So sánh góc và độ dài liên kết năm 2024
|
CHUYÊN ĐỀ 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC – C Ấ U TRÚC HÌNH H Ọ C C Ủ A PHÂN TỬ
1. Một số kiểu lai hóa * Lai hóa sp Một AO ns lai hóa với một AO np, tạo thành hai AO lai hóa sp giống hệt nhau nằm thẳng hàng với nhau, tạo thành góc giữa hai AO lai hóa 180 0 . Hình 3.1. Lai hóa sp * Lai hóa sp 2 Một AO ns lai hóa với hai AO np, tạo thành ba AO lai hóa sp 2 giống hệt nhau. Ba AO này hướng tới ba đỉnh của tam giác đều, tạo thành góc giữa các AO lai hóa 120 0 . Hình 3.2. Lai hóa sp 2 * Lai hóa sp 3 Một AO ns lai hóa với ba AO np, tạo thành bốn AO lai hóa sp 3 giống hệt nhau. Bốn AO này hướng tới bốn đỉnh của hình bốn mặt đều, tạo thành góc giữa các AO lai hóa 109 0 28’. Hình 3.3. Lai hóa sp 3 * Lai hóa sp 3 d Một AO ns lai hóa với ba AO np và một AO nd, tạo thành năm AO lai hóa sp 3 d giống hệt nhau. Năm AO này hướng tới năm đỉnh của hình chóp đôi tam giác, tạo thành những góc α = 120 0 và góc β \= 90 0 . Hình 3.4. Lai hóa sp 3 d * Lai hóa sp 3 d 2 Một AO ns lai hóa với ba AO np và hai AO nd, tạo thành sáu AO lai hóa sp 3 d 2 giống hệt nhau. Sáu AO này hướng tới sáu đỉnh của hình tám mặt đều, tạo thành góc giữa các AO lai hóa 90 0 . Hình 3.5. Lai hóa sp 3 d 2 2 . Mô hình đẩy giữa các cặp electron hóa trị (thuyết Gillespie) Mô hình đẩy giữa các cặp electron hóa trị (VSEPR) do Gillespie đề xuất để dự đoán cấu trúc phân tử dựa vào sự suy luận như sau Các cặp electron liên liên kết và không liên kết (có khi là electron độc thân) ở lớp ngoài phân bố xung quanh nguyên tử sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất. Công thức VSEPR của phân tử được viết AX m E n , trong đó m là số nguyên tử X liên kết với nguyên tử trung tâm A, n là số cặp electron và electron độc thân không liên kết ở lớp ngoài của A. Tổng số m + n cho phép ta suy đoán cấu trúc phân tử và từ đó có thể biết được kiểu lai hóa các AO của nguyên tử trung tâm A. Hình 3.6 . Biểu diễn không gian cấu trúc phân tử AX m E n theo thuyết Gillespie 2. Các hệ quả cấu trúc theo thuyết Gillespie - Cặp electron không liên kết chịu tác động của một hạt nhân A nên chiếm khoảng không gian lớn hơn, do đó tác dụng đẩy mạnh hơn so với cặp electrong đã liên kết. Từ đó tác dụng đẩy của các cặp electron khác nhau giảm theo thứ tự: KLK – KLK > KLK – LK > LK – LK (KLK – cặp electron không liên kế t, LK – cặp electron liên kết) Thí dụ: Xét cấu trúc 3 phân tử: CH 4 ; NH 3 và H 2 O (m + n = 4). Góc liên kết giảm theo thứ tự: HCH (109,47 0 ) > HNH (107,3 0 ) > HOH (104,5 0 ) - Cặp electron đẩy mạnh hơn electron độc thân. Ví dụ NO 2 và 2 NO (đều có m + n = 3). Góc liên kết giảm: ONO(NO 2 ) > ONO ( 2 NO ). - Nguyên tử X có độ âm điện lớn (trừ với hợp chất chứa H) sẽ hút các electron liên kết về phía mình, làm giảm tác dụng đẩy của các electron này nên góc liên kết hẹp bớt. Ví dụ: SbI 3 ; SbBr 3 ; SbCl 3 (m + n = 4). Góc liên kết giảm theo thứ tự: IsbI (99 0 ) > BrSBBr (98,2 0 ) > ClSbCl (97,1 0 ). |
