TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10 - CHUYÊN ĐỀ 3 LIÊN KẾT HÓA HỌC - CẤU TẠO PHÂN TỬ by Dạy Kèm Quy Nhơn Official

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

CHUYÊN ĐỀ 3. LIÊN KẾT HÓA HỌC-CẤU TẠO PHÂN TỬ A. LIÊN KẾT HÓA HỌC I. PHÂN LOẠI LIÊN KẾT HÓA HỌC Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn. Nói cách khác là các nguyên tử chuyển thành phân tử hoặc tinh thể để đạt đến cấu hình electron bền vững của khí hiểm (qui tắc bát tử). Cần lưu ý là có một số trường hợp qui tắc bát tử (octet) không thỏa mãn nhưng phân tử đó vẫn tồn tại. Ví dụ: PCl5 ; SF6 ; NO ; BeH2 ; … 1. Liên kết ion a) Sự tạo thành ion, cation, anion - Ion là những phần tử mang điện tích (nguyên tử vốn trung hòa điện do số electron bằng số proton, khi nguyên tử mất bớt hoặc thu thêm electron nó trở thành phần tử mang điện tích gọi là ion). - Nguyên tử của nguyên tố kim loại nhường electron (thường là toàn bộ electron lớp ngoài cùng) để tạo ion dương (cation) M  → M n + + ne (n = 1, 2, 3) Ví dụ: 12Mg : 1s22s22p63s2 ⇒ Mg  → Mg 2+ + 2e - Nguyên tử của nguyên tố phi kim có xu hướng thu thêm để tạo ion âm (anion) X + ne  → X n − (n = 1, 2, 3) Ví dụ: 8O : 1s22s22p4 ⇒ O + 2e  → O2− b) Ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử - Ion đơn nguyên tử chỉ do một nguyên tử tạo nên còn ion đa nguyên tử là nhóm nguyên tử mang điện tích. Ion đơn nguyên tử Ion đa nguyên tử Mg 2+ : Cation magie NO3− : Anion nitrat

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

O 2− : Anion oxit Cl − : Anion clorua S2− : Anion sunfua

SO32− : Anion sunfit

SO 24− : Anion sunfat

H 2 PO 4− : Anion đihiđrophotphat

ClO −4 : Anion peclorat

c) Sự tạo thành liên kết ion - Là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. - Liên kết ion được hình thành giữa nguyên tử kim loại điển hình và nguyên tử phi kim điển hình. - Đặc điểm của liên kết ion là không có tính định hướng và không có tính bão hòa. - Do liên kết ion rất bền vững nên hợp chất ion đa phần là chất rắn, khó bay hơi, khó nóng chảy, một số hợp chất ion tan được trong nước tạo dung dịch dẫn điện. Độ bền vững của liên kết ion phụ thuộc vào bán kính ion, điện tích ion, năng lượng mạng lưới tinh thể, … Ví dụ: Liên kết ion trong phân tử NaCl được hình thành theo sơ đồ sau

2. Liên kết cộng hóa trị - Là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hoặc nhiều cặp electron chung. Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị. - Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung nằm chính giữa hai nguyên tử gọi là liên kết cộng hóa trị không phân cực (thường là liên cộng hóa trị trong đơn chất). - Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn gọi là liên kết cộng hóa trị phân cực (thường là liên cộng hóa trị trong hợp chất). Ví dụ: Xét sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong các phân tử N2; Cl2; HCl; CO2 TRANG 1

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Phân tử

Công thức electron

Công thức cấu tạo

N≡N

Cl2

Cl-Cl

HCl

H-Cl

CO2

O=C=O

Công thức Lewis: Cho biết sơ đồ liên kết trong các phân tử. Các bước để viết công thức Lewis: • Nguyên tử trung tâm trong phân tử thường là nguyên tử có độ âm điện nhỏ nhất, các nguyên tử H và F thường ở đầu hoặc cuối (vì chỉ có hóa trị I). • Sử dụng các cặp electron hóa trị để tạo liên kết giữa các nguyên tử sao cho mỗi nguyên tử có một cộng hóa trị hợp lí và thỏa mãn quy tắc bát tử. 3. Liên kết cho-nhận (liên kết phối trí) - Liên kết cho-nhận là trường hợp riêng của liên kết cộng hóa trị, cặp electron chung chỉ do một nguyên tử đóng góp. Liên kết cho-nhận được biểu diễn bằng dấu mũi tên hướng từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận. • Điều kiện hình thành liên cho nhận X→Y: - Nguyên tử cho (X) có obitan chứa cặp electron tự do. - Nguyên tử nhận (Y) có obitan hóa trị còn trống. Ví dụ: Xét sự hình thành liên kết cho-nhận trong phân tử CO; SO2; HNO3. Công thức phân tử Công thức cấu tạo

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

SO2

HNO3

4. Liên kết kim loại - Kim loại ở thể rắn và lỏng xuất hiện ion dương kim loại và các electron tự do. Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion dương kim loại do sự tham gia của các electron tự do. • So sánh liên kết kim loại với liên kết cộng hóa trị Loại liên kết Giống nhau Khác nhau - Electron dùng chung là những Liên kết cộng hóa trị electron hóa trị, do một hoặc hai - Liên kết được hình thành bới sự nguyên tử đóng góp. tham gia của các electron. - Tất cả các electron tự do đều tham Liên kết kim loại gia vào quá trình hình thành liên kết. • So sánh liên kết kim loại với liên kết ion Loại liên kết Giống nhau Khác nhau - Lực hút tĩnh điện giữa ion dương Liên kết ion - Liên kết được hình thành bới lực và ion âm. hút tĩnh điện. - Lực hút tĩnh điện giữa ion dương Liên kết kim loại kim loại và electron tự do. 5. Liên kết Van-đec-van - Là loại liên kết hình thành giữa các phân tử, nguồn gốc của liên kết này là sự tương tác lực hút tĩnh điện giữa các phân tử. - Liên kết Van-đec-van càng mạnh khi sự phân cực giữa các phân tử càng lớn, khối lượng phân tử càng lớn và khoảng cách giữa các phân tử càng nhỏ. Ví dụ: Phân tử SO2 có nhiệt độ sôi cao hơn phân tử O2 vì MSO 2 (64) > M O2 (32) - Liên kết Van-đec-van gồm ba kiểu là tương tác định hướng; tương tác cảm ứng và tương tác khuếch tán.

