Chuyên đề 1. CƠ SỞ HÓA HỌC
BÀI 1. LIÊN KẾT HÓA HỌC

Chuyên đề 1. CƠ SỞ HÓA HỌC
BÀI 1. LIÊN KẾT HÓA HỌC
MỤC TIÊU
1. Viết được công thức Lewis, sử dụng được mô hình
VSEPR để dự đoán dạng hình học của một số phân tử đơn
giản.
2. Trình bày được khái niệm về sự lai hóa AO (sp, sp2, sp3),
vận dụng giải thích liên kết trong một số phân tử.

Dưới đây là hình dạng của phân tử CO2 và H2O trong thực tế. Hãy so sánh hình dạng của
chúng.

Phân tử CO2

Phân tử H2O

Cả 2 phân tử đều có dạng AX2, tuy nhiên CO2 có dạng đường thẳng, trong khi H2O lại có
dạng gấp khúc (dạng góc)

Cl
O
HH
O
ClCl
HCl Cl

CÔNG THỨC LEWIS
NHIỆM VỤ 1
1.1. Quan sát bảng sau, nhận xét mối liên hệ giữa công thức electron và công thức
Lewis.
Công thức
electron
Công thức Lewis

H O H

H Cl

Cl Cl

H

H

Cl

O

H

Cl

Cl

=> Thay cặp electron dùng chung trong CTE thành gạch nối → CT Lewis

Các bước viết công thức lewis:
Bước 1: Tính tổng số electron hóa
trị trong phân tử/ion.
Bước 2: Xác định nguyên tử trung tâm và
vẽ sơ đồ khung liên kết.
Bước 3: Tính số electron hóa trị chưa tham
gia liên kết. Hoàn thiện octet cho các nguyên
tử có độ âm điện lớn.
Bước 4: Kiểm tra nguyên tử trung tâm đã
đạt quy tắc octet chưa, nếu chưa chuyển cặp
electron chưa liên kết trên nguyên tử xung
quanh thành electron liên kết, sao cho thỏa
quy tắc octet.

VD phân tử CS2
B1: Tổng số e hóa trị = 4 +6.2 = 16
B2: Nguyên tử trung tâm là C
Khung liên kết: S-C-S
B3: Số e hóa trị chưa liên kết = 16-2.2=12
Hoàn thiện Octet cho nguyên tử xung quanh:
S-C-S
B4: Số e hóa trị còn lại của
nguyên tử trung tâm là 12-6.2=0
Nguyên tử C mới có 4 e liên kết (chưa đạt octet)
nên cần chuyển 4 e chưa liên kết của 2 O cho C
CT Lewis
C
S

S

Dựa vào cái bước hướng dẫn trên mỗi nhóm thảo luận và viết công
thức Lewis của phân thử CO2 và PCl3 ?

Viết công thức Lewis của phân tử CO2
Bước 1: Tổng số electron hóa trị = 4 + 6x2 = 16.
Bước 2: Nguyên tử trung tâm:__C__; Sơ đồ khung liên kết:
O

C

O

Bước 3: Số electron hóa trị chưa liên kết 16 – 2x2 = 12.
Hoàn thiện octet:
O

C

O

Bước 4: Kiểm tra nguyên tử trung tâm: 12 – 6x2 = 0; C có 4 electron hóa trị, chưa đạt octet
O

C

O

Viết công thức Lewis của phân tử PCl3
Bước 1: Tổng số electron hóa trị = 5 + 7x3 = 26
Bước 2: Nguyên tử trung tâm:__P___; Sơ đồ khung liên kết:

Viết công thức Lewis của phân tử PCl3
Bước 1: Tổng số electron hóa trị = 5 + 7x3 = 26
Bước 2: Nguyên tử trung tâm:__P___; Sơ đồ khung liên kết:
Cl

P

Cl

Cl

Bước 3: Số electron hóa trị chưa liên kết = 26 – 3x2 = 20
Hoàn thiện octet:
Cl

P

Cl

Cl

Bước 4: Kiểm tra nguyên tử trung tâm: còn 2 electron hóa trị dư, điền vào nguyên tử P →
Thảo quy tắc octet.
Cl

P
Cl

Cl

BÀI TẬP ÁP DỤNG
Viết công thức Lewis cho mỗi phân tử sau:
a) Cl2
b) N2
c) NH3
d) H2O
e) CS2
f) HOCl
g) SO2
h) SO3

CẤU TRÚC HÌNH HỌC CỦA MỘT SỐ PHÂN TỬ
1. Mô hình VSEPR (mô hình lực đẩy giữa các cặp electron hóa trị

