liên kết cộng hóa trị là liên kết hóa học cơ bản phổ biến. Đây là một trong những kiến ​​thức quan trọng trong chương trình Hóa học THPT. Vậy liên kết này là gì? Bài viết dưới đây x-lair.com sẽ giúp các bạn có thêm thông tin chi tiết về khái niệm, phân loại tính chất và một số bài tập thực hành trong SGK Hóa học 10.

Bạn đang xem: Liên kết cộng hóa trị có cực là liên kết

Lịch sử nghiên cứu về liên kết cộng hóa trị

Trước khi tìm hiểu chi tiết liên kết cộng hóa trị là gì, chúng ta cùng nhau tìm hiểu lịch sử nghiên cứu, các mốc thời gian quan trọng về liên kết này nhé!

1919: Irving Langmuir đã đặt tên cho liên kết này vào năm 1919 với mục đích mô tả các cặp electron dùng chung của các nguyên tử lân cận. Mặc dù vậy, ý tưởng về liên kết cộng hóa trị có thể đã được vạch ra từ trước.

1916: Gilbert N. Lewis đã mô tả sự dùng chung cặp electron giữa các nguyên tử. Ông đề xuất rằng: Một nguyên tử tạo đủ liên kết cộng hóa trị để lấp đầy lớp vỏ bên ngoài. Ông đã giới thiệu ký hiệu Lewis, chấm electron và cấu trúc chấm Lewis, trong đó các electron hóa trị được biểu diễn dưới dạng các chấm xung quanh các ký hiệu nguyên tử. Cặp electron nằm giữa các nguyên tử biểu thị liên kết cộng hóa trị, nhiều cặp electron biểu thị nhiều liên kết. Ngoài ra, có một cách để biểu diễn liên kết đôi và ba ở dạng đường thẳng.

1927: Walter Heitler và Fritz London được ghi nhận là những người đầu tiên giải thích thành công một liên kết hóa học (cụ thể là một phân tử hydro) bằng cơ học lượng tử.

1939: Thuật ngữ “liên kết cộng hóa trị” lần đầu tiên được sử dụng.

Liên kết cộng hóa trị là gì?

liên kết cộng hóa trị Là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung. (Viết tắt: LKCHT)

Nói cách khác, liên kết này được hiểu là liên kết giữa hai nguyên tử hoặc ion mà trong đó các cặp electron sẽ dùng chung.

Mỗi cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử được gọi là cặp liên kết, ngược lại nếu không dùng chung thì được gọi là cặp đơn độc. Với nhiều phân tử, việc chia sẻ các electron làm cho mỗi nguyên tử đạt được cấu hình electron ổn định.

Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống hệt nhau – Sự hình thành các đơn nguyên

Trong phần này, chúng ta xem xét các liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau thông qua sự hình thành hydro (H2) và nitơ (N2).

Sự hình thành phân tử hydro (H2)

Nguyên tử H (Z = 1) có cấu hình electron ls1. Trong đó, 2 nguyên tử H liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử H góp 1 electron tạo thành cặp electron chung. Như vậy, trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H có 2 electron giống cấu hình electron bền của khí hiếm heli là:

Mỗi dấu chấm bên cạnh ký hiệu nguyên tố đại diện cho một e bên ngoài.

Công thức điện tử:H: HỌ

công thức cấu tạo: Hộ. Giữa 2 nguyên tử H có cặp electron liên kết biểu thị bằng dấu gạch ngang (-).

Nó là liên kết đơn.

Sự hình thành phân tử nitơ (N2)

Nguyên tử N (Z = 7) có cấu hình electron là: 1s22s22p với 5 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.

Trong phân tử nitơ N, mỗi nguyên tử phải dùng chung 3 electron để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất là Ne.

Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp electron. Liên kết được thể hiện bằng ba dấu gạch ngang (=), đây là liên kết ba.

Công thức điện tử: : N (6 chấm) N :

công thức cấu tạo: N (3 gạch) NỮ

Liên kết này mạnh đến mức khí nitơ không hoạt động về mặt hóa học ở nhiệt độ phòng.

Kết luận:

Từ sự hình thành phân tử nitơ và hiđro ở trên, ta có kết luận sau về liên kết cộng hóa trị:

Liên kết hình thành trong phân tử hiđro và nitơ là liên kết cộng hóa trị.

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng cách dùng chung một hoặc nhiều cặp electron.

Mỗi cặp electron dùng chung tạo thành một liên kết cộng hóa trị.

Phân tử H2 và N gồm hai nguyên tử của cùng một nguyên tố có độ âm điện bằng nhau nên các cặp electron dùng chung không bị hút về phía nguyên tử nào. Do đó, nó là một liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau – Sự hình thành liên kết

Chúng ta hãy tìm hiểu về sự hình thành hợp chất – liên kết giữa các nguyên tử khác nhau thông qua sự hình thành hydro clorua (HCl) và carbon dioxide (CO2).

Sự hình thành phân tử hydro clorua (HCl)

Trong phân tử hiđro clorua, mỗi nguyên tử H và C góp 1 electron tạo thành cặp electron dùng chung.

Độ âm điện của clo là 3,16 lớn hơn độ âm điện của hiđro là 2,20 => Cặp electron liên kết lệch về phía clo, đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

Kết luận:

Liên kết cộng hóa trị có cực: Là liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron dùng chung bị bẻ cong về phía nguyên tử.

