Giải Chuyên đề Hóa học 10 Chân trời sáng tạo trang 12

---

Haylamdo biên soạn và sưu tầm lời Giải Chuyên đề Hóa học 10 trang 12 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 Chuyên đề Hóa 10.

Chuyên đề Hóa học 10 trang 12 Chân trời sáng tạo

Luyện tập trang 12 Chuyên đề Hóa học 10: Biết nguyên tử oxygen trong phân tử H₂O ở trạng thái lai hóa sp³. Trình bày sự hình thành liên kết hóa học trong phân tử H₂O

Lời giải:

Cấu hình electron của O (Z = 8) là 1s²2s²2p⁴

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

2 AO lai hóa sp³ chứa electron độc thân của nguyên tử O xen phủ với 2 AO s của nguyên tử H tạo thành 2 liên kết σ.

Bài 1 trang 12 Chuyên đề Hóa học 10: Viết công thức Lewis của các phân tử sau:

a) HCN

b) SO₃

Lời giải:

a) Viết công thức Lewis của HCN

Bước 1: C có 4 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị, N có 5 electron hóa trị.

⇒ Tổng số electron hóa trị là: 4 + 1 + 5 = 10 electron.

Bước 2: Sơ đồ khung biểu diễn liên kết của phân tử HCN

Bước 3: Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là: 10 – 2 × 2 = 6 electron

Hoàn thiện octet cho nguyên tử có độ âm điện lớn hơn trong sơ đồ:

Sử dụng 6 electron này để tạo octet cho N trước

Bước 4: Đã sử dụng hết 6 electron để tạo octet cho N. Tuy nhiên C chưa đủ octet nên ta chuyển 2 cặp electron của nguyên tử N tạo thành cặp electron dùng chung giữa C và N. Nguyên tử H đã đủ octet

Vậy công thức Lewis của HCN là:

b) Viết công thức Lewis của SO₃

Bước 1: S có 6 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị. Trong phân tử SO₃, có 1 nguyên tử S và 3 nguyên tử O

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

Bước 2: Sơ đồ khung biểu diễn liên kết của phân tử SO₃

S có độ âm điện nhỏ hơn nên S là nguyên tử trung tâm.

Bước 3: Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là: 24 – 2 × 3 = 18 electron

Hoàn thiện octet cho nguyên tử có độ âm điện lớn hơn trong sơ đồ:

Sử dụng 18 electron này để tạo octet cho O trước (vì O có độ âm điện cao hơn)

Bước 4: Đã sử dụng hết 18 electron để tạo octet cho O. Tuy nhiên S chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử O tạo thành cặp electron dùng chung.

Vậy công thức Lewis của SO₃ là:

Bài 2 trang 12 Chuyên đề Hóa học 10: Viết công thức VSEPR và dự đoán hình học của các phân tử sau:

a) HCN b) SO₃ c) PH₃

Lời giải:

a) Công thức Lewis của HCN là:

⇒ Công thức VSEPR của HCN là AX₂

⇒ HCN có dạng đường thẳng

b) Từ công thức Lewis của SO₃

⇒ Công thức VSEPR của SO₃ là: AX₃

⇒ SO₃ có dạng tam giác phẳng.

c) Công thức Lewis của PH₃ là

⇒ Công thức VSEPR của PH₃ là: AX₃E₁

⇒ Để giảm tối đa lực đẩy giữa 4 cặp electron hóa trị (gồm 3 cặp electron chung và 1 cặp electron riêng), 4 cặp electron này phải chiếm 4 khu vực điện tích âm sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất. Tuy nhiên cặp electron riêng đẩy mạnh hơn làm góc liên kết giảm, nên nhỏ hơn 109,5^o

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

Bài 4 trang 12 Chuyên đề Hóa học 10: Dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm trong các phân tử sau:

a) PCl₃ b) CS₂ c) SO₂

Lời giải:

Lưu ý: Có thể dự đoán nhanh trạng thái lai hóa của nguyên tử A (nguyên tố s, p) trong một phân tử bất kì như sau:

- Xác định số nguyên tử liên kết trực tiếp với A.

- Xác định số cặp electron hóa trị riêng của A.

- Nếu tổng hai giá trị là 2; 3 hoặc 4 thì trạng thái lai hóa của A lần lượt là sp; sp² hoặc sp³

a) Trong phân tử PCl₃

- Số nguyên tử liên kết với P là 3.

- Số cặp electron hóa trị riêng của P là 1

- Tổng hai giá trị là 4 ⇒ Trạng thái lai hóa của C là sp³.

b) Trong phân tử CS₂

- Số nguyên tử liên kết với C là 2.

- Số cặp electron hóa trị riêng của C là 0

- Tổng hai giá trị là 2 ⇒ Trạng thái lai hóa của C là sp.

c) Trong phân tử SO₂

- Số nguyên tử liên kết với S là 2.

- Số cặp electron hóa trị riêng của S là 1

- Tổng hai giá trị là 3 ⇒ Trạng thái lai hóa của S là sp².