TRANG 2

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

•

Tương tác định hướng là tương tác giữa các phân tử có µ > 0 và được tính bằng công thức sau (năng lượng Keesom): 2 1 µ4 E lk = − . . 3 (4πε0 ) 2 kTd 6 µ -momen lưỡng cực của phân tử (C.m) ε0 -hằng số điện môi của chân không, ε0 = 8,854.10−12 C 2 .J −1.m −1

k-hằng số Boltzmann, k = 1,38.10−23 J.K −1 T-nhiệt độ tuyệt đối (K) d-khoảng cách giữa hai phân tử (m) •

Tương tác cảm ứng (gọi là năng lượng Debye) được tính bằng công thức: E D = − phân cực của phân tử, m3).

αµ 2 2 ( α là độ (4πε0 )2 d 6

I12 α 2 3 1 (I1 là năng lượng ion hóa . 2 (4πε0 ) 2 2I1 d 6

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

•

Tương tác khuếch tán (năng lượng London) được tính: E L = −

thứ nhất của phân tử, J). Ví dụ: Tính tương tác Van-đec-van giữa hai phân tử HCl dựa vào các số liệu sau: µ =1,07D; α = 2,93.10−40 m3 ;

I1 = 2,195.10−18 J ; d = 0,250nm; T = 298K.

Đáp số: E lk = −5, 2kJ.mol−1 ; E D = −1,5kJ.mol−1 ; E L = −28,2kJ.mol−1 6. Liên kết hiđro - Nguyên tử hiđro linh động là nguyên tử hiđro liên kết trực tiếp với nguyên tử có độ âm điện lớn (F, O, N, Cl) tạo thành liên kết luôn phân cực. Độ linh động của nguyên tử hiđro phụ thuộc vào sự phân cực của liên kết. - Liên kết hiđro là loại liên kết có bản chất là lực hút tĩnh điện với năng lượng liên kết nhỏ. Nó là liên kết được hình thành giữa nguyên tử hiđro linh động với nguyên tử của nguyên tố khác có cặp electron chưa tham gia liên kết. Liên kết hiđro có hai loại là liên kết hiđro liên phân tử và liên kết hiđro nội phân tử. - Liên kết hiđro có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lí và thậm chí là tính chất hóa học của chất. Cụ thể: chất tạo được liên kết hiđro với nước thì khả năng tan trong nước cao hơn; chất có liên kết hiđro liên phân tử càng bền vững thì có nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy càng cao; liên kết hiđro nội phân tử có ảnh hưởng tới khả năng phản ứng của chất. Ví dụ: Trong dung dịch ancol có một số loại liên kết hiđro sau

7. Momen lưỡng cực của phân tử - Khi hai nguyên tử A và X có độ âm điện khác nhau liên kết với nhau tạo thành phân tử AX thì phân tử này có cực và nó có một momen lưỡng cực µ = q. ℓ (q: Giá trị tuyệt đối của điện tích trên A hoặc X (đơn vị C); ℓ : Độ dài liên kết A-X (đơn vị tính ra m)) ⇒ đơn vị của µ là C.m; người ta thường dùng đơn vị Debye (D) với 1D = 3,33.10 −30 C.m Ví dụ: Thực nghiệm cho biết phân tử H-F có: µ H − F = 1,83D ; ℓ H − F = 0,092nm . Tính độ ion δ của liên kết H-F. TRANG 3

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Giải −30

1,83.3,33.10 = 0, 41 hay độ ion là 41%. 1,602.10−19.0,092.10−9 II. MỘT SỐ LOẠI TINH THỂ THƯỜNG GẶP Tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử, phân tử hoặc ion. Các hạt này được sắp xếp một cách đều đặn, tuần hoàn theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành mạng tinh thể. Tinh thể thường có hình dạng không gian xác định. 1. Tinh thể ion - Do các ion ngược dấu liên kết với nhau bằng liên kết ion tạo nên. Ví dụ: Tinh thể NaCl, KCl, BaCl2, Al2O3, ...

Vì q = δ.e ⇒ δ =

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

- Các tinh thể ion đều bền vững, khó bay hơi, khó nóng chảy, khi ở trạng thái nóng chảy hoặc tan trong nước có khả năng dẫn điện. 2. Tinh thể nguyên tử - Do các nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị tạo thành. Các tinh thể nguyên tử đều bền vững, khó nóng chảy, khó bay hơi. Ví dụ: Kim cương, thạch anh (SiO2), ...

Hình ảnh tinh thể SiO2

3. Tinh thể phân tử - Do các phân tử liên kết với nhau bằng tương tác yếu giữa các phân tử tạo nên. Các tinh thể phân tử đều kém bền, dễ bay hơi, dễ nóng chảy. Ví dụ: Nước đá, iot, ...

4. Tinh thể kim loại - Do các nguyên tử kim loại liên kết với nhau bằng liên kết kim loại tạo nên. Tinh thể kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt,khó nóng chảy, khó bay hơi (trừ thủy ngân).

