Giải SGK Chuyên đề Hóa học 10 Bài 1. Liên kết hoá học

Trả lời:

Để dự đoán dạng hình học của một phân tử ta có thể dựa vào mô hình VSEPR.

Trả lời:

Đáp án đúng là: B

Tổng số electron hóa trị = 1.4 + 2.6 = 16 electron.

Trong phân tử CS$_{2}$, nguyên tử C cần 4 electron để đạt octet, nguyên tử S cần 2 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, C là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử S được xếp quanh: S – C – S.

Mỗi nguyên tử S cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Số electron hóa trị còn lại = 16 – 2.2 – 2.6 = 0

Số electron hóa trị của nguyên tử C là 4 nên đạt octet mỗi nguyên tử S dùng 1 cặp electron hóa trị để tạo liên kết với nguyên tử C.

Công thức Lewis của CS$_{2}$ là

Trả lời:

Bước 1. Tổng số electron hóa trị = 1.5 + 3.1 = 8 electron

Bước 2. Trong phân tử NH$_{3}$, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh:

Bước 3. Nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại là: 8 – 2.3 = 2

⇒ Chuyển 2 electron còn lại vào nguyên tử N để đạt octet, thu được công thức Lewis của phân tử NH$_{3}$.

Trả lời:

a) Công thức Lewis của Cl$_{2}$ là:

Bước 1. Số electron hóa trị là 2.7 = 14 electron

Bước 2. Trong phân tử Cl$_{2}$, mỗi nguyên tử Cl cần 1 electron để đạt octet.

Cl – Cl

Bước 3. Mỗi nguyên tử Cl cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại là: 14 – 6.2 – 2.1 = 0

Cả hai nguyên tử Cl đều đạt octet nên công thức Lewis của Cl$_{2}$ là:

Công thức Lewis của N$_{2}$ là:

Bước 1. Số electron hóa trị là 5.2 = 10 electron

Bước 2. Trong phân tử N$_{2}$, mỗi nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet.

N – N

Bước 3. Mỗi nguyên tử N cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại là: 10 – 6.2 – 2.1 = - 4

- Số electron hóa trị của nguyên tử N là 5, nên để đạt octet mỗi nguyên tử N sẽ góp chung 3 electron hóa trị để tạo liên kết với nhau.

Công thức Lewis của phân tử N$_{2}$ là

b) Công thức Lewis của SO$_{2}$ là:

Số electron hóa trị là 1.6 + 2.6 = 18 electron.

Trong phân tử SO$_{2}$, nguyên tử S cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, S là nguyên tử trung tâm, còn nguyên tử O được xếp xung quanh: O – S – O.

Hoàn thiện octet cho nguyên tử O:

Số electron hóa trị còn lại: 18 – 2.2 – 2.6 = 2

Sử dụng 2 electron này để tạo octet cho S.

Nguyên tử S có 4 electron hóa trị nên 1 nguyên tử O sẽ dùng 1 cặp electron để tạo liên kết với S và nguyên tử S còn 1 đôi electron chưa tham gia liên kết.

Công thức Lewis của SO$_{3}$ là:

- Viết công thức Lewis của SO$_{3}$

Bước 1: S có 6 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị. Trong phân tử SO$_{3}$, có 1 nguyên tử S và 3 nguyên tử O

⇒ Tổng số electron hóa trị = 1.6 + 3.6 = 24 electron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau:

Bước 3: Mỗi nguyên tử O cần 6 electron để đạt octet.

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 24 – 2.3 – 6.3 = 0

Tuy nhiên S chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử O tạo thành cặp electron dùng chung.

chung.

hoặc hoặc

c) Công thức Lewis của H$_{2}$O là:

Bước 1. Tổng số electron hóa trị là 1.2 + 1.6 = 8

Bước 2. Trong phân tử H$_{2}$O, nguyên tử O cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, O là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh. H – O – H.

Bước 3. Nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại là: 8 – 2.2 = 4

Nguyên tử O có 4 electron hóa trị nên sẽ chuyển 4 electron còn lại cho O để nguyên tử O đạt octet.

Công thức Lewis của H$_{2}$O là:

Công thức Lewis của H$_{2}$S là:

Bước 1. Tổng số electron hóa trị của phân tử = 1.2 + 1.6 = 8 electron

Bước 2. Trong phân tử H$_{2}$S, nguyên tử S cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron để đạt octet. Vì vậy, nguyên tử S là nguyên tử trung tâm, còn 2 nguyên tử H được xếp xung quanh: H – S – H

Bước 3. 2 nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại = 8 – 2.2 = 4

Nguyên tử S có 4 electron hóa trị nên để đạt octet thì chuyển 4 electron còn lại cho nguyên tử S.

