  của các anion
Tính cộng hóa trị tăng dần
Các yếu tố ảnh hưởng đến tác dụng phân cực của cation
Thế cation (qui tắcFajan)
Cấu hình electron hóa trị
ns2np6 < ns2np6nd1→9 < 18e+ ns2< ion kiểu He < ns2np6nd10
(các ion có cùng điện tích, bán kính tương đương )
Tính cộng hóa trị tăng dần
Ảnh hưởng của sự phân cực ion đến tính chất của các hợp chất
Độ điện ly
Độ bền nhiệt
Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy
Độ tan
Độ điện ly


Tính cộng hóa trị tăng
Tính ion giảm
Độ điện ly giảm
Sự phân cực ion tăng


Độ bền nhiệt
Sự phân cực ion↑ → tính cht↑ → tính ion↓ → độ bền nhiệt của tinh thể ion ↓→ Tnc, Tply↓

Độ tan Hhòa tan= Hvlý + Hs = U + Eh
Năng lượng mạng tinh thể U càng lớn → độ tan ↓
Khả năng phân cực nước của cation ( q+/r+) tăng
→ lực hút tĩnh điện giữa cation và lưỡng cực nước ↑
→ Eh càng âm→ độ tan ↑
Tnc 8450C 6050C 5500C 4490C
LiF LiCl LiBr LiI
Tính cộng hóa trị tăng dần
Độ tan trong nước giảm dần
Độ tan trong etanol tăng dần

Điện tích bán kính Tnc[0C] Độ tan Liên kết

NaCl 1+ 0.095nm 808 Tan ion
MgCl2 2+ 0.065nm 714 Tan ion
AlCl3 3+ 0.050nm 180 Thủy phân chtrị
SiCl4 4+ 0.041nm -70 Thủy phân chtrị




GREATER POSITIVE
CHARGE DENSITY

LiCl rCl- 167 pm Tnc 613oC
LiBr rBr- 182 pm Tnc 547oC
LiI rI- 206 pm Tnc 446oC


Ca2+ 3s2 3p6
Hg2+ 5s25p65d10
r(Ca2+) = 114 pm; r(Hg2+) = 116 pm
 
Tnc (HgCl2)= 276oC < Tnc (CaCl2) = 782oC
 
So Sánh MgO and Al2O3 

Al2O3 (3+, 2-)
MgO (2+, 2-)

 
Tm(Al2O3) = 2054oC < Tm (MgO) = 2852oC

LIÊN KẾT VANDERWAALS
Bản chất của lk là tương tác tĩnh điện

Đặc điểm
Là loại liên kết xuất hiện giữa các phân tử

Có thể xuất hiện ở những khoảng cách tương đối lớn

Có năng lượng nhỏ E = 1 ÷2Kcal/mol

Có tính không chọn lọc và không bão hòa

Có tính cộng
Tương tác khuyếch tán
Tương tác cảm ứng
Tương tác định hướng
Thành phần
LIÊN KẾT HYDRO

Liên kết giữa ng tử H+ với ng tử có kích thước nhỏ độ âm điện mạnh như: F, O , N
Liên kết Hydro liên phân tử.
Liên kết Hydro nội phân tử
Hydrogen Bonds in Water
Liên kết Hydro liên phân tử
Hydrogen Bonding in Acetic Acid
Liên kết Hydro liên phân tử
Hydrogen Bonding in
Salicylic Acid
Liên kết Hydro nội phân tử

Liên kết Hydro thường gặp trong
chất lỏng, tinh thể, đôi khi ở trạng thái khí, các hợp chất cao phân tử.

Intermolecular Hydrogen Bonds
Intermolecular hydrogen bonds give proteins their secondary shape, forcing the protein molecules into particular orientations, like a folded sheet …
Đặc điểm liên kết Hydro
Liên kết hydro là loại lk yếu, yếu hơn nhiều so với lk cộng hoá trị nhưng mạnh hơn lk Van der Waals. Ehydro=2÷10 Kcal/mol
Lk hydro càng bền khi X và Y có độ âm điện càng lớn, kích thước càng nhỏ.
-Y- - H+ … X- -
Ảnh hưởng của lk hydro đến tính chất
Tăng nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các chất có lk hydro liên phân tử.
Giảm độ acid của dung dịch.
Tăng độ tan khi chất tan tạo lk Hydro với dung môi
Trong sinh học, lk hydro giúp tạo các cấu trúc bậc cao cho glucid, protid…
Liên kết Hydro trong nước đá
Liên kết hydro giữa các phân tử nước được sắp xếp tạo nên cấu trúc lục giác mở.
cấu trúc xốp của nước đá làm cho nước đá nhẹ hơn nước lỏng.