TRANG 4

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

III. HIỆU ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC - Thực chất không có ranh giới rõ rệt giữa liên kết cộng hóa trị và liên kết ion. Để dự đoán một cách tương đối liên kết giữa hai nguyên tử người ta dựa vào hiệu độ âm điện của chúng với qui ước như sau Loại liên kết Hiệu độ âm điện ∆χ - Liên kết cộng hóa trị không phân cực. 0  → < 0,4 - Liên kết cộng hóa trị phân cực. 0,4  → < 1,7 - Liên kết ion. ≥ 1,7 B. DẠNG HÌNH HỌC CỦA PHÂN TỬ I. LAI HÓA 1. Khái niệm Xét phân tử CH4 người ta thấy rằng 4 electron hoá trị tạo ra 4 liên kết C- H không giống nhau (gồm 1 electron s và 3 electron p ) nhưng vẫn tạo được 4 liên kết giống hệt nhau. Để giải thích hiện tượng này các nhà hoá học Slater và Pauling đã đề ra thuyết lai hoá, theo thuyết này đã có sự tổ hợp “trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử, và trong trường hợp trên chính là obitan 2s đã tổ hợp “trộn lẫn” với 3 obitan 2p để tạo ra 4 obitan lai hoá sp3 giống hệt nhau, bốn obitan lai hoá này xen phủ với 4 obitan 1s của 4 nguyên tử H tạo ra 4 liên kết C- H hoàn toàn giống nhau.Vậy: “Sự lai hoá obitan nguyên tử là sự tổ hợp “trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hoá giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian”. 2. Điều kiện - Các obitan chỉ được lai hoá với nhau khi năng lượng của chúng xấp xỉ bằng nhau. - Mật độ electron của các obitan nguyên tử tham gia lai hoá phải đủ lớn để độ xen phủ của obitan lai hoá với obitan nguyên tử khác đủ lớn để tạo ra liên kết bền. 3. Các kiểu lai hóa thường gặp a) Lai hoá sp: Là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 2 obitan lai hoá sp nằm thẳng hàng với nhau hướng về hai phía (lai hoá đường thẳng). Những loại hợp chất có kiểu lai hoá sp thường gặp có dạng AB2 như: BeCl2, ZnCl2, BeH2 hay C2H2 …. Lai hoá sp là nguyên nhân dẫn đến tính thẳng hàng (góc liên kết bằng 1800 ) của các liên kết trong những phân tử trên.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

b) Lai hoá sp2: Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 2 obitan p của một nguyên tử tạo thành 3 obitan lai hoá sp2 cùng nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến đỉnh của tam giác đều (lai hoá tam giác). Thực tế hình dạng của phân tử BF3 là hình dạng tam giác đều nên ta chọn kiểu lai hoá sp2 để giải thích liên kết. Những hợp chất AB3 có kiểu lai hoá sp2 thường gặp như BF3, BCl3, SO3 hay C2H4 ….; góc liên kết 1200.

TRANG 5

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

c) Lai hoá sp3: Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 3 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 4 obitan lai hoá sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của một tứ diện đều (lai hoá tứ diện). Kiểu lai hoá sp3 thường gặp ở các nguyên tử O, N, C như phân tử H2O, NH3,, CH4 .… Dạng phân tử thường gặp kiểu lai hoá này là AB4, ví dụ: CCl4, NH4+ …. Góc liên kết 109028’.

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Ngoài ba kiểu lai hoá sp, sp2, sp3 còn có các kiểu lai hoá sau: - Lai hoá sp3d (lưỡng chóp tam giác) 1AO s + 3AO p + 1AO d => 5 AO sp3d

- Lai hoá dsp2 (vuông phẳng) 1AO d + 1AO s + 2AO p => 4 AO sp2d 3 2 - Lai hoá sp d (lưỡng chóp tứ giác hay bát diện) 1AOs + 3AO p + 2AO d => 6 AO sp3d2 Thành tựu to lớn nhất của thuyết lai hoá là giải thích hình dạng của một số phân tử. Chẳng hạn: Kiểu lai hoá ở A Hình dạng Kiểu phân tử Góc hoá trị Các phân tử ví dụ (nguyên tố trung tâm) phân tử AB2 sp Đường thẳng 1800 BeCl2, ZnCl2, CO2 2 AB3 sp Tam giác 1200 BF3, BCl3, SO3 AB4 sp3 Tứ diện 109028’ CH4, CCl4, NH4+, 2 0 AB4 dsp Vuông 90 PtCl42-, Cu(NH3)423 0 0 AB5 sp d Lưỡng chóp 90 và 120 PCl5 AB6 sp3d2 Bát diện 900 SF6, SiF62-; XeF4; XeOF4; … 4. Xen phủ trục và xen phủ bên Sự xen phủ trong đó trục của các obiatn tham gia liên kết trùng với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết được gọi là sự xen phủ trục. Sự xen phủ trục tạo liên kết σ (xích ma). Sự xen phủ trong đó trục của các obitan tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết được gọi là sự xen phủ bên. Sự xen phủ bên tạo liên kết π (pi).

II. MÔ HÌNH ĐẨY GIỮA CÁC CẶP ELECTRON HÓA TRỊ (THUYẾT GILLESPIE) Cấu trúc hình học của phân tử là một trong những yếu tố ảnh hưởng và quy định tính chất của phân tử đó như: Độ bền, momen lưỡng cực, .... Vì vậy việc dự đoán và giải thích cấu trúc phân tử là vấn đề quan trọng trong việc nghiên cứu một chất bất kỳ. Thuyết VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) có ý nghĩa rất quan trọng với việc giải thích cấu trúc phân tử ”.