Trong công thức electron của phân tử có cực, cặp electron dùng chung được chuyển sang ký hiệu của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Ví dụ: H :CI

Sự hình thành phân tử khí cacbonic (CO2) (có cấu tạo mạch thẳng):

Cấu hình electron của C (Z = 6) là 1s22s22p2 với 4 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.

Cấu hình electron của O(Z=8) là 1s22s22p4 với 6 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.

Trong phân tử CO2, nguyên tử C nằm chính giữa hai nguyên tử O. Nguyên tử C dùng chung với mỗi nguyên tử O 2 e, mỗi nguyên tử O dùng chung với nguyên tử C 2 e tạo 2 liên kết đôi.

Từ sự tạo thành CO2 ta có nhận xét sau:

Theo công thức electron, mỗi nguyên tử C hoặc O có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng, đạt được cấu hình khí hiếm ổn định.

Độ âm điện của oxi là 3,44 lớn hơn độ âm điện của C là 2,55 => Cặp electron dùng chung bị lệch về phía oxi.

Liên kết giữa oxi và cacbon là có cực nhưng CO2 có cấu tạo mạch thẳng nên 2 liên kết đôi có cực (C=0) triệt tiêu lẫn nhau. Kết quả: CO2 là phân tử không phân cực.

Có bao nhiêu loại liên kết cộng hóa trị?

Như chúng ta đã biết, liên kết cộng hóa trị là liên kết hóa học được hình thành bằng cách dùng chung một hoặc nhiều cặp electron giữa các nguyên tử. Vậy có bao nhiêu loại liên kết cộng hóa trị? Cùng x-lair.com khám phá sự phân loại liên kết cộng hóa trị trong phần này.

Liên kết hóa trị cực

Liên kết cộng hóa trị có cực được hình thành khi các electron dùng chung giữa các nguyên tử không được chia đều.

Điều kiện xuất hiện: Một mặt của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn mặt còn lại (sẽ có lực hút mạnh hơn). Do đó, sự phân bố của các electron không đồng đều.

đặc trưng: Phân tử nghiêng về phía chứa nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn, còn phía hơi âm chứa nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Kết quả: Hợp chất cộng hóa trị được tạo thành sẽ có thế năng tĩnh điện.

Liên kết cộng hóa trị không cực

Liên kết cộng hóa trị không phân cực được tạo ra khi các nguyên tử chia sẻ các electron bằng nhau.

Điều kiện xuất hiện: Cả hai nguyên tử đều có lực điện từ giống nhau hoặc giống nhau. Đặc biệt, giá trị cường độ điện tử của chúng càng gần nhau thì lực hút càng mạnh. Điều tương tự cũng xảy ra trong các phân tử khí (tảo cát).

Liên kết đơn phân tử

Liên kết đơn phân tử xảy ra khi hai phân tử đều có chung một cặp electron. So với liên kết đôi và ba, liên kết đơn yếu hơn và kém đậm đặc hơn, nhưng chúng là liên kết ổn định nhất. Điều này là do khả năng phản ứng của liên kết thấp, có nghĩa là sự mất e sẽ ít bị ảnh hưởng hơn.

Liên kết đôi phân tử

Liên kết đôi trong phân tử là tên gọi của hiện tượng: Hai nguyên tử dùng chung hai cặp electron với nhau. Liên kết này được thể hiện bằng hai dấu gạch ngang giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử. Liên kết này mạnh hơn liên kết đơn, nhưng kém ổn định hơn.

Liên kết ba

Liên kết ba kém bền nhất trong các liên kết cộng hóa trị. Liên kết này xảy ra khi ba cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử.

Tính chất của chất có liên kết cộng hóa trị

Các chất có liên kết cộng hóa trị có các tính chất nổi bật sau:

hiện có: Chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trị có thể là chất rắn (đường, sắt, lưu huỳnh,…), chất lỏng (rượu, nước,…) hoặc chất khí (clo, cacbonic, hiđro,…). Các chất này thường có điểm nóng chảy và sôi tương đối thấp, đồng thời có entanpy hóa hơi và nhiệt hạch thấp hơn.

Trong các chất phân cực: Ví dụ: đường, rượu etylic, v.v. tan trong dung môi phân cực như nước.

Trong các chất không phân cực: Ví dụ như các ion, lưu huỳnh… tan trong các dung môi không phân cực như cacbon tetraclorua, benzen,.. Các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không phân cực thì không thể dẫn điện trong mọi điều kiện.

Mối quan hệ giữa liên kết cộng hóa trị không cực, liên kết cộng hóa trị có cực và liên kết ion

Vậy mối quan hệ giữa liên kết cộng hóa trị có cực, liên kết cộng hóa trị không cực và liên kết ion là gì?

Trong phân tử, nếu hai nguyên tử dùng chung một cặp electron thì sẽ tồn tại liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Trong phân tử, nếu cặp electron dùng chung bị lệch về một phía của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

Trong một phân tử, nếu cặp electron dùng chung được định vị hoàn toàn cho một nguyên tử, chúng ta sẽ có liên kết ion.

Xem thêm: Main Course là gì – Ý nghĩa của Main Course trong tiếng Việt

Do đó liên kết ion được coi là trường hợp đặc biệt của liên kết cộng hóa trị.

Hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

Hiệu độ âm điện được dùng để đánh giá loại liên kết trong phân tử hợp chất. Cụ thể, sự phân loại tương đối liên kết hóa học theo thang độ âm điện của Pau – Linh như sau: