1. Liên kết cộng hoá trị là gì?
Liên kết cộng hóa trị (LKCHT) được định nghĩa là liên kết hình thành giữa 2 nguyên tử bởi một hoặc nhiều cặp e dùng chung. ( LKCHT)
Nói theo cách khác, liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa 2 nguyên tử hay ion trong đó có các cặp e được chia sẻ với nhau.
Mỗi cặp e được chia sẻ giữa 2 nguyên tử chính là cặp liên kết, ngược lại nếu không được chia sẻ thì gọi là cặp đơn độc. Trong nhiều phân tử, việc dùng chung e làm cho mỗi nguyên tử đạt được cấu hình e (CHe) bền vững.
2. Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử đơn chất
2.1. Sự hình thành phân tử Hidro (H2)
Nguyên tử H (với Z = 1) có CHe là 1s1. Mỗi nguyên tử H sẽ góp 1 e tạo nên một cặp e chung tạo nên liên kết giữa 2 nguyên tử H với nhau. Vì thế, trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H chứa 2 e, tương tự CHe bền vững của khí hiếm heli:
Mỗi dấu chấm bên cạnh kí hiệu nguyên tố chính là một e lớp ngoài cùng.
Công thức e: H : H
CTCT: H-H. Có 1 cặp e liên kết giữa 2 nguyên tử H biểu thị bằng một gạch (-).
Liên kết của phân tử H2 là liên kết đơn.
2.2. Sự hình thành phân tử Nito (N2)
Nguyên tử N (Với Z = 7) có CHe là: 1s22s22p3 → chứa 5 e ở lớp ngoài cùng.
Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử sẽ góp chung 3 e để đạt CHe của Ne – nguyên tử khí hiếm gần nhất.
Liên kết giữa hai nguyên tử N là 3 cặp e. Liên kết N2 biểu thị bằng 3 gạch (-), được gọi là liên kết ba.
Công thức e: : N (6 dấu chấm) N :
CTCT: N (3 dấu gạch) N
Liên kết này rất bền khiến N2 kém hoạt động hoá học khi ở điều kiện nhiệt độ thường.
3. Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử hợp chất
3.1. Sự hình thành phân tử Hidro Clorua (HCl)
Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử C và H sẽ góp 1 e tạo nên 1 cặp e dùng chung.
Độ âm điện của H là 2,20 nhỏ hơn độ âm điện của Cl là 3,16 => Cặp e liên kết sẽ bị lệch về phía độ âm điện lớn hơn (Cl) → đây là một ví dụ cho LKCHT phân cực.
Kết luận:
LKCHT có cực: LKCHT mà trong đó cặp e dùng chung bị lệch về 1 phía nguyên tử.
Người ta đặt cặp e chung trong công thức e của phân tử có cực lệch về phía kí hiệu của nguyên tử với độ âm điện lớn hơn. Ví dụ minh hoạ là H:CI
3.2. Sự hình thành phân tử Cacbon Dioxit (Cacbonic – CO2)
CHe của C (Với Z=6) là $1s^2 2s^2 2p^2$ chứa 4e ở lớp ngoài cùng.
CHe của O (Với Z=8) là $1s^2 2s^2 2p^4$ chứa 6e ở lớp ngoài cùng.
Trong CO2, nguyên tử C ở vị trí giữa 2 nguyên tử O. Nguyên tử C góp chung 2e với mỗi nguyên tử O, mỗi nguyên tử O góp chung 2e với nguyên tử C tạo nên 2 liên kết đôi.
Nhận xét từ sự hình thành của CO2:
Theo công thức e, mỗi nguyên tử C và O đều chứa 8 e ở lớp ngoài cùng, đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm.
Độ âm điện của C là 2,55 nhỏ hơn độ âm điện của O là 3,44 => Cặp e chung sẽ lệch về phía O.
Liên kết giữa C và O là liên kết phân cực, nhưng CO2 có cấu tạo thẳng nên 2 liên kết đôi sẽ phân cực triệt tiêu nhau. Kết quả nhận được: CO2 chính là phân tử không phân cực.
4. Các loại liên kết cộng hóa trị
4.1. Liên kết cộng hóa trị có cực
Liên kết cộng hóa trị có cực được hình thành khi các e dùng chung giữa các nguyên tử không chia sẻ bằng nhau.
Điều kiện: Một phía nguyên tử có độ âm điện cao hơn phía còn lại (với lực hút lớn hơn). Chính vì vậy, việc chia sẻ các e sẽ diễn ra không đồng đều.
Đặc điểm: Phân tử nghiêng về bên chứa nguyên tử có độ âm điện thấp hơn, còn phía hơi âm chứa nguyên tử với độ âm điện cao hơn.
Kết quả: Hợp chất cộng hóa trị được tạo nên sẽ có một thế tĩnh điện.