Công thức Lewis của H$_{2}$S là:

Công thức Lewis của HOCl là:

Bước 1. Tổng số electron hóa trị của phân tử = 1.1 + 1.6 + 1.7 = 14 electron.

Bước 2. Trong phân tử HOCl, nguyên tử Cl cần 1 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron để đạt octet. Vì vậy, O là nguyên tử trung tâm, nguyên tử H và Cl được xếp xung quang: H – O – Cl

Bước 3. Nguyên tử H đã đạt octet, nguyên tử Cl cần 7 electron hóa trị để đạt octet:

Trả lời:

Đáp án đúng là: C

Bước 1: Tổng số electron hóa trị trong phân tử = 1.5 + 2.6 = 17 electron

Bước 2: Trong phân tử NO$_{2}$, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử O được xếp xung quanh: O – N – O

Bước 3: Mỗi nguyên tử O cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là 17 – 6.2 – 2.2 = 1

Mà nguyên tử N chưa đạt octet nên 1 nguyên tử O sẽ dùng 1 cặp electron hóa trị để tạo liên kết với nguyên tử N và trên nguyên tử N vẫn còn 1 electron chưa tham gia liên kết.

Công thức Lewis của NO$_{2}$ là

hoặc

Trả lời:

Đáp án đúng là: C

Công thức Lewis của PCl$_{3}$ là

Theo mô hình VSEPR, công thức phân tử của PCl$_{3}$ có dạng AX$_{3}$E vì có 3 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm P và có nguyên tử P có 1 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.

Công thức Lewis của CCl$_{4}$ là:

Phân tử CCl$_{4}$: có 4 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm C và nguyên tử C không còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết nên theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{4}$.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 4.

Công thức Lewis của H$_{2}$S là:

Phân tử H$_{2}$S: có 2 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm S và nguyên tử S còn 2 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết nên theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{2}$E$_{2}$.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 2.

Công thức Lewis của CO$_{2}$ là:

Phân tử CO$_{2}$: có 2 nguyên tử O liên kết với nguyên tử trung tâm C và nguyên tử C không còn cặp electron hóa trị chưa liên kết nên theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{2}$.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 4.

Công thức Lewis của SO$_{3}$là:

Phân tử SO$_{3}$: có 3 nguyên tử O liên kết với nguyên tử trung tâm S và nguyên tử S không còn cặp electron hóa trị chưa liên kết nên theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{3}$.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 6.

Công thức Lewis của PH$_{3}$ là:

Phân tử PH$_{3}$: có 3 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm P và nguyên tử P còn 1 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết nên theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{3}$E.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 3.

Trả lời:

Công thức Lewis của OF$_{2}$ là:

Trong phân tử OF$_{2}$ có 2 nguyên tử F liên kết với nguyên tử trung tâm O và xung quanh nguyên tử trung tâm O có 2 cặp electron chưa liên kết nên công thức VSEPR của OF$_{2}$ là AX$_{2}$E$_{2}$.

Do cặp electron chưa tham gia liên kết chiếm khoảng không gian lớn hơn so với cặp electron liên kết, tương tác đẩy giữa cặp electron chưa liên kết lớn hơn tương tác đẩy giữa cặp electron liên kết, nên góc liên kết FOF thực tế bằng 104,5$^{o}$, nhỏ hơn góc hóa trị theo lí thuyết (109,5$^{o}$). Phân tử có dạng góc.

⇒ Phân tử OF$_{2}$ phân cực do phân tử dạng góc và liên kết O – F phân cực.

Trả lời:

Đáp án đúng là: A

Ion $N{H}_{4}^{+}$ gồm có 4 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm N bằng 4 cặp electron liên kết (theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{4}$), chiếm bốn khu vực tích điện âm đẩy nhau để góc hóa trị lớn nhất là 109,5$^{o}$. Bốn cặp electron được phân bố hướng về 4 đỉnh của tứ diện, phân tử có cấu trúc tứ diện, tâm tứ diện là nguyên tử trung tâm N.

Trả lời:

Phân tử CO$_{2}$ theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{2}$ nên phân tử có cấu trúc thẳng.

Phân tử CS$_{2}$ theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{2}$ nên phân tử có cấu trúc thẳng.

Phân tử BF$_{3}$ theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{3}$ nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng.

Phân tử SCl$_{2}$ theo mô hình VSEPR có dạng AX$_{2}$E$_{2}$ nên phân tử có dạng góc.

