Giải chuyên đề học tập Hoá học 10 KNTT bài 1: Liên kết hóa học

I. CÔNG THỨC CỦA LEWIS

Câu hỏi 1. Công thức Lewis của CS₂ là

Câu hỏi 2. Trình bày các bước để viết công thức Lewis của phân tử NH3.

Câu hỏi 3. Viết các công thức Lewis cho mỗi phân tử sau:

a) Cl₂; N₂.                     

b) SO₂; SO₃.

c) H₂O; H₂S; HOCl.

Câu hỏi 4. Công thức Lewis biểu diễn cấu tạo của NO₂ là:

Câu hỏi 1. Đáp án: B

Viết cấu hình electron xác định được C có 4e hoá trị, S có 6e hoá trị

Bước 1: Tổng số electron hóa trị = 1.4 + 2.6 = 16 electron.

Bước 2:Trong phân tử CS₂, nguyên tử C cần 4 electron để đạt octet, nguyên tử S cần 2 electron hóa trị để đạt octet.

Vì vậy, C là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử S được xếp quanh: S – C – S.

Bước 3: Mỗi nguyên tử S cần 6 electron hóa trị để đạt octet: 

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại = 16 – 2.2 – 2.6 = 0

Số electron hóa trị của nguyên tử C là 4 nên đạt octet mỗi nguyên tử S dùng 1 cặp electron hóa trị để tạo liên kết với nguyên tử C.

Công thức Lewis của CS₂ là

Câu hỏi 2.

Bước 1: Tổng số electron hóa trị = 1.5 + 3.1 = 8 electron

Bước 2: Trong phân tử NH₃, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron hóa trị để đạt octet.

Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh

Bước 3: Nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 8 – 2.3 = 2

⇒ Chuyển 2 electron còn lại vào nguyên tử N để đạt octet, thu được công thức Lewis của phân tử NH₃.

Câu hỏi 3. 

a) Công thức Lewis của Cl2 là:

Bước 1: Số electron hóa trị là 2.7 = 14 electron

Bước 2: Trong phân tử Cl₂, mỗi nguyên tử Cl cần 1 electron để đạt octet.

Cl – Cl

Bước 3: Mỗi nguyên tử Cl cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 14 – 6.2 – 2.1 = 0

Cả hai nguyên tử Cl đều đạt octet nên công thức Lewis của Cl2 là: 

Công thức Lewis của N2 là:

Bước 1: Số electron hóa trị là 5.2 = 10 electron

Bước 2: Trong phân tử N₂, mỗi nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet.

N – N

Bước 3: Mỗi nguyên tử N cần 6 electron hóa trị để đạt octet: 

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 10 – 6.2 – 2.1 = - 4

- Số electron hóa trị của nguyên tử N là 5, nên để đạt octet mỗi nguyên tử N sẽ góp chung 3 electron hóa trị để tạo liên kết với nhau.

Công thức Lewis của phân tử N₂ là:

: N ≡ N :

b) 

Công thức Lewis của SO2 là:

Bước 1: Số electron hóa trị là 1.6 + 2.6 = 18 electron.

Bước 2: Trong phân tử SO₂, nguyên tử S cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, S là nguyên tử trung tâm, còn nguyên tử O được xếp xung quanh: O – S – O.

Bước 3: Hoàn thiện octet cho nguyên tử O: 

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại: 18 – 2.2 – 2.6 = 2

Sử dụng 2 electron này để tạo octet cho S.

Nguyên tử S có 4 electron hóa trị nên 1 nguyên tử O sẽ dùng 1 cặp electron để tạo liên kết với S và nguyên tử S còn 1 đôi electron chưa tham gia liên kết.

Công thức Lewis của SO₂ là: 

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 = 1.6 + 3.6 = 24 electron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau: 

Bước 3: Mỗi nguyên tử O cần 6 electron để đạt octet.

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 24 – 2.3 – 6.3 = 0

Tuy nhiên S chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử O tạo thành cặp electron dùng chung.

chung.

c) 

Công thức Lewis của H₂O là:

Bước 1: Tổng số electron hóa trị là 1.2 + 1.6 = 8

Bước 2: Trong phân tử H₂O, nguyên tử O cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, O là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh. H – O – H.

Bước 3: Nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là: 8 – 2.2 = 4

Nguyên tử O có 4 electron hóa trị nên sẽ chuyển 4 electron còn lại cho O để nguyên tử O đạt octet.

Công thức Lewis của H₂O là: 

Công thức Lewis của H₂S là:

Bước 1: Tổng số electron hóa trị của phân tử = 1.2 + 1.6 = 8 electron

Bước 2: Trong phân tử H₂S, nguyên tử S cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron để đạt octet. Vì vậy, nguyên tử S là nguyên tử trung tâm, còn 2 nguyên tử H được xếp xung quanh: H – S – H

Bước 3: 2 nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại = 8 – 2.2 = 4

Nguyên tử S có 4 electron hóa trị nên để đạt octet thì chuyển 4 electron còn lại cho nguyên tử S.

Công thức Lewis của H₂S là:  

Công thức Lewis của HOCl là:

Bước 1. Tổng số electron hóa trị của phân tử = 1.1 + 1.6 + 1.7 = 14 electron.

Bước 2. Trong phân tử HOCl, nguyên tử Cl cần 1 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron để đạt octet. Vì vậy, O là nguyên tử trung tâm, nguyên tử H và Cl được xếp xung quang: H – O – Cl

Bước 3. Nguyên tử H đã đạt octet, nguyên tử Cl cần 7 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại: 14 – 2.2 – 1.6 = 4

Số electron hóa trị của O là 4, nên chuyển 4 electron còn lại vào nguyên tử O.

