Câu 5: Cho các phân tử sau: CH 4, NH 3, BF 3 , NCl 3 , CO 2 , H 2 O, CCl 4 . Phân tử nào phân cực, phân tử nào không phân cực? Vì sao? Câu 6: Hãy vẽ vectơ momen lưỡng cực của liên kết trong các phân tử sau: HF, H 2 O, NH 3 , SO 2 , CH 4 , BF 3 . Câu 7: Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr 3 , SiHBr 3 , CH(CH 3 ) 3 đều có cấu tạo tứ diện. Có ba trị số góc liên kết tại tâm là 110 o ; 111 o ; 112 o (không kể tới H khi xét các góc này). Độ âm điện của H là 2,20; CH 3 là 2,27; C sp3 là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,50. Dựa vào mô hình sự đẩy giữa các cặp e hóa trị (VSEPR) và độ âm điện, hãy cho biết trị số góc của mỗi hợp chất và giải thích. Câu 8: Có thể xác định cấu trúc hình học của các phân tử hay ion nhiều nguyên tử dựa vào việc khảo sát số cặp electron tạo liên kết σ và số cặp electron chưa liên kết ở lớp vỏ hoá trị của nguyên tử trung tâm của phân tử hay ion. 1 . Nếu quanh nguyên tử A của phân tử AX 2 hay ion AX 2 có số cặp electron bao gồm các cặp electron tạo liên kết σ và các cặp electron chưa liên kết là 2 hoặc 3, 4, 5, 6 thì ở trường hợp nào phân tử hay ion có cấu trúc thẳng, trường hợp nào không? vì sao? (1) 2 . Tuỳ thuộc vào số cặp electron mà phân tử có thể có một vài hình dạng khác nhau, hãy minh hoạ bằng hình vẽ. 3 . Trong số các kết luận rút ra ở (1), trường hợp nào có tồn tại các chất có hình dạng đ úng nh ư dự đoán. Cho thí dụ. 4 . Có thể giải thích cấu trúc hình học của phân tử dựa vào thuyết liên kết hoá trị. Hãy cho biết trạng thái lai hoá tương ứng với mỗi trường hợp ở (1). H ướng đẫn giải 1 . n \= 2 n \= 3 n \= 4 n \= 5 n \= 6 X – A – X - n AX X AXX Các cặp electron tự do có thể tích lớn nên ở chỗ rộng – vị trí xích đạo. Các cặp liên kết ở vị trí trục. Phân tử hay ion thẳng. AXX AXX Các cặp electron đẩy nhau và rời xa nhau đến mức tối đ a (180 0 ), cấu trúc thẳng. Không thẳng vìcặpelectron tự do đẩy các cặp liên kết. Không thẳng vìcặpelectron tự do đẩy các cặp liên kết. Trong tr ường hợp này 4 cặp electron ch ưa liên kết đều ở vị tr í xích đạo. Phân tử hay ion thẳng. Cấu trúc thẳng xuất hiện ứng với 2, 5 hay 6 cặp electron . 2 . Khi có 5 hay 6 cặp electron thì có thể có một vài dạng phân tử: 3 . Tr ường hợp: n \= 2: BeCl 2 n \= 5: I 3 - , ICl 2 - , XeF 2 4 . Số cặp electron 2 3 4 5 6 Lai hoá sp sp 2 sp 3 sp 3 d (dsp 3 ) d 2 sp 3 Câu 9: Xét đồng phân cis- và trans- của điimin N 2 H 2 : * Hãy viết công thức cấu tạo của mỗi đồng phân này. * Trong mỗi cấu tạo đó, nguyên tử N ở dạng lai hoá nào? Hãy trình bày cụ thể. * Đồng phân nào bền hơn? Hãy giải thích. H ướng đẫn giải * Hai đồng phân hình học của điimin là: NNHHNNHH. . . . . . . . Cis- §iimin Trans- §iimin * Cả hai đồng phân đó đều phẳng, mỗi nguyên tử nitơ đều tham gia 3 liên kết (2 liên kết xich ma (ú), 1 liên kết pi (ð)) và đều còn 1 đôi electron riêng. Vậy ta giả thiết mỗi nguyên tử nitơ đó đều có lai hoá sp 2 . ở trạng thái cơ bản, nguyên tử nitơ N (Z =7) có cầu hình electron N 1s 2 2s 2 2p 3 ; khi liên kết, nguyên tử nitơ N đã ở vào trạng thái lai hoá sp 2 . lai ho¸1s 2 3 AO - sp 2 AO - p nguyªn chÊt1s 2 2s 2 2p 3 Như vậy trong nguyên tử N có 3 obitan lai hoá sp 2 và 1 obitan p nguyên chất. 2 trong 3 obitan lai hoá sp 2 đó cùng với1 obitan p nguyên chất đều có 1 e độc thân. Obitan lai hoá sp 2 còn lại có 1 đôi e riêng. 2 obitan lai hoá sp 2 đều có 1 e độc thân của 1 nguyên tử N xen phủ với 1 obitan loại đó của nguyên tử N bên cạnh và 1 obitan 1s của 1 nguyên tử H tạo 2 liên kết xich ma (ú). 2 obitan p nguyên chất đều có 1 e độc thân của 2 nguyên tử N xen phủ nhau tạo1 liên kết pi (ð) giữa chúng. * Cấu tạo trans- bền hơn cấu tạo cis-. Trong cấu tạo trans- cả 2 mây electron của 2 liên kết xich ma (ú) N- H cũng như cả 2 mây electron của 2 đôi e riêng của 2 N đều được phân bố về 2 phía của trục liên kết xich ma (ú) giữa 2 nguyên tử N. Do đó lực đẩy giữa các cặp mây electron đó trong cấu tạo trans- yếu hơn lực đẩy này trong cấu tạo cis- . Như vậy cấu tạo trans- tồn tại ở trạng thái năng lượng thấp hơn cấu tạo cis-. Vì t hế cấu tạo trans- bền hơn cấu tạo cis-. Hình1 dưới đây minh hoạ nội dung trên. AXXAXXXX A AXXAXX N N H H N N HH Cis- §iiminC¸c m©y e gÇn nhau®Èy nhau m¹nh Trans- §iiminC¸c m©y e xa nhau®Èy nhau yÕu Câu 10: Thực nghiệm cho biết BF 3 có hình tam giác đều, tâm là B. Áp dụng thuyết lai hoá đối với B, hãy giải thích các kết quả đó. H ướng đẫn giải Cấu hình electron của các tử tạo ra phân tử BF 3 : B (Z = 5)1s 2 2s 2 2p 1 F (Z = 9)1s 2 2s 2 2p 5 * Biểu diễn hình dạng của phân tử BF 3 : 120 o Vậy ta giả thiết trong phân tử BF 3 nguyên tử trung tâm B có lai hoá sp 2 với sự phân bố electron như sau: lai ho¸1s 2 3 AO - sp 2 AO-p nguyªn chÊt1s 2 2s 2 2p 3 (a 2 ) 3 đỉnh của 3 obitan lai hoá sp 2 hướng về 3 phía của một mặt phẳng tạo thành 3 đỉnh của một tam giác đều có tâm là B. Trong mỗi obitan lai hoá sp 2 này có 1 electron độc thân. Theo (b) ở trên, nguyên tử F có1 electron độc thân trong1obitan p nguyên chất. Sự xen phủ trục giữa 1 obitan p nguyên chất này với1obitan lai hoá sp 2 của B tạo thành liên kết xich ma (ú) giữa 2 nguyên tử. Vậy 1 trong phân tử BF 3 có 3 liên kết xich ma (ú) với 3 vùng xen phủ . 3 hạt nhân của 3 nguyên tử F là 3 đỉnh của tam giác đều có tâm là B như thực nghiệm đã chỉ ra. 3 trục của 3 liên kết đó cắt nhau từng đôi |
