Trình bày sự tạo thành liên kết hóa học trong các phân tử C2H2,C2H4, NH3

Giải Chuyên đề Hóa học 10 Bài 1: Liên kết hóa học

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời giải Bài 3 trang 12 Chuyên đề Hóa học 10 trong Bài 1: Liên kết hóa học sách Chân trời sáng tạo. Với lời giải hay và chi tiết hy vọng sẽ giúp các học sinh dễ dàng nắm được cách làm bài tập trong Chuyên đề Hóa 10.

Bài 3 trang 12 Chuyên đề Hóa học 10: Trình bày sự tạo thành liên kết hóa học trong các phân tử sau dựa vào sự lai hóa của các nguyên tử trung tâm:

a) C₂H₂ b) C₂H₄ c) NH₃

Lời giải:

a) Công thức Lewis của C₂H₂ là:

Cấu hình electron của nguyên tử C là: 1s²2s²2p²

1 AO 2s tổ hợp với 1 AO 2p, tạo 2 AO lai hóa sp

Mỗi nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp. Mỗi nguyên tử C dùng 1 AO lai hóa sp để xen phủ với nhau tạo ra liên kết σ_C-C. Mỗi nguyên tử C dùng AO lai hóa sp còn lại để xen phủ với AO 1s của một nguyên tử H tạo ra liên kết σ_C-H. Mỗi nguyên tử C còn lại 2 AO 2p song song từng đôi một. Chúng xen phủ bên với nhau tạo ra 2 liên kết π_C-C. Như vậy trong phân tử C₂H₂ có 3 liên kết σ và 2 liên kết π.

b) Công thức Lewis của C₂H₄ là:

Cấu hình electron của nguyên tử C là: 1s²2s²2p²

1 AO 2s tổ hợp với 2 AO 2p tạo 3 AO lai hóa sp².

Trong phân tử C₂H₄ mỗi nguyên tử C có sự lai hóa sp². Mỗi nguyên tử C dùng 1 AO lai hóa để xen phủ với nhau tạo ra liên kết σ_C-C. Mỗi nguyên tử C dùng AO lai hóa còn lại để xen phủ với AO 1s của một nguyên tử H tạo ra liên kết σ_C-H. Mỗi nguyên tử C còn 1 AO p không tham gia lai hóa sẽ xen phủ bên với nhau tạo liên kết π_C-C. Như vậy trong phân tử C₂H₄ có 5 liên kết σ và 1 liên kết π.

c) Công thức Lewis của NH₃ là:

⇒ Công thức VSEPR của NH₃ là: AX₃E₁

Từ công thức VSEPR dự đoán được trạng thái lai hóa của nguyên tử N trong phân tử NH₃ là sp³.

Cấu hình electron của N là: 1s²2s²2p³

1 AO 2s tổ hợp với 3 AO 2p tạo 4 AO lai hóa sp³

Ba AO lai hóa sp³ (chứa electron độc thân) của nguyên tử N xen phủ với AO 1s của 3 nguyên tử H, tạo va liên kết σ, hướng về ba đỉnh của hình tứ diện. Nguyên tử N còn 1 AO lai hóa sp³ chứa một cặp electron chưa liên kết nằm hướng về đỉnh còn lại của tứ diện. Tuy nhiên cặp electron chưa liên kết này đẩy mạnh hơn nên làm góc liên kết giảm, nên nhỏ hơn 109,5^o