TRANG 6

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Năm 1939, Pauling đưa ra thuyết VB đã giải thích được các tính chất của liên kết (độ dài liên kết, năng lượng liên kết, định hướng không gian). Thuyết này giải thích định hướng không gian của phân tử trên lý thuyết lai hóa. Ví dụ. Liên kết trong phân tử CH4; góc liên kết là 109,50

Xét phân tử H2O và NH3: nguyên tử Oxi và Nitơ ở trạng thái lai hóa sp3. Như vậy góc liên kết phải là 109,5 . Tuy nhiên, thực nghiệm cấu trúc phân tử H2O, góc liên kết HOH ,HNH là nhỏ hơn 1090. Theo thuyết VB, sở dĩ có sự sai lệch góc liên kết trên là do tính không tương đương các obitan lai hóa. Và cũng để giải thích sự biến đổi cấu trúc phân tử các chất. Năm 1940, Sidgewick và Powell đưa ra thuyết về sự đẩy của các cặp electron hay còn gọi là mô hình VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) và được Lenard – Jones, Gillespie và Nyholm phát triển và bổ sung. Ý chính của thuyết này là sự sắp xếp các liên kết quanh một nguyên tử trung tâm phụ thuộc vào cách phân bố các cặp electron ở lớp vỏ ngoài của nguyên tử đó. Cách phân bố tốt nhất phải đảm bảo cho năng lượng tương tác đẩy giữa các cặp electron là cực tiểu hay “khoảng cách” giữa các cặp electron là cực đại. Hiển nhiên cách phân bố này phụ thuộc trước hết vào tổng số các cặp electron đó (những electron hóa trị của nguyên tử này bao gồm cảc electron liên kết và không liên kết) và những electron tham gia liên kết của các phối tử. Trước đây, chúng ta vẫn coi các cặp electron là tương đương. Tuy nhiên, một sự xem xét chi tiết đòi hỏi phải có sự phân biệt khác nhau giữa các cặp electron liên kết và không liên kết. 0

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Một cặp electron không liên kết chỉ bị hạt nhân nguyên tử trung tâm hút. Nó chiếm vùng không gian lớn hơn cặp electron liên kết. Chính vì vậy tương tác đẩy giữa hai cặp electron không liên kết là lớn hơn cả. Rồi đến tương tác đẩy giữa cặp electron không liên kết và cặp electron liên kết. Nhỏ nhất là tương tác đẩy giữa hai cặp electron liên kết. Từ đây suy ra rằng sự có mặt của electron tự do đã gây ra sự giảm góc giữa các trục của các obitan, nghĩa là giảm góc liên kết.

CẤU TRÚC CỦA MỘT SỐ PHÂN TỬ VÀ ION THEO THUYẾT GILLESPIE Xét phân tử AXmEn. Trong đó: • m là số nguyên tử X liên kết với nguyên tử trung tâm A. TRANG 7

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

n là số cặp electron và electron độc thân không liên kết ở lớp ngoài của A. Đa diện phối Công thức Cấu trúc m+n Sơ đồ đa diện trí XmEn VSEPR phân tử AXm Đoạn thẳng AX2E0 Thẳng 2 (sp)

•

Phân tử liên kết đơn

Phân tử liên kết bội

BeH2; BeCl2

CO2; HCN SO3; NO3− ;

AX3E0

Tam giác đều

BH3, AlCl3; BF3

AX2E1

Gấp khúc

SnCl2

CO32 −

Tam giác (sp2)

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Tứ diện (sp3)

SO2; NO2; NOCl

AX4E0

Tứ diện

CH4; NH +4

SO 24 − ; POCl3

AX3E1

Chóp tam giác

NH3; H 3 O +

SOBr2; ClO3−

AX2E2

Gấp khúc

OF2; NH −2 ; H2O

ClO −2

AX5E0

Chóp đôi tam giác

PCl5; AsF5

SOF4

AX4E1

Bập bênh

IF4+ ; TeCl4

IOF3; XeF2O2

AX3E2

Chữ T

BrF3; ICl2(C6H5)2

AX2E3

Thẳng

Chóp đôi tam giác (sp3d)

XeF2; I3− ;

IF2−

TRANG 8

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Bát diện (sp3d2)

AX6E0

Bát diện

SF6; SiF62−

AX5E1

Chóp vuông

BrF5; SbCl5− ; IF5

AX4E2

Vuông phẳng

ICl−4 ; XeF4

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

IF5O −

[ IO2 (OH)4 ]

XeF4O

C. MỘT SỐ VÍ DỤ

với ClPCl . Ví dụ 1. Hãy cho biết cấu trúc hình học của các phân tử sau đây: PCl3, PF3. So sánh góc liên kết FPF Hướng dẫn:

Giải thích: Các phân tử trên đều thuộc loại AX3E (lai hóa tứ diện). Tuy nhiên vì còn cặp electron chưa liên kết nên góc liên kết nhỏ hơn góc tứ diện (109,50); giữa các góc liên kết cũng có sự khác nhau do độ âm điện của các phối

nhỏ hơn ClPCl . tử khác nhau. Độ âm điện của F lớn hơn Cl nên góc liên kết FPF Ví dụ 2. Giải thích sự khác nhau về góc liên kết trong các phân tử: SCl2 (1030); OF2 (1050); OCl2 (1110). Hướng dẫn: Các phân tử trên đều thuộc loại AX2E2 với lai hóa sp3 nên có cấu trúc hình chữ V. Sự khác nhau về góc liên kết trong SCl2 và OCl2 là do sự khác nhau về độ âm điện của nguyên tử trung tâm ( χ O > χS ). Sự khác nhau về góc liên kết giữa OCl2 và OF2 là do sự khác nhau về độ âm điện của các nguyên tử liên kết ( χ F > χ Cl ). Ví dụ 3. Biết rằng monoclobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53D. a) Hãy tính momen lưỡng cực của µo, µm, µp của ortho, meta, para-điclobenzen. b) Đo momen lưỡng cực của một trong ba đồng phân đó ta được µ = 1,53D. Hỏi đó là dạng nào của điclobenzen ? Hướng dẫn: a) 3 dạng đồng phân ortho, meta, para-điclobenzen có thể biễu diễn như hình vẽ sau C

µ1

B B

Cộng vectơ và sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có : - Đối với đồng phân o-điclobenzen : Xét tam giác cân OAC (cân tại A) :

OC2 = OA 2 + AC2 − 2OA.ACcos1200 = 3OA 2 (Vì OA = AC và cos1200 =

−

1 ) 2

Vậy : µo = OC = OA 3 = µ1 3 = 2,65D. - Đối với đồng phân m-điclobenzen : Dễ thấy OAC là tam giác đều nên ta có : Vậy : µ m = OC = OA = µ1 = 1,53D. TRANG 9

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

- Đối với đồng phân p-điclobenzen : Vì OA và OB là 2 vectơ cùng phương, cùng độ lớn nhưng ngược chiều nhau nên tổng bằng 0. Vậy µp = 0. b) Theo đề và theo kết quả tính toán ta có dẫn xuất đã cho là m-điclobenzen. Ví dụ 4. Clobenzen có momen lưỡng cực µ1 = 1,53 D (µ1 hướng từ nhân ra ngoài) ; anilin có momen lưỡng cực µ2 = 1,60D (µ2 hướng từ ngoài vào nhân benzen). Hãy tính µ của o-cloanilin; m-cloanilin và p- cloanilin. Giải - Đây là trường hợp hai nhóm thế khác nhau. Clo có độ âm điện lớn, µ1 hướng từ nhân ra ngoài, – nhóm NH2 có cặp e tự do liên hợp với hệ e π của vòng benzen ⇒ hai momen lưỡng cực cùng chiều. - Sử dụng qui tắc cộng vectơ để thấy được momen lưỡng cực cần xác định chính là OC . - Học sinh phải nắm được các công thức về hệ thức lượng trong tam giác. C A C

µ1

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

µ2

meta ortho Cộng vectơ sử dụng hệ thức lượng trong tam giác ta có : - Đối với đồng phân o-cloanilin : Xét tam giác OAC µo2 = OC2 = OA 2 + AC2 − 2OA.ACcos 600

µ2

para

= 1,532 + 1,62 − 1,53.1,6 = 2, 4529 ⇒ µ o = 1,566D. (Với OA = µ1 ; AC = OB = µ2 ) Vậy : µo = 1,566D. - Đối với đồng phân m-cloanilin : Xét tam giác OAC ta có : µ 2m = OC2 = OA 2 + AC2 − 2OA.ACcos1200

= 1,532 + 1,62 + 1,53.1,6 = 7,3489 ⇒ µ m = 2,71D. - Đối với đồng phân p-điclobenzen : Vì µ1, µ2 là 2 vectơ cùng phương, cùng chiều nhau nên µp = µ1 + µ2 = 1,60 + 1,53 = 3,13D. Ví dụ 5. Xác định (theo đơn vị D) momen lưỡng cực µCl, µ CH và µ NO trong các dẫn xuất thế 2 lần của nhân 3

benzen sau : 1,2-đinitrobenzen (µ = 6,6D) ; 1,3-điclobenzen (µ = 1,5D) và p- nitrotoluen ((µ = 4,4D). Giải

NO2

CH3

Giải Áp dụng qui tắc cộng vectơ và hệ thức lượng trong tam giác ta có Đối với trường hợp 1,2-đinitrobenzen (µ = 6,6D) µ 2 = µ12 + µ 22 − 2µ1 .µ 2 cos θ với µ1 = µ 2

Thay số với

= 6,6D ;

θ =1200 ta có : 6,62 = 3 µ NO2 2 ⇒ µ NO2 = 3,81D.

Đối với trường hợp 1,3-điclobenzen (µ = 1,5D) µ 2 = µ12 + µ 22 − 2µ1 .µ 2 cos θ với µ1 = µ 2

Thay số với µ = 1,5D ; θ =600 ta có : µCl = µ = 1,5D. Đối với trường hợp p- nitrotoluen ((µ = 4,4D) Vì µ1, µ2 là 2 vectơ cùng phương, cùng chiều nhau nên µ = µCH3 + µ NO2

⇒

µCH3 = µ - µ NO2 = 4,4 – 3,81 =

0,59D. TRANG 10

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

BÀI TẬP VẬN DỤNG Câu 1 (Olympic 10-2008). 1. Dựa vào thuyết lai hóa obitan nguyên tử, hãy cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học bền của: CBr4; IF5; XeF4; BrF3; Fe(CO)5; và I3− . 2. So sánh và giải thích ngắn gọn sự khác nhau về trị số của mỗi đại lượng sau Chất NH3 NF3 Momen lưỡng cực (D) 1,46 0,24 Nhiệt độ sôi (0C) -33 -129 Câu 2 (Chuyên Lê Hồng Phong-TPHCM 2008). Nguyên tử của hai nguyên tố X, Y có các đặc điểm: • Tổng số hạt không mang điện của X và Y bằng 7. • Tổng số hạt mang điện dương của X và Y bằng 8. • Số khối của Y gấp 14 lần số khối của X. a) Viết cấu hình electron, gọi tên X, Y. b) Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố X có thể được xếp vào nhóm IA hoặc VIIA. Hãy nêu ba lí do giải thích. c) Dùng thuyết obitan nguyên tử hãy mô tả dạng hình học phân tử hợp chất đơn giản nhất được tạo thành giữa hai nguyên tố X và Y. Câu 3 (BT Hóa học đại cương). Cho biết cấu trúc hình học và so sánh góc liên kết trong các phân tử: PH3; PCl3 và PF3. Câu 4 (BT Hóa học đại cương). Xác định phần trăm đặc tính ion và điện tích mà nguyên tử mang trong các phân tử HCl và HI, biết rằng µ HCl = 1,07D ; µ HI = 0, 44D ; độ dài liên kết ℓ HCl = 0,127 nm ; ℓ HI = 0,161nm .

