Hợp chất hóa học, phân tử

CHEMICAL BONDS, MOLECULES AND COMPOUNDS
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM
KHOA MÔI TRƯỜNG
GVHD: TÔ THỊ HIỀN
LỚP 09KMT
Nhóm 5:
1. Nguyễn Mạnh Huy 0917127
2. Nguyễn Phú Khánh 0917144
3. Dương Thị Ngọc 0917216
4. Nguyễn Văn Quang 0917261
5. Nguyễn Thị YếnThanh 0917296
6. Đoàn Minh Trí 0917368
7. Trần Vũ 0917415
8. Nguyễn Thị Hải Yến 0917421
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Stanley E. Manahan, 2001, Fundamentals of environmental, 137 - 177.
2. Website http://www.scribd.com
I. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT
II. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ QUY TẮC BÁT TỬ
III. LIÊN KẾT ION
IV. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
V. LIÊN KẾT TRONG CÁC HỢP CHẤT CỘNG HÓA TRỊ
VI. MỘT SỐ PHƯƠNG DIỆN VỀ LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
VII. CÔNG THỨC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT
VIII. DANH PHÁP CỦA CÁC HỢP CHẤT HÓA HỌC
IX. ACID, BASE VÀ MUỐI
MỤC LỤC
I. LIÊN KẾT HÓA HỌC - SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT
Nguyên tố hóa học + liên kết hóa học → hợp chất hóa học
Hình dạng và cấu trúc: xác định bằng sự định hướng của liên kết hóa học giữa các phân tử
Thế mạnh của liên kết hóa học: sự ổn định của nó và chống lại các thay đổi hóa học
NO2 + hv → NO + O
Các phản ứng của hydrocarbon đưa chất ô nhiễm vào khí quyển từ nhiên liệu ô tô bị đốt cháy không hoàn toàn và các nguồn khác
 Một loạt phản ứng → sản xuất khí ozon, formaldehyde, NO2 và các sản phẩm khác được gọi là sương mù quang hóa
LIÊN KẾT HÓA HỌC
- Hình thành do sự chuyển hoặc chia sẻ các điện tử hóa trị ở lớp ngoài cùng của nguyên tử
Phá vỡ liên kết hóa học giữa N và O trong NO2 bắt đầu quá trình liên quan đến một loạt các phản ứng dẫn đến sự hình thành sương mù quang hóa, chất ô nhiễm độc hại
II. LIÊN KẾT HÓA HỌC – QUY TẮC BÁT TỬ
Quy tắc bát tử trong phân tử khí

Quy tắc bát tử trong hợp chất hóa học:
Quy tắc bát tử trong phân tử khí


Một số nguyên tố khí, Hydro, Nitơ, Oxy, Flo…, có xu hướng đạt đến cấu hình electron của khí hiếm đứng gần nó nhất.
Các liên kết trong phân tử F2 được thể hiện như sau:
Quy tắc bát tử trong phân tử khí

Bảng tóm tắt bảng Hệ thống tuần hoàn cho thấy lớp vỏ điện tử bên ngoài là các dấu chấm. Cấu hình điện tử cho nhận.
Quy tắc bát tử trong hợp chất hóa học

Các nguyên tử có xu hướng thêm hoặc mất đi điện tử để đạt bộ tám ổn định
Các nguyên tử của nguyên tố nằm ở giữa chu kỳ của bảng tuần hoàn, ví dụ như carbon, nito, sẽ tham gia vào phản ứng cộng hóa trị.
Quy tắc bát tử trong hợp chất hóa học


Trong hợp chất NaCl, cả 2 ion Na+ và Cl- đều có 8 điện tử lớp ngoài cùng. Các ion Na+ được tạo thành do mất 1 điện tử từ nguyên tử Na và các ion Cl- được hình thành do thêm 1 điện tử vào nguyên tử Cl
Quy tắc bát tử trong hợp chất hóa học

Trong khí metan (CH4):
+ 4 nguyên tử hidro có 1 điện tử liên kết với nguyên tử carbon làm cho nguyên tử carbon có 8 electron lớp vỏ ngoài cùng giống như cấu hình của neon.