NHIỆM VỤ 2
3.1. Mô hình VSEPR (VALENCE SHELL ELECTRON PAIR REPULSION – lực đẩy các cặp
electron hóa trị)
Nhiệm vụ 1: Các cặp electron hóa trị của nguyên tử trung tâm phân bố như
sao cho
lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất.
thế nào?
Theophân
mô hình
mộtthức
phânVSEPR:
tử bất kìAX
có ncông
Nhiệm vụ 2: một
tử bấtVSEPR,
kì có công
Em thức VSEPR là gì?
Trong đó:
A: nguyên tử trung tâm.
X: nguyên tử xung quanh (phối tử).
n: số nguyên tử X đã liên kết với A
E: cặp electron không liên kết của A.
m: số cặp electron không liên kết của A.
Hãy viết
công
thức của
VSEPR
phân
tử NH
CH4.thức
BiếtVSEPR
rằng phân
NH3tửvàCH4: AX4E0
Nhiệm vụ 3: Công
thức
VSEPR
phâncủa
tử NH
: AX
E vàCông
củatửphân
3
3 13
CH4 có công thức Lewis như sau:
Nhiệm vụ 4: Viết công thức Lewis của nước, phân tử nước có bao nhiêu cặp electron chung và
bao nhiêu cặp electron riêng? Từ đó viết công thức VSEPR của phân tử nước.
 
 

Công thức Lewis

Số cặp electron chung

Số cặp electron riêng

Công thức VSEPR

 
2 

 
2 

AX 2E2 

3.2. Hình dạng của một số phân tử và ion.
Dựa vào sách chuyên đề, trang 8 và 9, hãy hoàn thành bảng sau:
Công thức AXnEm

Dạng hình học

Góc liên kết

Ví dụ

AX2

 

 

AX3

 

 

AX4

 

 

 

AX2E1

 

 

 

AX3E1

 

 

 

AX2E2

 

 

 

Công thức AXnEm
AX2
AX3

Dạng hình học
Đường thẳng
Tam giác phẳng

Góc liên kết

Ví dụ

180

BeCl2, BeH2, CO2

120

BF3, SO3

Tứ diện
AX4
AX2E1
AX3E1

AX2E2

Hình chữ V (gấp khúc)
Chóp tam giác

Hình chữ V (gấp khúc) (nt)

109,5

CH4

< 120

SO2

< 109,5

NH3

< 109,5

H2O

BÀI TẬP ÁP DỤNG
HOÀN THÀNH VÀO BẢNG SAU

Công thức
phân tử

CH4
NF3
BF3
BeF2
SO3
PH3
HCN

Công thức
Lewis

Số cặp electron Số cặp electron
chung
riêng

Công thức
VSEPR

Dạng hình học

2.4. Sự lai hóa orbital nguyên tử
4.1. Sự lai hóa Orbital nguyên tử.
Nhiệm vụ 1: Thế nào là orbital lai hóa ?
=> các orbital có mức năng lượng gần bằng nhau, tổ với hợp nhau tạo thành orbital
mới, là những orbital lai hóa
Nhiệm vụ 2: Nếu tổng số orbital tham gia lai hóa là 3 sẽ tạo ra bao nhiêu AO lai hóa?
=> số AO ban đầu = số AO lai hóa; kết quả là 3.

2.4. Sự lai hóa orbital nguyên tử
4.2. Một số trạng thái lai hóa cơ bản.
Hoàn thành vào bảng sau

Lai hóa
hóa
Lai

Các AO tham
gia tổ hợp

Các AO lai
hóa thu được

Góc liên
kết

Còn được gọi
là lai hóa

sp

AO ns, 1 AO np

2 AO sp

180o

Đường thẳng

AO ns, 2 AO np

3AO sp2

120o

Tam giác

AO ns, 3 AO np

4 AO sp3

109,5o

Tứ diện

sp2
sp

3

2.4. Sự lai hóa orbital nguyên tử
4.2. Một số trạng thái lai hóa cơ bản.
Lai
hóa
sp?
Lai
hóa
1 AO ns + 1 AO np → 2 AO sp

? Hãy cho biết các hình
vẽ sau mô tả sự hình
thành các AO lai hóa
nào?

2
Lai
hóa
sp
Lai hóa ?

1 AO ns + 2 AO np → 3 AO sp2

Lai hóa sp3
Lai hóa ?
1 AO ns + 3 AO np → 4 AO sp3

Các bước giải thích liên kết trong phân tử dựa trên sự lai hóa của nguyên tử
trung tâm.
Bước 1: Viết công thức Lewis của phân tử cần giải thích.
Bước 2: Xác định số nguyên tử liên kết trực tiếp với A, số cặp electron hóa trị riêng của A.
Nếu tổng là 2; 3 hoặc 4 thì trạng thái lai hóa của A lần lượt là sp; sp 2 hoặc sp3.
(Nếu đã xác định được hình dạng phân tử, suy luận trực tiếp dạng lai hóa của nguyên tử trung
tâm; bỏ qua bước 1 và 2).
Bước 3: Viết cấu hình electron của nguyên tử trung tâm, trình bày sự lai hóa của các AO trên
nguyên tử trung tâm.
Bước 4: Mô tả sự xen phủ giữa các AO để tạo thành liên kết (xen phủ trục tạo liên kết sigma
và xen phủ bên tạo liên kết pi).