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

Đáp số: HCl: 18%; HI: 6%; δ lầ lượt là 0,18 và 0,06. Câu 5 (BT Hóa học đại cương). Momen lưỡng cực của nitrobenzen là 4,3D. Coi liên kết C-H đóng góp không đáng kể vào momen lưỡng cực của phân tử; hãy tính momen lưỡng cực của 1,2-đinitrobenzen; 1,3-đinitrobenzen và 1,3,5-trinitrobenzen. Đáp số: µ1,2 = 7,4D; µ1,3 = 4,3D; µ1,3,5 = 0. Câu 6 (Chuyên Lê Quý Đôn-Khánh Hòa 2008). Có 3 hiđrocacbon: C2H6; C2H4; C2H2 và các số liệu: • Góc hóa trị (góc liên kết): 1200; 1800; 1090. 0

• Độ dài liên kết ( A ): 1,05; 1,07; 1,09; 1,20; 1,34; 1,54. • Độ âm điện của nguyên tử C: 2,5; 3,28; 2,75. Hãy điền các giá trị phù hợp với từng hiđrocacbon theo bảng sau: Hiđrocacbon

Kiểu lai hóa

Góc hóa trị

Độ âm điện của nguyên tử C

Độ dài liên kết 0

C-C ( A )

Độ dài liên kết 0

C-H ( A )

CH3-CH3 CH2=CH2 HC≡CH Câu 7 (Chuyên Lê Quý Đôn-Khánh Hòa 2008). Xét hai đồng phân cis- và trans- của điimin N2H2 a) Viết công thức cấu tạo của mỗi đồng phân này. b) Trong mỗi cấu tạo đó nguyên tử N ở dạng lai hóa nào? Trình bày cụ thể. c) Đồng phân nào bền hơn? Giải thích. Câu 8 (Chuyên Lê Quý Đôn-Đà Nẵng 2008). Viết công thức Lewis và cho biết dạng hình học của các phân tử sau: SCl2; OCl2. So sánh góc liên kết của mỗi phân tử, giải thích. Câu 9. Hợp chất X2Y6 có tổng số hạt các loại là 392, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 120 hạt. số khối của Y lớn hơn số khối của X là 8. tổng số hạt trong ion X3+ ít hơn trong Y − là 16. a) Xác định X và Y. b) Ở 7000C, X2Y6 phân li thành XY3. Cho biết kiểu lai hóa của phân tử X, kiểu liên kết trong mỗi phân tử và mô tả cấu trúc hình học của phân tử XY3. Đáp số: a) Al (Z = 13) và Cl (Z = 17). Câu 10. Hãy xác định khoảng cách giữa 2 nguyên tử iot trong 2 đồng phân hình học của phân tử C2H2I2 với giả 0

thiết 2 đồng phân này có cấu tạo phẳng. (Cho độ dài liên kết C – I là 2,10 A và C = C là 1,33 A ; góc liên kết C-CI bằng C-C-H = 1200 ).

TRANG 11

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Dạng trans

Dạng cis 0

Đáp số: Dạng cis: 3,43 A ; dạng trans : 5,00 A . Câu 11. Xét các phân tử POX3 a) Các phân tử POF3 và POCl3 có cấu hình hình học như thế nào? b) Góc liên kết XPX trong phân tử nào lớn hơn? Giải thích? Câu 12 (Chuyên Hùng Vương-Gia Lai 2008). Hãy so sánh có giải thích: a) Góc liên kết HOH trong phân tử H2O và FOF trong phân tử OF2. b) Nhiệt độ nóng chảy và độ hòa tan trong nước của NaCl và RbCl. c) Năng lượng liên kết của F2 và Cl2. d) Năng lượng ion hóa thứ nhất của P (Z = 15) và S (Z = 16). Câu 13 (Chuyên Nguyễn Bỉnh Khiêm-Vĩnh Long 2008). Trong số các phân tử và ion: CH2Br2; F− ; CH2O; Ca 2 + ; AsH3; CH3NH2; (C2H5)2O phân tử và ion nào có thể tạo được liên kết hiđro với nước? Giải thích và mô tả sự hình thành liên kết đó. Câu 14 (Chuyên Phan Ngọc Hiển-Cà Mau 2008). Cho biết trạng thái lai hóa và dạng hình học của các phân tử:

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

BrF3; ICl−4 ; HClO2; NH −2 ; I3− ; IF5O; [ Ag(NH3 ) 2 ] ; Fe(CO)5. Câu 15 (Chuyên Lê Quý Đôn-Long An 2008). Một nguyên tố A tạo được với oxi hai dạng oxit: • Oxit thứ nhất trong đó oxi chiếm 50% về khối lượng. • Oxit thứ hai trong đó oxi chiếm 60% về khối lượng. a) Tìm công thức phân tử hai oxit. b) Cho biết cấu tạo dạng hình học hai oxit; trạng thái lai hóa của nguyên tố A trong hai oxit. Đáp số: A là lưu huỳnh; lai hóa sp2. Câu 16 (Olympic 10 2013). Cho 3 nguyên tố A, B, D (ZA < ZB < ZD). Cho biết: - A, B thuộc cùng một phân nhóm chính và ở hai chu kì kế tiếp nhau trong bảng tuần hoàn. - B, D là 2 nguyên tố kế tiếp nhau trong một chu kì. a) A có 6e ở lớp ngoài cùng, hợp chất khí X của A với hiđro trong đó %H = 11,1% (về khối lượng). Xác định tên của A và B. b) Hợp chất Y có công thức AD2 trong đó lớp electron ngoài cùng của A và D có cấu hình bền như khí hiếm. Cho biết tên nguyên tố D. Viết công thức electron và công thức cấu tạo của Y. c) Z là hợp chất tạo bởi A, B, D có tỉ lệ khối lượng A, B, D là 1 : 1: 2,22. Xác định công thức phân tử của Z biết phân tử khối của Z là 135u. Cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm trong Z và dạng hình học của Z. Đáp số: a) O, S; b) Cl; c) SO2Cl2; lai hóa sp3 (tứ diện). Câu 17 (Chuyên Nguyễn Thị Minh Khai-Sóc Trăng 2013). So sánh (có giải thích) độ lớn góc liên kết ONO trong các phân tử NO2; NO2Cl; NaNO2. Câu 18 (Chuyên Lê Hồng Phong-TPHCM 2011). 1. Cho các phân tử, ion XeF2; XeO2F2; (CN 2 ) 2− ; NFO a) Viết công thức cấu tạo Lewis cho từng phân tử, ion. b) Áp dụng quy tắc đẩy giữa các cặp electron hóa trị, hãy dự đoán cấu trúc hình học của các phân tử, ion đó. Cho biết kiểu lai hóa của nguyên tố trung tâm trong từng phân tử, ion trên. là 104,50; độ 2. Thực nghiệm xác định được momen lưỡng cực của phân tử H2O là 1,85D; góc liên kết HOH

dài liên kết O-H là 0,0957nm. Tính độ ion của liên kết O-H trong phân tử nước (bỏ qua momen tạo ra bởi các cặp electron hóa trị không tham gia liên kết của oxi). Cho biết 1D = 3,33.10−30 C.m ; q e = −1,602.10−19 C ; 1nm = 10−9 m Đáp số: Độ ion hóa = 32,8%. Câu 19 (Chuyên Hùng Vương-Bình Dương 2011). Cho các phân tử: XeF4; XeOF4 a) Viết công thức Lewis cho từng phân tử. b) Áp dụng quy tắc đẩy giữa các cặp electron hóa trị, hãy dự đoán cấu trúc hình học của các phân tử đã cho; xác định kiểu lai hóa của nguyên tố trung tâm. Câu 20 (Chuyên Trần Đại Nghĩa-TPHCM 2014). 1. Vẽ cấu trúc và cho biết dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm trong các phân tử sau: (C6 H5 )IF5− ; (C6H5)2Xe và I(C6 H5 ) +2 .

TRANG 12

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

2. Bằng thực nghiệm người ta đã xác định giá trị momen lưỡng cực của phân tử H2S là 1,09D và của liên kết SH là 2,61.10−30 C.m . Hãy xác định . a) Góc liên kết HSH 0

b) Độ ion của liên kết S-H; biết rằng độ dài liên kết S-H là 1,33A . Cho 1D = 3,33.10−30 C.m và µ của cặp electron không phân chia của S là không đáng kể. = 920 ; b) độ ion 12,3%. Đáp số: a) HSH Câu 21 (Chuyên Lê Hồng Phong-TPHCM 2014). Viết công thức Lewis, cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các phân tử: CO2; Cl2O; H2S và O3. Những phân tử nào có momen lưỡng cực khác không? Câu 22 (Chuyên Hùng Vương-Bình Dương 2014). Bằng phương pháp quang phổ vi sóng người ta xác định phân 0

O = 109,50 . tử SO2 ở trạng thái hơi có µSO2 = 1,6D ; dS−O = 1,432 A ; OS

a) Tính điện tích hiệu dụng của nguyên tử O và nguyên tử S trong phân tử SO2. b) Tính độ ion của liên kết S-O. Đáp số: a) Điện tích hiệu dụng của O là -0,23; của S là +0,46; b) Độ ion hóa = 23%. Câu 23 (THPT Nguyễn Thượng Hiền-TPHCM 2015). 1. Cho hai đồng phân cis và trans của C2H2I2 như sau (độ dài liên kết C=C và C-I lần lượt là 0,133nm và 0,21nm)

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

a) Trong hai chất trên chất nào có nhiệt độ sôi cao hơn? Giải thích. b) Tính khoảng cách giữa hai nguyên tử iot trong mỗi trường hợp. Bỏ qua sự thay đổi góc liên kết do tương tác giữa các cặp electron trong phân tử. Đáp số: a) cis cao hơn do phân tử phân cực; b) dạng cis: 0,343nm; dạng trans: 0,5nm. 2. Hãy cho biết: trong phân tử H2O và FOF trong phân tử OF2 thì góc nào lớn hơn? Giải thích. a) Góc HOH

b) Nguyên nhân gây nên sự khác nhau về khối lượng riêng của nước ở 40C (D = 1g/ml) và 00C (D = 0,99g/ml). Câu 24 (Chuyên Trần Đại Nghĩa-TPHCM 2015). Cho các giá trị thực nghiệm về góc liên kết của một số hợp chất cacbonyl trong bảng dữ liệu sau Phân tử COF2 COFCl COCl2 0 0 Góc liên kết FCF = 107,7 FCCl = 108,8 ClCCl = 111,80 a) Hãy vẽ các công thức cộng hưởng của COFCl. b) Giải thích sự biến thiên góc liên kết trong các phân tử trên. c) So sánh (có giải thích) độ dài liên kết CO mỗi phân tử. Câu 25 (Chuyên Nguyễn tất Thành-Kon Tum 2014). Giá trị momen lưỡng cực của p-nitrobenzyl clorua đo trong dung môi benzen là 3,59D. Hãy xác định góc hợp thành giữa liên kết C-Cl và C-NO2 trong phân tử trên; biết các giá trị µ của nitrobenzen và benzyl clorua lần lượt bằng 3,98D và 1,85D.

Đáp số: 115,650 hay 1150 40' . Câu 26 (Chuyên Lê Khiết-Quảng Ngãi 2014). Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học trong không gian của các ion ClO − ; ClO −2 ; ClO3− ; ClO −4 . Từ đó so sánh độ bền của bốn ion đã cho. Đáp số: Độ bền tăng theo: ClO − ; ClO −2 ; ClO3− ; ClO −4 (do số cặp electron không liên kết giảm dần). Câu 27 (Chuyên Lương Văn Chánh-Phú Yên 2014). Xác định dạng hình học phân tử của các phân tử và ion sau đồng thời cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm: SO 24 − ; TeCl4; BrF3; I3− ; IOF5; SbCl− ; ICl−4 . Câu 28 (Chuyên Nguyễn Du-ĐăkLăk 2011). 1. Dựa trên mô hình VSEPR giải thích dạng hình học của NH3; ClF3; XeF4. 2. Nhôm clorua khi hòa tan vào một số dung môi hoặc khi bay hơi ở nhiệt độ không quá cao thì tồn tại dạng đime (Al2Cl6). Ở nhiệt độ cao (7000C) đime bị phân li thành monome (AlCl3). Viết công thức cấu tạo Lewis của phân tử đime và monome; cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử nhôm trong mỗi trường hợp; mô tả cấu trúc hình học của các phân tử đó.

TRANG 13

TÀI LIỆU ÔN THI OLIMPIC HÓA HỌC 10

Câu 29 (Chuyên Huỳnh Mẫn Đạt-Kiên Giang 2011). Dựa vào mô hình VSEPR cho biết dạng hình học; đồng thời cho biết kiểu lai hóa các AO hóa trị của nguyên tử trung tâm trong các phân tử và ion sau: NH +4 ; BeCl2; [Fe(CN)6 ]4 − ; BrF5. Cho biết có tồn tại phân tử NF5 và AsF5 không? Tại sao? Câu 30 (Chuyên Lê Hồng Phong-TPHCM 2012). Sử dụng mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (VSEPR) dự đoán dạng hình học của các ion và phân tử sau: BeH2; BCl3; NF3; SiF62− ; NO +2 ; I3− ; [Cu(NH3 ) 4 ]2 + ; [Zn(NH 3 ) 4 ]2 + . Câu 31 (Olympic 10-2017). Ở trạng thái rắn ICl3 không bền và tồn tại dạng nhị hợp I2Cl6. a) Viết công thức Lewis của ICl3 và I2Cl6. b) Dùng thuyết lai hóa kết hợp với mô hình về sự đẩy nhau của các cặp electron hóa trị (VSEPR) dự đoán dạng hình học của ICl3 và I2Cl6. Câu 32 (Chuyên Lê Quý Đôn-Ninh Thuận 2010). So sánh và giải thích sự khác nhau của mỗi đại lượng dưới đây Chất Cl2O F2O Độ phân cực phân tử (D) 0,78 0,30 Góc liên kết 1100 1030 Câu 33 (Chuyên Long An 2010). a) Có các phân tử XH3: Hãy cho biết dạng hình học của các phân tử PH3 và AsH3. So sánh góc liên kết giữa hai phân tử trên và giải thích. b) Xét các phân tử POX3: Các phân tử POF3 và POCl3 có dạng hình học như thế nào? Góc liên kết XPX trong phân tử nào lớn hơn? Câu 34 (Chuyên Nguyễn Du-ĐăkLăk 2016). Cho các phân tử: XeF2; XeF4; XeOF4. a) Viết công thức Lewis cho từng phân tử. b) Dự đoán cấu trúc hình học của phân tử đó. c) Cho biết kiểu lai hóa của nguyên tử trung tâm trong mỗi phân tử trên. Câu 35 (Chuyên Trần Hưng Đạo-Bình Thuận 2016). X là nguyên tố thuộc nhóm A, hợp chất với hiđro có dạng XH3. Electron cuối cùng trên nguyên tử X có tổng 4 số lượng tử bằng 4,5. a) Xác định nguyên tố X, viết cấu hình electron nguyên tử. b) Ở điều kiện thường XH3 là một chất khí. Viết công thức cấu tạo, dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm trong phân tử XH3, oxit bậc cao nhất, hiđroxit bậc cao nhất của X. Đáp số: a) Ga (Z = 31) hoặc N (Z = 7); b) sp3; sp2 và sp2. Câu 36 (THPT Pleiku-Gia Lai 2016). Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được một cách gần đúng góc liên trong phân tử fomanđehit bằng 1200. Giá trị momen lưỡng cực của các liên kết lần lượt là µ kết HCH = 0, 4D ;

D ẠY da K yk ÈM em Q qu UY yn N ho H nb ƠN us O in F es F s@ ICI gm AL ai ST l.c &G om T

C− H

µC =O = 2,3D . Từ các dữ kiện trên hãy xác định giá trị momen lưỡng cực (D) của phân tử fomanđehit. Cho biết: χO > χC > χ H . Đáp số: µ HCHO = 2,7D . Câu 37 (Chuyên Lê Quý Đôn-Khánh Hòa 2016). Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của nguyên tố X, Y, Z có electron cuối cùng ứng với bộ 4 số lượng tử: X: n = 2; ℓ = 1; m ℓ = 1 ; ms = +1/2 Y: n = 2; ℓ = 1; m ℓ = -1; ms = -1/2 Z: n = 3; ℓ = 1; m ℓ = -1; ms = -1/2 a) Xác định X, Y, Z (quy ước số lượng tử từ nhận giá trị từ thấp đến cao). b) Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các phân tử, ion sau: XY2; ZY2; ZY42 − . c) Giải thích các dữ kiện thực nghiệm sau: • XY2 có thể đime hóa thành X2Y4 trong khi ZY2 không có khả năng này. • Các liên kết giữa nguyên tử Z và Y trong ion ZY42 − có độ dài lớn hơn độ dài liên kết Z=Y và nhỏ hơn độ dài liên kết Z-Y trong phân tử axit tương ứng. Câu 38 (THPT Chu Văn An-ĐăkLăk 2016). So sánh (có giải thích) độ lớn góc liên kết của các phân tử: a) CH4; NH3; H2O b) H2O; H2S. Câu 39 (THPT Thực hành cao nguyên-ĐăkLăk 2015). Cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm và dạng hình học của các phân tử, ion sau: CS2; SO3; BeF42 − ; AsCl5; IF7; BF4− . Câu 40 (THPT Phan Châu Trinh-Đà Nẵng 2011). Cho ba công thức phân tử dạng AB3: BF3; NF3; IF3. Hãy gán : 900; 1070; 1200 phù hợp cho ba phân tử. Giải thích. số liệu góc liên kết BAB

TRANG 14