Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử - Huỳnh Kỳ Phương Hạ
CHÖÔNG 4
LIEÂN KEÁT HOÙA HOÏC VAØ
CAÁU TAÏO PHAÂN TÖÛ
Moät soá khaùi nieäm cô baûn
Baûn chaát lieân keát: Löïc huùt giöõa caùc
nguyeân töû,coù baûn chaát ñieän giöõa caùc haït
nhaân tích ñieän döông vaø electron tích ñieän
aâm.
Caùc electron thöïc hieän lieân keát hoùa hoïc
chuû yeáu laø caùc electron nhöõng phaân lôùp
ngoaøi cuøng: ns, np, (n-1)d, (n-2)f, goïi laø
caùc electron hoùa trò.
Ñoä daøi lieân keát: Khoaûng caùch giöõa hai haït
nhaân cuûa caùc nguyeân töû töông taùc vôùi
nhau. (thöôøng tính baèng A0).
Goùc hoùa trò laø goùc taïo thaønh bôûi hai ñoaïn thaúng
töôûng töôïng noái haït nhaân nguyeân töû trung taâm
vôùi haït nhaân hai nguyeân töû lieân keát.
‟ Linear : Ñöôøng thaúng
‟ Trigonal planar: Tam giaùc phaúng (ñeàu)
‟ Tetrahedral: Töù dieän (ñeàu)
‟ Trigonal pyramicdal: Hai kim töï thaùp tam giaùc (ñeàu)
‟ Octahedral: Baùt dieän (ñeàu)
Naêng löôïng lieân keát: (kcal hay kJ/mol) laø
naêng löôïng caàn tieâu toán ñeå phaù huûy leân
keát.
Ñoä boäi lieân keát: Laø soá moãi lieân keát ñöôïc
hình thaønh giöõa hai nguyeân töû trong lieân
keát.
‟ Ví duï: C ‟ C ñoä boäi 1, C C ñoä boäi 3.
Quy tắc Bát bộ (octet - Lewis và Langmuir)
– “Để có một trạng thái electron ổn định giống khí trơ, các
nguyên tử có khuynh hướng nhận, cho, hay chia sẻ các
electron để tầng ngoài cùng có thể có hoặc góp phần vào
4 cặp electron (bát bộ).”
Quy tắc bát bộ có những ngoại lệ. Thí dụ như với
hydrogen và helium, số electron tối đa là 2 thay vì
8; với phosphorus (P) số này là 10; với sulfur (S) số
này có thể là 12
Coù 3 tröôøng hôïp ngoaïi leä cuûa quy taéc octet:
‟ Phaân töû coù caùc electron ñoäc thaân (ClO2, NO, vaø NO2).
‟ Phaân töû coù 1 nguyeân töû coù ít hôn 1 octet (BF3).
‟ Phaân töû coù 1 nguyeân töû coù nhieàu hôn 1 octet (caùc nguyeân toá
chu kyø 3).
Caùc loaïi lieân keát hoùa hoïc:
‟ Lieân keát coäng hoùa trò (Covalent bond) laø keát quaû
cuûa vieäc chia, gheùp electron giöõa caùc nguyeân töû,
thöôøng gaëp giöõa caùc phi kim.
‟ Lieân keát ion (Ionic bond) laø keát quaû cuûa vieäc
chuyeån electron töø kim loaïi sang phi kim.
‟ Lieân keát kim loaïi (Metallic bond) löïc huùt giöõa caùc
nguyeân töû kim loaïi tinh khieát vôùi nhau.
‟ Lieân kálaø löïc töông taùc
ñaëc bieät (coù theå giöõa caùc löôõng cöïc-löôõng cöïc) toàn
taïi giöõa moät nguyeân toá coù ñoä aâm ñieän lôùn vaø hydro.
LIEÂN KEÁT COÄNG HOÙA TRÒ
Phöông phaùp Heitler-London (Valence Bond Theory
‟ VB, hay L-H)
‟ Do Walter Heitler vaø Fritz London ñöa ra naêm
1927 phaùt trieån treân lyù thuyeát caáu truùc Lewis. Veà
sau Linus Pauling phaùt trieån theâm thuyeát coäng
höôûng vaø lai hoùa (1930).
Coøn goïi laø phöông phaùp caëp electron.
‟ Döïa treân cô sôû nghieân cöùu söï hình thaønh phaân
töû H2.