Trả lời:

C (1) lai hóa sp$^{3}$ bởi vì C này chỉ tạo liên kết đơn.

C (2) lai hóa sp$^{2}$bởi vì C này có tạo liên kết đôi.

C (3) lai hóa sp bởi vì C này có tạo liên kết ba.

Trả lời:

a) Phân tử BeH$_{2}$.

Cấu hình electron hóa trị của Be: 2s$^{2}$.

Trong nguyên tử Be, một AO 2s tổ hợp với 1 AO 2p, tạo ra hai AO lai hóa sp.

Hai AO lai hóa sp của nguyên tử Be xen phủ với hai AO s của hai nguyên tử H tạo thành hai liên kết σ giữa Be – H.

b) Phân tử SO$_{2}$.

Cấu hình electron hóa trị của S: 3s$^{2}$3p$^{4}$.

Trong nguyên tử S, một AO 3s lai hóa với hai AO p, tạo ra ba AO lai hóa sp$^{2}$.

S còn AO p chứa 1 electron độc thân sẽ xen phủ 1 AO p chứa 1 electron độc thân của O hình thành liên kết π và AO chưa lai hóa có 1 electron độc thân sẽ tiếp tục xen phủ với OA p của nguyên tử O đó để hình thành liên kết σ. Với nguyên tử O còn lại thì nguyên tử S dùng AO chứa 2 electron để xen phủ với 2 AO chứa electron độc thân của nguyên tử O còn lại.

c) Phân tử NH$_{3}$.

Cấu hình electron hóa trị của N: 2s$^{2}$2p$^{3}$.

Trong nguyên tử N, 1 AO 2s và 3 AO 2p của nguyên tử N lai hóa với nhau tạo nên 4 AO lai hóa sp$^{3}$ giống hệt nhau, hướng về 4 đỉnh của hình tứ diện đều. Trên 3 AO lai hóa có electron độc thân. Trên AO lai hóa còn lại có cặp electron ghép đôi.

Ba AO lai hóa chứa electron độc thân của nguyên tử N xen phủ với 3 AO 1s chứa electron độc thân của 3 nguyên tử H, tạo nên 3 liên kết σ.

Trả lời:

a) Trong phân tử NCl$_{3}$, nguyên tử N là nguyên tử trung tâm lai hóa sp$^{3}$.

Trong phân tử SO$_{3}$, nguyên tử S là nguyên tử trung tâm, lai hóa sp$^{2}$.

Trong phân tử CO$_{2}$, nguyên tử C là nguyên tử trung tâm, lai hóa sp.

b) Phân tử NCl$_{3}$, SO$_{3}$ phân cực vì liên kết giữa nguyên tử trung tâm với nguyên tử còn lại là liên kết phân cực.

Phân tử CO$_{2}$ không phân cực vì hai liên kết phân cực C = O bị triệt tiêu do phân tử có dạng đường thẳng.

Trả lời:

Mô hình VSEPR được sử dụng để mô tả dạng hình học của các phân tử dựa trên lực đẩy giữa các cặp electron hóa trị. Để sử dụng mô hình VSEPR, công thức phân tử của chất được viết dưới dạng AX$_{n}$E$_{m}$. Trong đó:

A: nguyên tử trung tâm;

X: nguyên tử liên kết với nguyên tử A; n là số nguyên tử;

E: cặp electron hóa trị chưa liên kết của nguyên tử A; m là số cặp electron;

Lưu ý: Nếu nguyên tử trung tâm lẻ một electron thì electron đó vẫn được tính tương đương một cặp electron.

+ Trường hợp AX$_{n}$ (với n = 2, 3, 4, …)

• Với n = 2, phân tử có cấu trúc thẳng.

• Với n = 3, phân tử có cấu trúc tam giác phẳng.

• Với n = 4, phân tử có cấu trúc tứ diện.

+ Trường hợp AX$_{n}$E$_{m}$

• Với dạng AX$_{2}$E, phân tử có dạng góc.

• Với dạng AX$_{3}$E, phân tử có dạng tháp tam giác.

• Với dạng AX$_{2}$E$_{2}$, phân tử có dạng góc.

Có một số trường hợp mô hình VSEPR không giải thích được hình dạng phân tử nhưng có thể giải thích theo sự lai hóa orbital nguyên tử như CH$_{4}$, NF$_{3}$, …

Có 3 trạng thái lai hóa cơ bản: lai hóa sp$^{3}$, lai hóa sp$^{2}$ và lai hóa sp.