Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 55
Đề bài: Nguyên tử hydrogen và chlorine dễ dàng kết hợp để tạo thành phân tử hydrogen chloride (HCl), liên kết trong trường hợp này có gì khác so với liên kết ion trong phân tử sodium chloride (NaCl)?
Lời giải:
Sự khác nhau giữa hai liên kết:
- Trong phân tử HCl: cả hai nguyên tử H và Cl đều là phi kim, chúng cùng góp chung electron (mỗi nguyên tử góp 1 electron) tạo thành 1 cặp electron dùng chung → đây là liên kết cộng hoá trị.
- Trong phân tử NaCl: Na là kim loại điển hình, Cl là phi kim điển hình. Na nhường 1 electron cho Cl để tạo thành các ion $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$, hai ion trái dấu này hút nhau bằng lực hút tĩnh điện → đây là liên kết ion.
I. Sự tạo thành liên kết cộng hoá trị
Lắp ráp mô hình một số phân tử trang 58
Đề bài: Quan sát mô hình và cho biết số liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba trong mỗi phân tử (Hình 12.8): $\text{CH}_4$, $\text{C}_2\text{H}_4$, $\text{C}_2\text{H}_2$, $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$, $\text{CH}_3\text{COOH}$.
Lời giải:
Phân tích các loại liên kết trong từng phân tử (dựa vào số que nối giữa các nguyên tử):
| Phân tử | Số liên kết đơn | Số liên kết đôi | Số liên kết ba |
|---|---|---|---|
| $\text{CH}_4$ | 4 (gồm 4 C–H) | 0 | 0 |
| $\text{C}_2\text{H}_4$ | 4 (gồm 4 C–H) | 1 (C=C) | 0 |
| $\text{C}_2\text{H}_2$ | 2 (gồm 2 C–H) | 0 | 1 (C≡C) |
| $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$ | 8 (gồm 1 C–C, 5 C–H, 1 C–O, 1 O–H) | 0 | 0 |
| $\text{CH}_3\text{COOH}$ | 6 (gồm 1 C–C, 3 C–H, 1 C–O, 1 O–H) | 1 (C=O) | 0 |
Câu 1 trang 58
Đề bài: Viết công thức electron, công thức cấu tạo và công thức Lewis của các phân tử:
a) Bromine ($\text{Br}_2$).
b) Hydrogen sulfide ($\text{H}_2\text{S}$).
c) Methane ($\text{CH}_4$).
d) Ammonia ($\text{NH}_3$).
e) Ethene ($\text{C}_2\text{H}_4$).
g) Ethyne ($\text{C}_2\text{H}_2$).
Lời giải:
Cách làm: xác định số electron hoá trị của mỗi nguyên tử → số electron cần góp chung → biểu diễn 3 dạng công thức.
a) Bromine ($\text{Br}_2$):
- Mỗi nguyên tử Br có 7 electron hoá trị, cần thêm 1 electron để đạt octet.
- Hai nguyên tử Br mỗi nguyên tử góp 1 electron, tạo 1 cặp electron dùng chung → liên kết đơn.
- Công thức cấu tạo: Br − Br.
b) Hydrogen sulfide ($\text{H}_2\text{S}$):
- Nguyên tử S có 6 electron hoá trị, cần thêm 2 electron để đạt octet.
- Mỗi nguyên tử H có 1 electron hoá trị, cần thêm 1 electron.
- S góp chung 1 electron với mỗi H (2 nguyên tử H) → tạo 2 cặp electron dùng chung.
- Công thức cấu tạo: H − S − H.
c) Methane ($\text{CH}_4$):
- Nguyên tử C có 4 electron hoá trị, cần thêm 4 electron.
- Mỗi nguyên tử H cần thêm 1 electron.
- C góp chung 1 electron với mỗi H (4 nguyên tử H) → tạo 4 cặp electron dùng chung.
- Công thức cấu tạo: C ở giữa, 4 liên kết đơn C − H toả ra 4 hướng.
d) Ammonia ($\text{NH}_3$):
- Nguyên tử N có 5 electron hoá trị, cần thêm 3 electron.
- Mỗi nguyên tử H cần thêm 1 electron.
- N góp chung 1 electron với mỗi H (3 nguyên tử H) → tạo 3 cặp electron dùng chung. Trên N còn 1 cặp electron riêng.
- Công thức cấu tạo: N ở giữa, 3 liên kết đơn N − H.
e) Ethene ($\text{C}_2\text{H}_4$):
- Hai nguyên tử C liên kết với nhau bằng 2 cặp electron dùng chung (liên kết đôi C = C).
- Mỗi nguyên tử C còn liên kết với 2 nguyên tử H bằng 2 cặp electron dùng chung (2 liên kết đơn C − H).
- Công thức cấu tạo: $\text{H}_2\text{C} = \text{CH}_2$.
g) Ethyne ($\text{C}_2\text{H}_2$):
- Hai nguyên tử C liên kết với nhau bằng 3 cặp electron dùng chung (liên kết ba C ≡ C).
- Mỗi nguyên tử C còn liên kết với 1 nguyên tử H bằng 1 cặp electron dùng chung (1 liên kết đơn C − H).
- Công thức cấu tạo: H − C ≡ C − H.
II. Độ âm điện và liên kết hoá học
Câu 2 trang 59
Đề bài: Dựa vào giá trị độ âm điện trong Bảng 6.2, dự đoán loại liên kết (liên kết cộng hoá trị phân cực, liên kết cộng hoá trị không phân cực, liên kết ion) trong các phân tử: $\text{MgCl}_2$, $\text{AlCl}_3$, $\text{HBr}$, $\text{O}_2$, $\text{H}_2$, $\text{NH}_3$.
