Liên kết cộng hóa trị SVIP

I. LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ

- Liên kết cộng hoá trị được hình thành khi hai nguyên tử (thường là phi kim) dùng chung một hoặc nhiều cặp electron để đạt cấu hình bền vững.

- Hợp chất cộng hóa trị là hợp chất được tạo nên bởi liên kết cộng hóa trị.

Công thức Lewis thể hiện cấu tạo phân tử bằng cách biểu diễn các cặp electron dùng chung và electron hoá trị chưa liên kết của nguyên tử.

- Liên kết đơn có một cặp electron chung, ký hiệu bằng “–”.

Ví dụ: Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung. Khi đó, hydrogen có 2 electron (giống helium) và chlorine có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

- Liên kết đôi có hai cặp electron chung, ký hiệu bằng “=”.

Ví dụ: Trong phân tử O₂, mỗi nguyên tử oxygen góp 2 electron tạo thành 2 cặp electron dùng chung. Khi đó, mỗi nguyên tử oxygen có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

- Liên kết ba có ba cặp electron chung, ký hiệu bằng “≡”.

Ví dụ: Trong phân tử N₂, mỗi nguyên tử nitrogen góp 3 electron tạo thành 3 cặp electron dùng chung. Khi đó, mỗi nguyên tử nitrogen đều có 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

Liên kết cho - nhận là liên kết cộng hoá trị mà trong đó cặp electron dùng chung hoàn toàn do một nguyên tử cung cấp.

Ví dụ: Trong phân tử NH₃, nguyên tử nitrogen có 1 cặp electron chưa liên kết. Khi gặp ion H⁺ (thiếu electron), nitrogen dùng cặp electron này tạo liên kết cho - nhận để hình thành ion NH₄⁺.

II. PHÂN LOẠI LIÊN KẾT DỰA THEO ĐỘ ÂM ĐIỆN

- Hiệu độ âm điện của liên kết giữa hai nguyên tử A và B:

\(\Delta\chi=\chi\left(B\right)-\chi\left(A\right)\) với \(\chi\left(B\right)\ge\chi\left(A\right)\)

- Nếu \(0,0\le\Delta\chi<0,4\): Liên kết cộng hoá trị không cực.

- Nếu \(0,4<\Delta\chi<1,7\): Liên kết cộng hoá trị có cực.

- Nếu \(\Delta\chi\ge1,7\): Liên kết ion.

Ví dụ: Xét phân tử KCl.

Hiệu độ âm điện giữa Cl và K:

\(\Delta\chi=\chi\left(Cl\right)-\chi\left(K\right)=3,16-0,82=2,34\)

⇒ Đây là liên kết ion.

III. LIÊN KẾT SIGMA (σ) VÀ LIÊN KẾT PI (π)

Liên kết σ được hình thành do sự xen phủ trục của các orbital nguyên tử (s-s, s-p hoặc p-p), trong đó mật độ electron tập trung nhiều nhất dọc theo trục nối giữa hai hạt nhân.

✽ Xen phủ trục s - s

✽ Xen phủ trục s - p

✽ Xen phủ trục p - p

Xen phủ bên là sự xen phủ giữa các orbital có trục song song và vuông góc với trục liên kết, tạo thành liên kết π (pi).

✽ Xen phủ bên p - p

Liên kết đôi gồm 1 σ và 1 π, còn liên kết ba gồm 1 σ và 2 π.

IV. NĂNG LƯỢNG CỦA LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ

Năng lượng liên kết (E_b) là năng lượng cần để phá vỡ một liên kết hóa học trong phân tử khí, tạo ra các nguyên tử tự do ở thể khí. Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền và phân tử càng ổn định.

Đơn vị: kJ/mol.

Năng lượng liên kết trung bình của một số phản ứng hóa học

Ví dụ: Phá vỡ 1 mol liên kết H-H thành hai nguyên tử H cần 436 kJ nên năng lượng liên kết H - H là E_b = 436 kJ/mol.

\(H_2\left(g\right)\rarr H\left(g\right)+H\left(g\right)\)