1 1.5. 1.5. Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử Định nghĩa: Năng l ợng liên kết của một liên kết hóa học là năng l ợng cần thiết để phá vỡ liên kết đó thành các nguyên tử ở thể khí 1.5.1. Các đặc tr ng của liên kết hóa học 1.5.1. Các đặc tr ng của liên kết hóa học 1) Năng l ợng liên kết (Độ bền liên kết) 1) Năng l ợng liên kết (Độ bền liên kết) 2  N¨ng l îng liªn kÕt bao giê còng d ¬ng ?  N¨ng l îng liªn kÕt cµng lín th× liªn kÕt cµng bÒn ?  VÝ dô: Liªn kÕt E lk (kJ/mol) §é bÒn §K ph©n ly N≡N 945 RÊt bÒn NhiÖt ®é cao O=O 498 BÒn NhiÖt ®é Cl-Cl 243 KÐm bÒn ¸nh s¸ng O-O 213 KÐm bÒn §iÒu kiÖn th êng N¨ng l îng liªn kÕt (E lk hay ∆H) 3 2) Độ dài liên kết Độ dài liên kết kí hiệu là d, có đơn vị là Độ dài liên kết kí hiệu là d, có đơn vị là , c xỏc nh , c xỏc nh bng pp ph vi súng, pp nhiu x electron. bng pp ph vi súng, pp nhiu x electron. Định nghĩa: Độ dài của một liên kết trong phân tử là khoảng cách giữa hai hạt nhân nguyên tử tạo ra liên kết đó khi phân tử ở trạng tháI năng l ợng thấp nhất. d Ví dụ: Ví dụ: Liên kết d () Liên kết d () Liên kết d () CH 1,09 C C C=C CC 1,54 1,34 1,20 O O O=O 1,48 1,21 HH 0,74 4 3) Góc liên kết 3) Góc liên kết Định nghĩa: Định nghĩa: Góc liên kết là góc tạo bởi hai nửa đ ờng Góc liên kết là góc tạo bởi hai nửa đ ờng thẳng xuất phát từ một hạt nhân nguyên tử đi qua hai thẳng xuất phát từ một hạt nhân nguyên tử đi qua hai hạt nhân của hai nguyên tử liên kết với nguyên tử hạt nhân của hai nguyên tử liên kết với nguyên tử đó. đó. H H 2 2 S S CH CH 4 4 5 4) Phân loại liên kết hoá học theo độ âm điện Dựa vào sự chênh lệch độ âm điện giữa hai nguyên tử tham gia liên kết, có thể phân biệt 2 loại liên kết cơ bản sau: a) Liên kết ion: Đ ợc hình thành do các nguyên tử xu h ớng nh ờng đi hoặc thu thêm electron để có lớp vỏ electron của khí trơ, bền. Liên kết đ ợc tạo bởi các ion kim loại và các anion của phi kim. Thực chất nó là lực hút tĩnh điện của các ion. Điều kiện t ơng đối để tạo thành liên kết ion là hiệu độ âm điện của chúng >1,77; điều này có đ ợc giữa kim loại với phi kim 6 VÝ dô: Na + 1/2 Cl VÝ dô: Na + 1/2 Cl 2 2 = NaCl = NaCl Na Cl Cl Na Cl Cl – – Na Na + + 7 b) Liên kết cộng hóa trị: Trong phân tử đ ợc hình thành từ các phi kim, liên kết đ ợc tạo bởi các cặp e dùng chung, nhờ đó mà mỗi nguyên tử đều có cấu hình e bền vững của khí trơ. Liên kết đó ng ời ta gọi là liên kết cộng hóa trị. Ví dụ: H 2 , Cl 2 , H 2 O, NH 3 là các hợp chất có liên kết cộng hóa trị Có hai loại liên kết CHT: liên kết CHT phân cực (0 0,4) và liên kết CHT không phân cực (0,4< <1,77) Ví dụ: H 2 , Cl 2 (không phân cực); H 2 O, NH 3 (phân cực) 8 1.5.3. Thuyết liên kết cộng hóa trị (Valence Bond Theory) Ngay sau khi có CHLT (1926), năm 1927 Heiler và London đã vận dụng CHLT vào giải bài toán phân tử H 2, th nh công này tạo cơ sở cho việc xây dựng thuyết VB. Fritz Wolfgang London (1900-1954) Walter Heinrich Heiler (1904-1981) 9 1) Bµi to¸n ph©n tö H 2 cña Heiler vµ London a) M« h×nh cña hÖ H 2 a b e 1 e 2 r b 2 r b 1 r 12 r a 2 r a 1 R b) Ph ¬ng tr×nh Schrödinger ( ) 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 12 ˆ ˆ 2 a b a b H E e e e e e e H m R r r r r r ψ ψ = = − ∇ + ∇ + + − − − − h 10 c) Kết quả giải ph ơng trình Schrửdinger cho hệ H 2 : Thu đ ợc đồng thời hai kết quả: hàm sóng và năng l ợng Sự phụ thuộc năng l ợng e trong phân tử H 2 vào khoảng cách hạt nhân