VD: Liên kết cộng hoá trị H2O là ví dụ về liên kết cộng hoá trị có cực.
4.2. Liên kết cộng hoá trị không cực
Liên kết cộng hóa trị không cực được hình thành khi các nguyên tử chia sẻ các e bằng nhau.
Điều kiện: Cả 2 nguyên tử đều có lực tương tự hay cùng điện từ. Trong đó, giá trị lực điện tử của chúng mà càng gần nhau thì sức hút sẽ càng mạnh. Trong các phân tử khí (diatomic) cũng cùng xảy ra điều này.
VD: Liên kết cộng hoá trị của O2 là ví dụ về liên kết cộng hoá trị không cực
4.3. Liên kết đơn phân cực
Liên kết đơn phân tử diễn ra khi 2 phân tử đều chỉ chia sẻ duy nhất 1 cặp e. So với liên kết đôi hay liên kết ba, liên kết đơn yếu hơn hẳn, đồng thời mật độ nhỏ hơn nhưng chính vì thế mà nó là liên kết ổn định nhất. Nguyên nhân là vì mức độ phản ứng của liên kết này thấp, dẫn tới việc khi bị mất e sẽ ít bị ảnh hưởng hơn.
4.4. Liên kết đôi phân cực
Liên kết đôi phân tử là hiện tượng mà 2 nguyên tử chia sẻ 2 cặp e với nhau. Liên kết này được biểu thị bằng hai đường gạch ngang (-) giữa 2 nguyên tử trong một phân tử. Liên kết đôi mạnh hơn liên kết đơn nhưng kém sự ổn định hơn.
4.5. Liên kết ba phân cực
Trong số các LKCHT, liên kết ba phân tử là liên kết cộng hóa trị kém ổn định nhất. Liên kết này diễn ra khi có 3 cặp electron được chia sẻ giữa 2 nguyên tử trong một phân tử.
5. Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị
Dạng tồn tại: Các chất mà phân tử có LKCHT có thể là chất rắn (sắt, đường, lưu huỳnh,…), chất lỏng ( nước, rượu…) hay chất khí (cacbonic, clo, hidro,…). Thông thường, các chất này sẽ có điểm điểm sôi và nóng chảy khá thấp, có entanpi hóa hơi cùng với nhiệt hạch thấp hơn.
Với những chất có cực: Ví dụ như ancol etylic, đường… sẽ tan nhiều trong các dung môi có cực (VD:nước).
Với những chất không cực: Ví dụ như lưu huỳnh, ion… sẽ tan trong các dung môi không cực (VD: cacbon tetraclorua, benzen,..). Các chất chỉ có LKCHT ko cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.
6. Phân biệt liên kết cộng hóa trị và liên kết ion
Dưới đây là bảng giúp các em phân biệt được liên kết cộng hoá trị và liên kết ion
Loại liên kết
Liên kết ion
Liên kết cộng hoá trị
Bản chất
Là lực hút tĩnh điện của các ion với điện tích trái dấu
Là liên kết hình thành dựa trên sự dùng chung các e
Ví dụ
Na+ + Cl- → NaCl
Điều kiện tạo thành
Các kim loại điển hình sẽ liên kết với các phi kim điển hình. Các nguyên tố sẽ có bản chất hoá học khác hoàn toàn nhau
Xảy ra với các nguyên tố có bản chất hoá học giống nhau hay gần giống nhau. Thường diễn ra với các nguyên tố phi kim ở các nhóm 4, 5, 6, 7.
* Mối liên hệ giữa liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết cộng hóa trị có cực và liên kết ion
Trong phân tử, nếu cặp e chung nằm ở giữa 2 nguyên tử → đó là LKCHT không cực.
Trong phân tử, nếu cặp e chung nằm lệch về 1 bên của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn → đó là LKCHT có cực.
Trong phân tử, nếu cặp e chung lệch hẳn về phía 1 nguyên tử → đó chính là liên kết ion.
Như vậy, liên kết ion cũng được coi là một trường hợp đặc biệt của LKCHT.
7. Hiệu độ âm điện và liên kết hóa học
Người ta sử dụng hiệu độ âm điện nhằm đánh giá các loại liên kết ở trong các phân tử hợp chất. Cụ thể, thang độ âm điện của Pau – Linh phân loại liên kết hóa học một cách tương đối như sau:
Hiệu độ âm điện
Liên kết
Từ 0 –
LKCHT không cực
Từ 0,4 –
LKCHT có cực
>= 1,7
Liên kết ion
Về lý thuyết, hiệu độ âm điện chỉ giúp ta dự đoán loại liên kết trong phân tử.
Đăng ký ngay khóa học DUO để được lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp sớm nhất!
8. Bài tập thực hành kiến thức Liên kết cộng hóa trị
8.1. Bài tập SGK cơ bản và nâng cao
Câu 1: Liên kết ion, LKCHT không cực, LKCHT có cực là gì? Hãy nêu ví dụ minh họa.
Giải:
– Liên kết ion là liên kết được tạo nên bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion với điện tích trái dấu.
VD: K+ + Cl- → KCl
– LKCHT không cực là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bởi những cặp e chung.
VD:
– LKCHT mà trong đó những cặp e chung bị lệch về một bên của nguyên tử được gọi là LKCHT có cực.
VD:
Câu 2: A, B, C là những nguyên tố có số điện tích hạt nhân lần lượt là 9, 19 và 8.
a) Viết CHe nguyên tử của từng nguyên tố đó.
b) Hãy dự đoán liên kết hóa học có thể được hình thành giữa các cặp A và B, B và C, A và C.
Giải:
a) 9A: 1s2 2s2 2p5: Đây là F với độ âm điện là 3,98.
19B: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1: Đây là K với độ âm điện là 0,82.
8C: 1s2 2s2 2p4: Đây là O với độ âm điện là 3,44.
b) Hiệu số độ âm điện của cặp A và B là: 3,98 – 0,82 = 3,16 → có liên kết ion.
Hiệu số độ âm điện của cặp B và C là: 3,44 – 0,82 = 2,62 → có liên kết ion.
Hiệu số độ âm điện của cặp A và C là: 3,98 – 3,44 = 0,54 → có LKCHT có cực.
Câu 3: Hãy cho biết các loại liên kết có thể có trong các chất dưới đây dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tố: Al2S3, CaS, CaCl2, AlCl3?
Giải:
Al2S3 có hiệu độ âm điện là 0,97 → LKCHT có cực
CaS có hiệu độ âm điện là 1,58 → LKCHT có cực
CaCl2 có hiệu độ âm điện là 2.16 → Liên kết ion
AlCl3 có hiệu độ âm điện là 1,55 → LKCHT có cực
Câu 4: Giải thích quá trình hình thành cặp e liên kết giữa 2 nguyên tử N của phân tử N2, giữa nguyên tử Cl và nguyên tử H của phân tử HCl.
Giải:
– Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử N bỏ ra 3e lớp ngoài cùng tạo nên 3 cặp e chung giữa 2 nguyên tử N. Mỗi nguyên tử N sẽ chứa 8e lớp ngoài cùng.
– Trong phân tử HCl, nguyên tử Cl bỏ ra 1e lớp ngoài cùng tạo nên 1 cặp e chung với 1 nguyên tử H. nguyên tử H có 2 e, còn nguyên tử Cl có 8 e ở lớp ngoài cùng.
Câu 5: Nêu quá trình hình thành LKCHT bằng sự xen phủ của các obitan ở phân tử HCl.
Giải:
Liên kết hóa học ở phân tử HCl được tạo nên nhờ sự xen phủ giữa obitan 1s của nguyên tử H với obitan 3p có 1 e độc thân trong nguyên tử Cl.
8.2. Bài tập trắc nghiệm liên kết cộng hóa trị
Câu 1: Hai nguyên tử liên kết với nhau bằng LKCHT khi
A. 2 ion có điện tích trái dấu tiến gần vào nhau.
B. mỗi nguyên tử góp chung e để tạo nên một hay nhiều cặp e chung.
C. 2 nguyên tử với độ âm điện khác nhau rất lớn tiến gần vào nhau.
D. 2 ion với điện tích trái dấu hút nhau bởi lực hút tĩnh điện.
Câu 2: Loại liên kết nào tồn tại trong phân tử N2?
A. Liên kết ion
B. LKCHT không cực.
C. Liên kết cho – nhận
D. LKCHT phân cực
Câu 3: LKCHT tồn tại do
A. các đám mây e.
B. các e hoá trị.
C. các cặp e dùng chung.
D. lực hút tĩnh điện yếu hình thành giữa các nguyên tử.
Câu 4: Cho 2 nguyên tố: A (Với Z= 8), B (Với Z = 6). Hợp chất của A và B có dạng là BA2, trong hợp chất này có loại liên kết là?
A. LKCHT
B. Liên kết ion.
C. Liên kết H2
D. Liên kết giữa các kim loại
Câu 5: Cặp nguyên tử nào sau đây tạo hợp chất có LKCHT?
A. K và Cl
B. O và Al
C. Cl và C
D. F và Li.
Câu 6: Khi nói đến hợp chất cộng hóa trị, ý nào sai trong các ý sau đây?
A. Các chất chỉ có LKCHT không cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.
B. Các chất có cực như đường, etanol… sẽ tan nhiều trong các dung môi có cực.
C. Các chất mà phân tử chỉ có LKCHT có thể tồn tại ở thể rắn như lưu huỳnh ,đường, iot,…
D. Hầu hết các chất không cực như lưu huỳnh, iot,… là các chất không tan trong dung môi có cực.
Câu 7: Liên kết hoá học xảy ra trong phân tử HCl là:
A. Liên kết ion.
B. LKCHT không phân cực
C. LKCHT phân cực.
D. Liên kết cho – nhận
Câu 8: Phát biểu nào là sai?
A. Phân tử NH3 có 3 LKCHT phân cực.
B. Phân tử NH3 là phân tử bị phân cực.
C. Phân tử NH3 có 3 LKCHT không phân cực.
D. Trong phân tử NH3, nguyên tử N còn một cặp e lớp ngoài cùng không tham gia liên kết.
Câu 9: Hầu hết các hợp chất cộng hóa trị mang đặc điểm là :
A. có khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ.
B. nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao.
C. có thể dẫn điện khi ở thể nóng chảy hoặc thể lỏng.
D. Hòa tan trong nước tạo nên dung dịch điện li.
Câu 10: Sắp xếp dãy chất nào đúng theo chiều tăng dần sự phân cực liên kết trong phân tử?
A. HCl, NaBr, N2.
B. NaBr, HCl, N2.
C. N2, HCl, NaBr.
D. NaBr, N2, HCl.
Câu 11: Cho 2 nguyên tố: A (với Z= 20), B (với Z =17). Công thức hợp chất tạo nên từ A, B và liên kết hình thành trong phân tử lần lượt là?
A. AB: LKCHT
B. AB2: Liên kết ion.
C. A2B: Liên kết ion
D. A2B3: LKCHT.
Câu 12: Cho biết độ âm điện của H là 2,2 và của O là 3,44. Liên kết trong phân tử H2O thuộc loại liên kết gì?
A. Liên kết Ion
B. LKCHT không phân cực
C. LKCHT phân cực
D. Liên kết cho – nhận.
Câu 13: Hợp chất nào sau đây có cả LKCHT và liên kết ion trong phân tử?
A. H2S
B. Al2O3
C. NaOH
D. Na2O
Câu 14: Dãy nào gồm các hợp chất mà phân tử đều không bị phân cực trong các dãy dưới đây?
A. CO2, HBr, CH4
B. C2H2, HCl, CH4
C. Br2, NH3, C2H4
D. CO2, Cl2, C2H2
Câu 15: Độ âm điện của một nguyên tử là đại diện cho khả năng:
A. nhường p của nguyên tử này cho nguyên tử kia.
B. nhường e của nguyên tử này cho nguyên tử kia.
C. hút e của nguyên tử này khi tạo nên liên kết hóa học.
D. tham gia các phản ứng mạnh hoặc yếu của nguyên tử đó.
Câu 16: Phân tử nào dưới đây là phân tử không phân cực?
A. H2O
B. HCl
C. CO2
D. Na2O
Câu 17: Chọn đáp án đúng trong các đáp án sau đây:
A. Nếu cặp e dùng chung nằm giữa 2 nguyên tử, ta có LKCHT có cực.
B. Nếu cặp e chung di chuyển về 1 nguyên tử, ta sẽ có LKCHT có cực.
C. Trong LKCHT, cặp e lệch về phía nguyên tử mang độ âm điện nhỏ hơn.
D. Nếu cặp e chung lệch về một bên của nguyên tử, ta có LKCHT có cực.
Câu 18: Cho các phân tử: H2O (1), NaCl (2), NH3 (3), H2S (4). Độ phân cực của các liên kết tăng dần theo thứ tự nào dưới đây:
A. (1), (2), (3), (4).
B. (4), (3), (1), (2).
C. (4), (3), (2), (1).
D. (1), (3), (4), (2).
Câu 19: Phân tử nào dưới đây không được hình thành từ LKCHT?
A. Cl2
B. NH3
C. KCl
D. H2O
Câu 20: Phân tử nào dưới đây được hình thành bằng LKCHT có cực?
A. N2
B. H2
C. Cl2
D. H2O
Đáp án tham khảo:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
B
C
A
C
D
C
C
A
D
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
B
C
C
D
C
C
D
B
C
D
Muốn học về các hợp chất trong chương trình hoá học THPT thì trước hết các em phải tìm hiểu về các liên kết hình thành giữa chúng. Liên kết trong các hợp chất rất quan trọng, vì vậy VUIHOC đã viết bài viết này nhằm củng cố lý thuyết kèm bộ bài tập rất bổ ích về liên kết cộng hóa trị. Để học thêm được nhiều các kiến thức hay và thú vị về Hoá học 10 cũng như Hoá học THPT thì các em hãy truy cập vuihoc.vn hoặc đăng ký khoá học với các thầy cô VUIHOC ngay bây giờ nhé!
Nguồn: https://luatduonggia.edu.vn
Danh mục: Tổng hợp