+
+
H
b
H
a
ra2
rb2
ra1
rb2
-
-
e1
e2
1
2
Khi ôû xa nhau thì = . (1)
a
b
‟ : Haøm soá soùng phaân töû moâ taû söï chuyeån
ñoäng cuûa hai electron.
1
2
‟ , Haøm soùng nguyeân töû (giöõa a vaø 1, b
a
b
vaø 2)
Khi Ha, Hb laïi gaàn nhau thì ta coù theâm löïc
huùt giöõa a e2, b e1, do ñoù caàn boå sung:
2
1
’ = . (2)
a
b
Haøm soùng gaàn ñuùng laø toå hôïp cuûa (1)
vaø (2), daïng:
1
2
2
1
‟ = C1 a . + C2 a .
H-H
b
b
‟ Giaûi phöông trình soùng Schrodinger, ta coù:
C1=C2 , C1= - C2
Coù hai haøm soùng ñaëc tröng cho chuyeån ñoäng
cuûa hai electron:
1
2
2
1
S = CS( a . + . ),
b
a
b
1
2
2
1
A = CA( a . - . )
b
a
b
S: Haøm soùng ñoái xöùng, öùng vôùi traïng thaùi hai
electron coù spin ngöôïc nhau.
A: Haøm soùng baát ñoái xöùng, öùng vôùi traïng thaùi
hai electron coù spin cuøng daáu.
Söï keát hôïp 2 nguyeân töû H
A
S
YÙ nghóa cuûa haøm soùng
‟ Haøm : Töông öùng vôùi tröôøng hôïp hai
electronScuûa 2 H coù spin ngöôïc nhau, ñeán
gaàn nhau daãn ñeán huùt nhau taïo phaân töû
Hydro (coù lieân keát)
‟ Haøm : Coù hai electron spin gioáng nhau,
A
tieán gaàn nhau daãn ñeán ñaåy nhau, töùc khoâng
taïo phaân töû Hydro.
Ñöôøng cong theá naêng cuûa nguyeân töû Hydro
Moät soá ñieåm cô baûn cuûa phöông phaùp VB veà
lieân keát coäng hoùa trò:
‟ Lieân keát coäng hoùa trò laø lieân keát hai electron hai
taâm.
‟ Lieân keát coäng hoùa trò hình thaønh do söï che phuû laãn
nhau giöõa caùc ON hoùa trò cuûa caùc nguyeân töû töông
taùc.
‟ Lieân keát coäng hoùa trò caøng beàn khi ñoä che phuû cuûa
caùc ON töông taùc caøng lôùn. Ñoä che phuû phuï thuoäc
kích thöôùc, hình daïng caùc ON vaø höôùng che phuû
cuûa ch
Lieân keát coäng hoùa trò coù tính ñònh
höôùng, baõo hoøa vaø phaân cöïc.
Bieåu dieãn lieân keát coäng hoùa trò theo caáu truùc Lewis
„ Lieân keát coäng hoùa trò coù theå bieåu dieãn:
Cl + Cl
Cl Cl
„ Trong caáu truùc Lewis moãi caëp electron trong lieân keát
ñöôïc bieåu dieãn baèng moät gaïch ñôn:
H
H O H N H
Cl Cl H F
H C H
H
H
H
Löu yù: ON s bao giôø cuõng coù daáu +
ON p coù moät ñaàu + moät ñaàu -.
Caùc kieåu lieân keát coäng hoùa trò
Lieân keát : Lieân keát coäng hoùa trò taïo thaønh do söï
che phuû giöõa caùc ON xaûy ra theo truïc noái hai haït
nhaân nguyeân töû. s ‟ s, s ‟ p, p ‟ p, s ‟ d.
‟ Chuù yù: Cuøng daáu thì che phuû, khaùc daáu khoâng che phuû
s-s
p-p
s-p
s-sp
p-sp
sp - sp
s-sp3
p-sp3
sp3 - sp3
s-sp2
p-sp2
sp2-sp2
Bao goàm caû söï keát hôïp cuûa s, p, d, vaø caùc orbital
lai hoùa.
Tải về để xem bản đầy đủ
103 trang
7740
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử - Huỳnh Kỳ Phương Hạ", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_4_lien_ket_hoa_hoc_va_cau_tao.pdf