Lời giải:
Bước 1: Nhắc lại quy tắc dự đoán dựa vào hiệu độ âm điện $\vert \Delta\chi \vert$:
| Hiệu độ âm điện | Loại liên kết |
|---|---|
| $0 \le \vert \Delta\chi \vert < 0{,}4$ | Cộng hoá trị không phân cực |
| $0{,}4 \le \vert \Delta\chi \vert < 1{,}7$ | Cộng hoá trị phân cực |
| $\vert \Delta\chi \vert \ge 1{,}7$ | Ion |
Bước 2: Tính hiệu độ âm điện và xác định loại liên kết cho từng phân tử:
| Phân tử | Hiệu độ âm điện $\vert \Delta\chi \vert$ | Loại liên kết |
|---|---|---|
| $\text{MgCl}_2$ | $\vert 3{,}16 – 1{,}31 \vert = 1{,}85$ | Liên kết ion |
| $\text{AlCl}_3$ | $\vert 3{,}16 – 1{,}61 \vert = 1{,}55$ | Cộng hoá trị phân cực |
| $\text{HBr}$ | $\vert 2{,}96 – 2{,}20 \vert = 0{,}76$ | Cộng hoá trị phân cực |
| $\text{O}_2$ | $\vert 3{,}44 – 3{,}44 \vert = 0$ | Cộng hoá trị không phân cực |
| $\text{H}_2$ | $\vert 2{,}20 – 2{,}20 \vert = 0$ | Cộng hoá trị không phân cực |
| $\text{NH}_3$ (N–H) | $\vert 3{,}04 – 2{,}20 \vert = 0{,}84$ | Cộng hoá trị phân cực |
III. Mô tả liên kết cộng hoá trị bằng sự xen phủ các orbital nguyên tử
Câu 3 trang 61
Đề bài: Sự hình thành liên kết σ và liên kết π khác nhau như thế nào?
Lời giải:
| Tiêu chí | Liên kết σ (sigma) | Liên kết π (pi) |
|---|---|---|
| Kiểu xen phủ | Xen phủ trục: các orbital xen phủ dọc theo trục nối hai hạt nhân | Xen phủ bên: trục của các orbital tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối hai hạt nhân |
| Vùng xen phủ | Lớn, mật độ electron tập trung trên trục liên kết | Nhỏ hơn, mật độ electron ở hai bên trục liên kết |
| Xuất hiện ở | Tất cả các liên kết cộng hoá trị đơn đều là liên kết σ | Chỉ có ở liên kết đôi (1 σ + 1 π) và liên kết ba (1 σ + 2 π) |
Câu 4 trang 61
Đề bài: Số liên kết σ và π có trong phân tử $\text{C}_2\text{H}_4$ lần lượt là:
A. 4 và 0.
B. 2 và 0.
C. 1 và 1.
D. 5 và 1.
Lời giải:
Công thức cấu tạo của $\text{C}_2\text{H}_4$: $\text{H}_2\text{C} = \text{CH}_2$.
- 4 liên kết đơn C − H → mỗi liên kết đơn là 1 liên kết σ → có 4 σ.
- 1 liên kết đôi C = C → gồm 1 σ + 1 π → có 1 σ và 1 π.
→ Tổng: 5 liên kết σ và 1 liên kết π.
Đáp án: D. 5 và 1.
IV. Năng lượng liên kết cộng hoá trị
Câu 5 trang 62
Đề bài: Năng lượng liên kết là gì? Năng lượng liên kết của phân tử $\text{Cl}_2$ là 243 kJ/mol cho biết điều gì?
Lời giải:
- Năng lượng liên kết ($E_b$) là năng lượng cần thiết để phá vỡ 1 mol liên kết hoá học trong phân tử ở thể khí thành các nguyên tử ở thể khí. Đơn vị: kJ/mol.
- Phân tử $\text{Cl}_2$ có $E_b$ = 243 kJ/mol có nghĩa là: cần cung cấp 243 kJ năng lượng để phá vỡ 1 mol liên kết Cl − Cl trong 1 mol phân tử $\text{Cl}_2$ ở thể khí, tạo thành 2 mol nguyên tử Cl ở thể khí.
Câu 6 trang 62
Đề bài: Dựa vào giá trị năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy chọn phương án đúng khi so sánh độ bền liên kết giữa $\text{Cl}_2$, $\text{Br}_2$ và $\text{I}_2$.
A. $\text{I}_2$ > $\text{Br}_2$ > $\text{Cl}_2$.
B. $\text{Br}_2$ > $\text{Cl}_2$ > $\text{I}_2$.
C. $\text{Cl}_2$ > $\text{Br}_2$ > $\text{I}_2$.
D. $\text{Cl}_2$ > $\text{I}_2$ > $\text{Br}_2$.
Lời giải:
Tra Bảng 12.2, năng lượng liên kết của từng phân tử:
- Cl − Cl: 243 kJ/mol.
- Br − Br: 193 kJ/mol.
- I − I: 151 kJ/mol.
Nhớ lại: năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền.
→ Sắp xếp theo độ bền giảm dần: $\text{Cl}_2$ > $\text{Br}_2$ > $\text{I}_2$.
Đáp án: C. $\text{Cl}_2$ > $\text{Br}_2$ > $\text{I}_2$.
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