+ Mỗi nguyên tử hidro sẽ có 2 electron, cả 2 cùng chia sẻ với carbon, cung cấp 2 điện tử giống như khí hiếm heli.
III. LIÊN KẾT ION
1 ion bao gồm một hay nhiều nguyên tử có sự không cân bằng số proton và electron
Ion được hình thành do sự mất đi hoặc thêm vào một hay nhiều electron trong nguyên tử
Ion được gọi là cation khi nguyên tử bị mất electron, có điện tích dương
Anion là ion khi được nhận thêm electron,có điện tích âm
Cation và anion sẽ liên kết với nhau bằng liên kết ion để tạo ra hợp chất ion hóa
1. Cấu hình điện tử của ion từ 1 nguyên tử

Cấu hình điện tử của nguyên tử nhấn mạnh sự ổn định của bộ 8 electron lớp vỏ bên ngoài, đặc trưng của khí hiếm
→ Bộ 8 trong cấu hình electron là ns2np6
Nguyên tử của nguyên tố đứng trước khí hiếm có nhu cầu nhận thêm electron, trong khi đó, nguyên tử của nguyên tố đứng sau khí hiếm có khả năng cho đi electron để đạt cấu hình khí hiếm gần nó nhất
2. Natri Clorua là một hợp chất ion
3 . Năng lượng liên kết ion:

- Năng lượng được giải phóng khi những ion liên kết nhau thành rắn



- Trong đó:
+ Q1,Q2 là 2 điện tích tính (culong)
+ d là khoảng cách giữa 2 điện tích (mét)
+ k là hằng số với giá trị là 8,99.109 Jm/c2
4. Năng lượng mạng tinh thể:

- Năng lượng cần thiết để tách tất cả các ion trong hợp chất này và loại bỏ chúng một khoảng cách vừa đủ để chúng không còn khả năng tương tác.
5. Bán kính ion:


Ảnh hưởng đến năng lượng tương tác

Trong cùng một phân nhóm, các ion có cùng điện tích có bán kính tăng dần khi đi từ trên xuống

- Trong cùng một chu kỳ, các ion đẳng điện tử có bán kính giảm khi điện tích dương tăng
Clo và canxi phản ứng:

Phản ứng magie và oxi:

Natri và lưu huỳnh:

Nhôm và oxy


Khái niệm: Một liên kết cộng hóa trị là sự liên kết của 2 nguyên tử thông qua việc chia sẻ 1 hoặc nhiều cặp electron giữa chúng.
Ví dụ:


Sự hình thành phân tử H2 từ 2 nguyên tử H
IV. NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA
LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
1. Năng lượng trong liên kết CHT

Năng lượng liên kết 435 kJ / mol có nghĩa là một năng lượng tổng cộng 435 kJ cần thiết để phá vỡ tất cả các liên kết trong một mol phân tử H2 để được những nguyên tử H riêng biệt.
V. Liên kết trong các hợp chất cộng hóa trị
Khi tạo thành liên kết, các nguyên tử tham gia liên kết 8e ở lớp ngoài cùng như nguyên tử khí hiếm. (Quy tắc bát tử)
Ví dụ: CH4




1 N nguyên tử chia sẻ 3 điện tử với 3 nguyên tử H để tạo thành một phân tử của amoniac, NH3.
N có 8 electron lớp vỏ bên ngoài, trong đó 6e được chia sẻ với các nguyên tử H và 2e tạo thành một cặp điện tử không chia sẻ.
N là nguyên tử trung tâm
VI. Một số phương diện trong liên kết CHT
- Khi 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng 1 cặp e chung ta có liên kết đơn, 2 cặp e chung là liên kết đôi, 3 cặp e là liên kết 3.
- Số liên kết giữa 2 nguyên tử gọi là bậc liên kết.
1. Liên kết đơn

2. Liên kết đôi
3. Liên kết ba
4. Độ âm điện
Độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử nguyên tố đó khi hình thành liên kết hóa học.
Giá trị độ âm điện tăng từ trái sang phải theo chu kì, giảm dần từ trên xuống dưới theo cùng 1 nhóm trong bảng tuần hoàn.




5. Các loại liên kết CHT
- Liên kết CHT có cực: liên kết CHT có các điện tử trao đổi không đều. Vd:CH4, NH3, HCl
- Liên kết CHT không cực:liên kết CHT mà có sự trao đổi điện tử đều nhau. Vd: H2,Cl2
- Liên kết CHT phối trí (cho nhận): là loại liên kết mà cặp e dùng chung do một nguyên tử đóng góp.
VII. CÔNG THỨC HÓA HỌC CỦA HỢP CHẤT
Công thức hóa học được dùng để biểu thị thông tin về các nguyên tố có trong hợp chất hóa học. Ngoài ra, nó còn được dùng để diễn tả phản ứng hóa học xảy ra như thế nào.