Dựa trên bước 1 và 2 (đã hướng dẫn ở trên), hãy dự đoán trạng thái lai hóa
của nguyên tử C, N, B và Be trong các phân tử sau:

Phân tử

Công thức Lewis

Công thức
VSEPR

Tổng n + m

Trạng thái lai
hóa

CH4

 

 

 

 

NF3

 

 

 

 

BF3

 

 

 

 

BeF2

 

 

 

 

Phân
tử

Công thức Lewis

Công thức
VSEPR

Tổng n + m

Trạng thái
lai hóa

AX4E0

4

sp3

AX3E1

4

sp3

AX3E0

3

sp2

AX2E0

2

sp

H

CH4

H C

H

H

NF3

BF3
BeF2

F

N

F

F
F

B

F

F
F

Be

F

BÀI TẬP ÁP DỤNG
1) Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử beryllium chloride (BeF2).
Hướng dẫn giải:
– Cấu hình electron của Be là 1s22s2.
– Mô tả sự lai hóa AO nguyên tử trung tâm:
AO 2s tổ hợp với 1 AO 2p tạo ra 2 AO lai hóa sp và còn 2 AO p không lai hóa

– Mô tả sự xen phủ các AO: 2 AO lai hóa sp của nguyên tử Be xen phủ với 2 AO p của
2 nguyên tử F → 2 liên kết σ hướng về hai phía của một đường thẳng.
Góc liên kết: 180o.
Sự hình thành phân tử BeF2

BÀI TẬP ÁP DỤNG
2) Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử beryllium chloride (BF3).
Hướng dẫn giải:
– Cấu hình electron của B là 1s22s22p1.
– Mô tả sự lai hóa AO nguyên tử trung tâm:
AO 2s tổ hợp với 2 AO 2p tạo 3 AO lai hóa sp2, còn 1 AO p không lai hóa.

– Mô tả sự xen phủ các AO: 3 AO lai hóa sp của nguyên tử B xen phủ với
3 AO p của 3 nguyên tử F → 3 liên kết σ hướng về ba đỉnh của một tam
giác. Góc liên kết: 120o.
Sự hình thành phân tử BF3

BÀI TẬP ÁP DỤNG
3) Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử methane (CH4).
Hướng dẫn giải:
– Cấu hình electron của C là 1s22s22p2.
– Mô tả sự lai hóa AO nguyên tử C:
AO 2s tổ hợp với 3 AO 2p tạo 4 AO lai hóa sp3.

– Mô tả sự xen phủ các AO: 4 AO lai hóa sp3 của nguyên
tử C xen phủ với 4 AO s của 4 nguyên tử H → 4 liên kết
σ hướng về bốn đỉnh của một tứ diện đều.
Góc liên kết: 109,5o.
Sự hình thành phân tử CH4

BÀI TẬP ÁP DỤNG
4) Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử NF3.
Hướng dẫn giải:
– Cấu hình electron của N là 1s22s22p3.
– Mô tả sự lai hóa AO nguyên tử trung tâm:
AO 2s tổ hợp với 3 AO 2p tạo 4 AO lai hóa sp3.

– Mô tả sự xen phủ các AO: 3 AO lai hóa sp3 của nguyên tử N xen phủ với 3
AO p của 3 nguyên tử F → 3 liên kết σ hướng về ba đỉnh của một tứ diện
đều. Đỉnh còn lại là AO sp3 chứa gặp electron riêng của N.
Góc liên kết: < 109,5o.

Sự hình thành phân tử NF3

BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 1
Viết công thức Lewis của các phân tử/ion sau:
CO2

NH3

 
BF3
PH3
PCl3
HOCl

 
CH4

 
 
 

SO2
SO3
CS2

  
H2S 

 

NCl3
 
 
 

CF4
HCN

NO2

 
 
 

CCl4

 

 
NH4+ 

OF2

 
NF3

 
SO32–

 
SO42–

 

 

BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 2
Viết công thức VSEPR và dự đoán hình học của các phân tử
sau:
Phân tử

Công thức Lewis

CO2
SO3
PCl3
PH3
H2 S
CCl4
NH4+
CS2
BF3
SCl2
OF2

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Công thức
VSEPR
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Dạng hình học
phân tử
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 3: Dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm trong các phân tử sau:

Phân tử

Công thức Lewis

Trạng thái lai hóa
của nguyên tử trung
tâm

NCl3

 

 

 

SO3

 

 

 

CO2

 

 

 

OF2

 

 

 

Phân cực hay
không phân cực?

BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 4:
Các nguyên tử carbon (1), (2) và (3) trong hình sau lần lượt ở những trạng thái lai hóa nào?

O
H3C
1

C
2

C
3

N

BÀI TẬP CỦNG CỐ
Bài tập 5: Trình bày sự tạo thành liên kết hóa học trong các phân tử sau dựa vào sự lai hóa của các nguyên tử
trung tâm:
a) BeH2.
b) SO2.
c) NH3.