Công thức Lewis của HOCl là 

Câu hỏi 4. Đáp án: C

Bước 1: Tổng số electron hóa trị trong phân tử = 1.5 + 2.6 = 17 electron

Bước 2: Trong phân tử NO₂, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, nguyên tử O cần 2 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử O được xếp xung quanh: O – N – O

Bước 3: Mỗi nguyên tử O cần 6 electron hóa trị để đạt octet:

Bước 4: Số electron hóa trị còn lại là 17 – 6.2 – 2.2 = 1

Mà nguyên tử N chưa đạt octet nên 1 nguyên tử O sẽ dùng 1 cặp electron hóa trị để tạo liên kết với nguyên tử N và trên nguyên tử N vẫn còn 1 electron chưa tham gia liên kết.

Công thức Lewis của NO₂ là: 

II. CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA MỘT SỐ PHÂN TỬ

Câu hỏi 5. Công thức của PCl3 theo mô hình VSEPR là

A. AX₃.         B. AXE₂.           C. AX₃E.          D. AX₂E.

Câu hỏi 6. Viết công thức của một số phân tử sau theo mô hình VSEPR: CCl₄, H₂S, CO₂, SO₃ và PH₃. Nêu số cặp electron hóa trị liên kết và chưa liên kết trong mỗi phân tử.

Câu hỏi 7. Viết công thức theo mô hình VSEPR và cho biết dạng hình học của phân tử OF₂. Phân tử này có phân cực không?

Câu hỏi 8: Dạng hình học của ion NH₄⁺  là

A. tứ diện đều.             B. tháp tam giác.   

C. tam giác phẳng.     D. đường thẳng.

Câu hỏi 9. Dự đoán dạng hình học của một số phân tử sau: CO₂, CS₂, BF₃, SCl₂.

Câu hỏi 5. Đáp án: C

Công thức Lewis của PCl₃ là:

Theo mô hình VSEPR, công thức phân tử của PCl₃ có dạng AX₃E vì:

+ Có 3 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm P.

+ Có nguyên tử P (nguyên tử trung tâm) có 1 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.

Câu hỏi 6. 

Công thức Lewis của CCl₄ là:

Phân tử CCl₄: có 4 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm C và nguyên tử C (nguyên tử trung tâm) không còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₄.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 4.

Công thức Lewis của H₂S là: 

Phân tử H₂S: có 2 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm S và nguyên tử S còn 2 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₂E₂.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 2.

Công thức Lewis của CO2 là:  

Phân tử CO₂: có 2 nguyên tử O liên kết với nguyên tử trung tâm C và nguyên tử C không còn cặp electron hóa trị chưa liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₂.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 4.

Công thức Lewis của SO₃ là:

Phân tử SO₃: có 3 nguyên tử O liên kết với nguyên tử trung tâm S và nguyên tử S không còn cặp electron hóa trị chưa liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₃.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 6.

Công thức Lewis của PH₃ là:

Phân tử PH₃: có 3 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm P và nguyên tử P còn 1 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₃E.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 3.

Câu hỏi 7. Công thức Lewis của OF₂ là: 

- Trong phân tử OF₂ có 2 nguyên tử F liên kết với nguyên tử trung tâm O và xung quanh nguyên tử trung tâm O có 2 cặp electron chưa liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₂E₂.

- Do cặp electron chưa tham gia liên kết chiếm khoảng không gian lớn hơn so với cặp electron liên kết, tương tác đẩy giữa cặp electron chưa liên kết lớn hơn tương tác đẩy giữa cặp electron liên kết, nên góc liên kết FOF thực tế bằng 104,5^o, nhỏ hơn góc hóa trị theo lí thuyết (109,5^o)

⇒ Phân tử có dạng góc.

⇒ Phân tử OF₂ phân cực do phân tử dạng góc và liên kết O – F phân cực.

Câu hỏi 8. Đáp án: A

Ion NH₄⁺   gồm có 4 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm N bằng 4 cặp electron liên kết (theo mô hình VSEPR có dạng AX₄), chiếm bốn khu vực tích điện âm đẩy nhau để góc hóa trị lớn nhất là 109,5^o. Bốn cặp electron được phân bố hướng về 4 đỉnh của tứ diện, phân tử có cấu trúc tứ diện, tâm tứ diện là nguyên tử trung tâm N.

Câu hỏi 9. 

Công thức Lewis của CO₂

⇒ Phân tử CO₂ theo mô hình VSEPR có dạng AX₂ nên phân tử có cấu trúc thẳng.

- Công thức Lewis của CS₂ là

Phân tử CS₂ theo mô hình VSEPR có dạng AX₂ nên phân tử có cấu trúc thẳng.

Công thức Lewis của BF₃ là

Phân tử BF₃ theo mô hình VSEPR có dạng AX₃ nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng.

Công thức Lewis của SCl₂ là:

Phân tử SCl₂ theo mô hình VSEPR có dạng AX₂E₂ nên phân tử có dạng góc.

III. SỰ LAI HOÁ ORBITAL NGUYÊN TỬ

Câu hỏi 10. Các nguyên tử carbon (1), (2), (3) trong hình bên ở những trạng thái lai hóa nào?

 Câu hỏi 11. Mô tả sự tạo thành các phân tử sau theo khái niệm lai hóa orbital.

a) Phân tử BeH₂.     b) Phân tử SO₂.       c) Phân tử NH₃.

Câu hỏi 12. Cho các phân tử NCl₃, SO₃, CO₂.

a) Nguyên tử trung tâm trong các phân tử trên ở trạng thái lai hóa nào?

b) Phân tử nào không phân cực, phân tử nào phân cực? Vì sao?