Bài 13: Liên kết cộng hóa trị

Tóm tắt lý thuyết

Sự hình thành phân tử H₂

Hai nguyên tử H góp 1 electron tạo thành một cặp electron chung trong phân tử H₂.
Công thức H:H được gọi là công thức electron.
Công thức H-H gọi là công thức cấu tạo.

Sự hình thành phân tử H2

Hình 1: Sự hình thành phân tử H₂

Sự hình thành phân tử nitơ

Sự hình thành phân tử N2

Hình 2: Sự hình thành phân tử N₂

3 cặp electron liên kết biểu diễn bằng ba gạch (\(\equiv\)), đó là liên kết ba. Liên kết ba bền hơn liên kết đôi và liên kết đơn. Ở nhiệt độ thường N₂ kém hoạt động hóa học.
CTCT: \(N \equiv N\)

Kết luận

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị.
Trong các phân tử H₂, N₂ tạo nên từ hai nguyên tử của cùng một nguyên tố nên cặp electron chung không bị hút về phía nào. Đó là liên kết cộng hóa trị không cực.

Sự hình thành phân tử hyđro clorua (HCl)

\(\begin{array}{l} {}_1H:1{s^1}\\ {}_{17}Cl:1{s^2}2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^5}\; \end{array}\)

Nhận xét: Nguyên tử H có 1e ở lớp ngoài cùng, còn thiếu 1e để đạt cấu hình electron bền của khí hiếm He. Nguyên tử Cl có 7e ở lớp ngoài cùng, còn thiếu 1e để có vỏ bền kiểu Ar.
Mỗi nguyên tử H và Cl góp chung 1e để tạo thành 1 liên kết cộng hóa trị.

Sự hình thành phân tử HCl

Hình 3: Sự hình thành phân tử HCl

CTCT: H – Cl
Giá trị độ âm điện của Cl lớn hơn độ âm điện của H nên cặp e liên kết bị lệch về phía nguyên tử Cl. Liên kết cộng hóa trị này bị phân cực.
Cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực hay liên kết cộng hóa trị phân cực.

Sự hình thành phân tử khí cacbon đioxit (CO₂)

\(\begin{array}{*{20}{l}} {{}_6C:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^2}}\\ {{}_8O:{\rm{ }}1{s^2}2{s^2}2{p^4}} \end{array}\)

Trong phân tử CO₂, nguyên tử C nằm giữa 2 nguyên tử O và nguyên tử C góp chung với mỗi nguyên tử O hai electron.

Sự hình thành phân tử CO2

Hình 4: Sự hình thành phân tử CO₂

Trong phân tử CO₂ các cặp electron bị hút lệch về phía O vì oxi có độ âm điện lớn hơn C → Liên kết C=O bị phân cực về phía O
Trong phân tử CO₂ có cấu tạo thẳng nên liên kết đôi phân cực (C=O) triệt tiêu nhau → Phân tử CO₂ không phân cực

Tên các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hóa trị:
- Các chất rắn: đường, lưu huỳnh, iot,..
- Các chất lỏng: nước, rượu, xăng, dầu,…
- Các chất khí: CO₂, Cl₂, H₂,…
Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị:
- Các chất có cực như: etanol, đường,… tan nhiều trong dung môi có cực như nước.
- Phần lớn các chất không cực như: S, I₂, các chất hữu cơ không cực tan trong dung môi không cực.
Kết luận: Các chất có liên kết cộng hóa trị không cực không dẫn điện ở mọi trạng thái.

Trong phân tử, nếu cặp electron chung ở giữa 2 nguyên tử liên kết ta có liên kết cộng hóa trị không cực.
Nếu cặp electron chung lệch về một nguyên tử thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.
Nếu cặp electron chung lệch hẳn về một nguyên tử ta sẽ có liên kết ion.

Hiệu độ âm điện \(\Delta \chi\)	Loại liên kết
\(0 \le \Delta \chi < 0,4\)	Liên kết cộng hóa trị không cực
\(0,4 \le \Delta \chi < 1,7\)	Liên kết cộng hóa trị có cực
\(\Delta \chi \ge 1,7\)	Liên kết ion

Trong NaCl: \(\Delta \chi = {\rm{ }}3,16{\rm{ }}-{\rm{ }}0,93{\rm{ }} = {\rm{ }}2,23{\rm{ }} > {\rm{ }}1,7\) → liên kết giữa Na và Cl là liên kết ion.
Trong HCl: \(\Delta \chi = {\rm{ }}3,16{\rm{ }}-{\rm{ }}2,2{\rm{ }} = {\rm{ }}0,96{\rm{ }} \to {\rm{ }}0,4 \le \Delta \chi \le 1,7\) → liên kết giữa H và Cl là liên kết cộng hóa trị có cực.
Trong H₂: \(\Delta \chi = {\rm{ }}2,2{\rm{ }}-{\rm{ }}2,2{\rm{ }} = {\rm{ }}0{\rm{ }} \to {\rm{ }}0 \le \Delta \chi \le 0,4\)

So sánh những điểm giống nhau, khác nhau giữa liên kết cộng hóa trị không cực và liên kết cộng hóa trị có cực.

	Liên kết cộng hóa trị
	Không cực	Có cực
Đặc điểm liên kết	Giữa Phi kim - Phi kim
Hình thành liên kết	Góp chung các electron.
Bản chất liên kết	Cặp electron chung không bị lệch về phía nguyên tử nào.	Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Hãy viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau: Br₂, H₂O.

Sau bài học cần nắm:

Công thức electron, công thức cấu tạo của một số phân tử cụ thể
Dự đoán được kiểu liên kết hoá học có thể có trong phân tử gồm hai nguyên tử khi biết hiệu độ âm đỉện của chúng.