Công thức hóa học bao gồm (nguyên tử biểu tượng, kí hiệu, và đôi khi là các dấu ngoặc đơn và e hóa trị) nói về một hợp chất.
1. Thành phần tỷ lệ phần trăm
từ công thức hóa học
Thành phần phần trăm nguyên tố của một hợp chất hóa học được dễ dàng tính từ một trong hai công thức thực nghiệm hoặc phân tử của nó.
2. Tính toán công thức hóa học
Các công thức thực nghiệm cho các trị số thấp nhất của các nguyên tử trong công thức.
Ví dụ, công thức thực nghiệm của Benzene, một trong những hydrocacbon tốt với máy móc có ở trong xăng, là CH.
Tuy nhiên mỗi phân tử của Benzene có chứa 6 nguyên tử C và 6 nguyên tử H, nên công thức phân tử là C6H6.
3. Các bước tìm ra công thức thực nghiệm
từ thành phần tỷ lệ phần trăm
Tính khối lượng của mỗi nguyên tố trong 100 g của phần tử. Tính số mol mỗi nguyên tố.

Chia mỗi giá trị cho giá trị nhỏ nhất và làm tròn.

Tính tỉ lệ về số lượng của từng loại nguyên tử trong phân tử và viết được công thức thực nghiệm.
Ví dụ:
Một hợp chất có 26.49% K, 35.58% Cr và 37.93% O về khối lượng. Công thức phân tử của hợp chất đó là gì?
KxCryOz (Trong 100 g khối lượng của hợp chất có 26.49 g K, 35.58 g Cr và 37.93 g O)

Tỉ lệ số mol:
(x : y : z) = ( 0.68 : 0.68 : 2.37)
= ( 1 : 1 : 3.5 )
(KCrO3.5 )n n=2 -> K2Cr2O7
VIII. DANH PHÁP CỦA
CÁC HỢP CHẤT HÓA HỌC
Hợp chất gồm 2 nguyên tố (Đa số những hợp chất này được tạo bởi các nguyên tố phi kim).

Trong một hợp chất 2 nguyên tố, một trong hai nguyên tố thường được coi là hoạt động hơn nguyên tố còn lại. Đó là kết quả của sự không phân đều electron trong liên kết công hóa trị.


Các oxit và danh pháp của hợp chất gồm hai nguyên tố

Công thức và danh pháp của hợp chất ion tạo bởi hai nguyên tố

Các tiền tố cho các số 1-10 được sử dụng để biểu thị con số tương đối của các nguyên tử của mỗi loại của nguyên tử trong một công thức hóa học là:

1-mono 3-tri 5-penta 7-hepta 9-nona
2-di 4-tetra 6-hexa 8-octa 10-deca

Ví dụ: SiCl4 - silic tetraclorua; Si2F6 - disilic hexaflorua; PCl5 - photpho pentaclorua và SCl2 - sunfua diclorua.
IX. Acids-Bases
Định nghĩa:

Theo thuyết Arrhenius: Axit là chất tan trong nước phân li ra cation H+. Bazơ là chất khi tan trong nước phân li ra anion OH-.

Theo Bronsted: Axit là chất nhường proton (H+). Bazơ là chất nhận proton (H+)
1. Danh pháp
a) Axit không có ôxi
axit + (tên phi kim) + hydric
Ví dụ: HCl: axit clohydric

b) Axit có ôxi
axit + tên của phi kim + ic
(Đối với axit có ít ôxi hơn: axit + tên của phi kim + ơ)

Axit nhiều oxy thêm tiền tố "per-" và ít oxy là "hypo – ơ”

Ví dụ: HClO – axit hypoclorơ ; HClO2 – axit clorơ ; HClO3 – axit cloric; HClO4 – axit percloric.
2. Bases
Base được đặt tên theo các cation trong đó cộng với gốc "hidroxit”.
Ví dụ: KOH là kali hidroxit , Ca(OH)2 là canxi hidroxit.
NH3, không chứa ion hidroxit, nhưng phản ứng với nước:
NH3 + H2O → NH4+ + OH-
3. Muối
Muối là hợp chất, khi tan trong nước phân li ra cation kim loại (hoặc cation NH4+ ) và anion gốc axit.
KOH + HCl -> KCl + H2O
Tên muối = tên cation + tên anon gốc axit.

Ví dụ: KCl – Kali clorua
Li2SO4 – Liti sunfat
CẢM ƠN
CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE