Hóa Trị Trong Các Liên Kết Hóa Trị

Liên kết cộng hóa trị trong các phân tử là một khái niệm quan trọng trong lĩnh vực hoá học. Điều này được mô tả là một quá trình liên kết hình thành giữa các nguyên tử bằng cách chia sẻ một hoặc nhiều cặp electron.

Liên kết cộng hóa trị là gì?

Liên kết cộng hóa trị được định nghĩa là liên kết hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hoặc nhiều cặp electron được chia sẻ. Nói cách khác, liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai nguyên tử hoặc ion trong đó các cặp electron được chia sẻ với nhau. Các cặp electron chia sẻ giữa hai nguyên tử chính là cặp liên kết, trong khi các cặp electron không được chia sẻ gọi là cặp đơn độc. Việc chia sẻ electron giữa các nguyên tử làm cho cấu hình electron của mỗi nguyên tử đạt được sự ổn định.

Sự Hình Thành Liên Kết Cộng Hóa Trị Trong Phân Tử Đơn Chất

1. Sự Hình Thành Phân Tử Hydro (H2)

Nguyên tử Hydro (H) có cấu hình electron là 1s1. Mỗi nguyên tử H sẽ chia sẻ một electron để tạo nên một cặp electron chung giữa hai nguyên tử H. Vì vậy, trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H chứa 2 electron nhờ cặp electron chung, tạo thành cấu hình electron tương tự với khí hiếm Helium:

• Công thức electron: H : H
• Công thức cấu tạo: H-H. Cặp electron liên kết giữa hai nguyên tử H được biểu thị bằng một gạch (-).
• Liên kết của phân tử H2 là liên kết đơn.

2. Sự Hình Thành Phân Tử Nitơ (N2)

Nguyên tử Nitơ (N) có cấu hình electron là: 1s2 2s2 2p3 → chứa 5 electron ở lớp ngoài cùng. Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử Nitơ chia sẻ 3 electron để đạt cấu hình electron giống với khí hiếm gần nhất, Neon.

• Công thức electron: :N (6 dấu chấm) N :
• Công thức cấu tạo: N (3 dấu gạch) N
• Liên kết N2 được biểu thị bằng 3 gạch (-), được gọi là liên kết ba.

Liên kết N2 rất bền, làm cho phân tử Nitơ ít hoạt động hóa học khi ở điều kiện nhiệt độ thường.

Sự Hình Thành Liên Kết Cộng Hóa Trị Trong Phân Tử Hợp Chất

3. Sự Hình Thành Phân Tử Hidro Clorua (HCl)

Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử H và Cl chia sẻ một electron để tạo thành một cặp electron chung. Do độ âm điện của H là 2,20 nhỏ hơn độ âm điện của Cl là 3,16, cặp electron liên kết sẽ bị lệch về phía độ âm điện lớn hơn (Cl), điều này được gọi là liên kết cộng hóa trị phân cực.

4. Sự Hình Thành Phân Tử Carbon Dioxide (CO2)

Trong phân tử CO2, nguyên tử Carbon (C) chia sẻ 2 electron với mỗi nguyên tử Oxy (O), trong đó mỗi nguyên tử Oxy cũng chia sẻ lại 2 electron với nguyên tử Carbon. Như vậy, phân tử CO2 có 2 liên kết đôi giữa nguyên tử Carbon và nguyên tử Oxy.

• Công thức electron: 1s^2 2s^2 2p^2
• Nhận xét: Mỗi nguyên tử C và O đều chứa 8 electron ở lớp ngoài cùng, đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm. Độ âm điện của C (2,55) nhỏ hơn của O (3,44), vì vậy cặp electron chung sẽ lệch về phía O. Tuy nhiên, phân tử CO2 có cấu trúc thẳng nên 2 liên kết đôi sẽ phân cực triệt tiêu nhau, dẫn đến việc CO2 không có tính chất phân cực.

Các Loại Liên Kết Cộng Hóa Trị

1. Liên Kết Cộng Hóa Trị Có Cực

• Liên kết cộng hóa trị có cực xảy ra khi các electron chia sẻ giữa các nguyên tử không đều. Điều này xảy ra khi một trong các nguyên tử có độ âm điện cao hơn nguyên tử còn lại, gây ra sự lệch trong chia sẻ electron.
• Kết quả là phân tử nghiêng về phía nguyên tử có độ âm điện thấp hơn, trong khi phía có độ âm điện cao hơn có tính chất phân cực.
• Ví dụ: H2O là ví dụ về liên kết cộng hóa trị có cực.

2. Liên Kết Cộng Hóa Trị Không Cực

• Liên kết cộng hóa trị không cực xảy ra khi các nguyên tử chia sẻ electron đều nhau.
• Điều kiện để có liên kết không cực là các nguyên tử có độ âm điện tương tự hoặc cùng điện từ. Điều này thường xảy ra trong các phân tử khí.
• Ví dụ: Liên kết giữa hai nguyên tử O trong phân tử O2 là ví dụ về liên kết cộng hóa trị không cực.

3. Liên Kết Đơn Phân Cực

• Liên kết đơn phân cực xảy ra khi hai nguyên tử chỉ chia sẻ duy nhất một cặp electron.
• Liên kết đơn yếu hơn liên kết đôi hoặc liên kết ba, nhưng ít phân cực hơn và ổn định hơn.
• Liên kết đơn thường không bị ảnh hưởng nhiều khi mất electron.

4. Liên Kết Đôi Phân Cực

• Liên kết đôi phân cực xảy ra khi hai nguyên tử chia sẻ hai cặp electron.
• Liên kết đôi mạnh hơn liên kết đơn, nhưng kém ổn định hơn.
• Ví dụ: Liên kết giữa hai nguyên tử O trong phân tử O2 là ví dụ về liên kết đôi phân cực.

5. Liên Kết Ba Phân Cực

• Liên kết ba phân cực là loại liên kết cộng hóa trị kém ổn định nhất.
• Liên kết ba xảy ra khi có ba cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử.
• Ví dụ: Liên kết ba giữa hai nguyên tử N trong phân tử N2 là ví dụ về liên kết ba phân cực.

Tính Chất Của Các Chất Có Liên Kết Cộng Hóa Trị

• Các chất có liên kết cộng hóa trị có thể tồn tại dưới dạng chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí. Thông thường, các chất này có điểm nóng chảy và sôi thấp, và enthalpi hóa hơi cùng với nhiệt hóa học thấp hơn.
• Những chất có tính phân cực, như ancol etylic và đường, thường tan nhiều trong các dung môi có tính phân cực như nước.
• Những chất không phân cực, như lưu huỳnh và các ion, thường tan trong các dung môi không có tính phân cực như cacbon tetraclorua và benzen. Các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.

Phân Biệt Liên Kết Cộng Hóa Trị Và Liên Kết Ion

Dưới đây là bảng giúp phân biệt liên kết cộng hóa trị và liên kết ion:

Hiệu Độ Âm Điện Và Liên Kết Hóa Học

Hiệu độ âm điện được sử dụng để đánh giá các loại liên kết trong các hợp chất. Thang độ âm điện của Pauling phân loại các liên kết hóa học như sau:

Hiệu độ âm điện giúp dự đoán loại liên kết trong phân tử.

Đăng ký ngay khóa học DUO để được lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp sớm nhất!

Bài Tập Thực Hành Kiến Thức Liên Kết Cộng Hóa Trị

Bài tập SGK Cơ Bản và Nâng Cao

Câu 1: Liên kết ion, liên kết cộng hóa trị không cực, và liên kết cộng hóa trị có cực là gì? Hãy đưa ra ví dụ minh hoạ.

Câu 2: A, B, C là những nguyên tố có số điện tử hạt nhân lần lượt là 9, 19 và 8.
a) Viết cấu hình electron của từng nguyên tử.
b) Dự đoán liên kết hóa học có thể hình thành giữa các cặp A và B, B và C, A và C.

Câu 3: Hãy cho biết các loại liên kết có thể có trong các chất dưới đây dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử: Al2S3, CaS, CaCl2, AlCl3?

Câu 4: Giải thích quá trình hình thành cặp electron liên kết giữa 2 nguyên tử Nitơ trong phân tử N2, và giữa nguyên tử Chlơ và nguyên tử Hidro trong phân tử HCl.

Câu 5: Nêu quá trình hình thành liên kết cộng hóa trị thông qua xen phủ của các orbital trong phân tử HCl.

Bài Tập Trắc Nghiệm Liên Kết Cộng Hóa Trị

Câu 1: Hai nguyên tử liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị khi:
A. 2 ion có điện tích trái dấu tiến gần vào nhau.
B. Mỗi nguyên tử góp chung electron để tạo nên một hoặc nhiều cặp electron chung.
C. 2 nguyên tử có độ âm điện khác nhau rất lớn tiến gần vào nhau.
D. 2 ion với điện tích trái dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện.

Câu 2: Loại liên kết nào tồn tại trong phân tử N2?
A. Liên kết ion.
B. Liên kết cộng hóa trị không cực.
C. Liên kết cho – nhận.
D. Liên kết cộng hóa trị có cực.

Câu 3: Liên kết cộng hóa trị tồn tại do:
A. Các đám mây electron.
B. Các electron hoá trị.
C. Các cặp electron chung.
D. Lực hút tĩnh điện yếu giữa các nguyên tử.

Câu 4: Cho 2 nguyên tố: A (Với Z= 8), B (Với Z = 6). Hợp chất của A và B có dạng là BA2, trong hợp chất này có loại liên kết là?
A. Liên kết cộng hóa trị.
B. Liên kết ion.
C. Liên kết H2.
D. Liên kết giữa các kim loại.

Câu 5: Cặp nguyên tử nào sau đây tạo thành hợp chất có liên kết cộng hóa trị?
A. K và Cl.
B. O và Al.
C. Cl và C.
D. F và Li.

Câu 6: Khi nói về hợp chất cộng hóa trị, ý nào sau đây sai?
A. Các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.
B. Các chất có tính phân cực như đường, etanol… sẽ tan nhiều trong các dung môi có tính phân cực.
C. Các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hóa trị có thể tồn tại ở dạng chất rắn như lưu huỳnh, đường, iot…
D. Hầu hết các chất không cực như lưu huỳnh, iot… là các chất không tan trong dung môi có tính phân cực.

Câu 7: Liên kết hóa học trong phân tử HCl là:
A. Liên kết ion.
B. Liên kết cộng hóa trị không phân cực.
C. Liên kết cộng hóa trị có cực.
D. Liên kết cho – nhận.

Câu 8: Phát biểu nào sau đây là sai?
A. Phân tử NH3 có 3 liên kết cộng hóa trị có cực.
B. Phân tử NH3 là phân tử bị phân cực.
C. Phân tử NH3 có 3 liên kết cộng hóa trị không phân cực.
D. Trong phân tử NH3, nguyên tử N còn một cặp electron lớp ngoài cùng không tham gia liên kết.

Câu 9: Hầu hết các hợp chất cộng hóa trị có đặc điểm là:
A. Có khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ.
B. Có nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao.
C. Có thể dẫn điện khi ở dạng chất rắn hoặc chất lỏng.
D. Hòa tan trong nước tạo thành dung dịch điện li.

Câu 10: Sắp xếp theo thứ tự tăng dần sự phân cực liên kết trong phân tử: HCl, NaBr, N2.
A. HCl, NaBr, N2.
B. NaBr, HCl, N2.
C. N2, HCl, NaBr.
D. NaBr, N2, HCl.

Câu 11: Cho 2 nguyên tố: A (Với Z= 20), B (Với Z =17). Công thức hợp chất tạo nên từ A, B và liên kết hình thành trong phân tử lần lượt là:
A. AB: Liên kết cộng hóa trị.
B. AB2: Liên kết ion.
C. A2B: Liên kết ion.
D. A2B3: Liên kết cộng hóa trị.

Câu 12: Cho biết độ âm điện của H là 2,2 và của O là 3,44. Liên kết trong phân tử H2O thuộc loại liên kết gì?
A. Liên kết ion.
B. Liên kết cộng hóa trị không phân cực.
C. Liên kết cộng hóa trị có cực.
D. Liên kết cho – nhận.

Câu 13: Hợp chất nào dưới đây có cả liên kết cộng hóa trị và liên kết ion trong phân tử?
A. H2S.
B. Al2O3.
C. NaOH.
D. Na2O.

Câu 14: Dãy nào sau đây gồm các hợp chất mà phân tử đều không có tính chất phân cực?
A. CO2, HBr, CH4.
B. C2H2, HCl, CH4.
C. Br2, NH3, C2H4.
D. CO2, Cl2, C2H2.

Câu 15: Độ âm điện của một nguyên tử đại diện cho khả năng:
A. Nhường electron của nguyên tử này cho nguyên tử khác.
B. Nhường electron của nguyên tử này cho nguyên tử khác.
C. Hút electron của nguyên tử này khi tạo liên kết hóa học.
D. Tham gia phản ứng mạnh hoặc yếu của nguyên tử đó.

Câu 16: Phân tử nào dưới đây là phân tử không phân cực?
A. H2O.
B. HCl.
C. CO2.
D. Na2O.

Câu 17: Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau:
A. Nếu cặp electron chung nằm giữa hai nguyên tử, ta có liên kết cộng hóa trị không phân cực.
B. Nếu cặp electron chung di chuyển về một nguyên tử, ta có liên kết cộng hóa trị có phân cực.
C. Trong liên kết cộng hóa trị, cặp electron liên kết lệch về phía nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn.
D. Nếu cặp electron liên kết lệch về một bên của nguyên tử, ta có liên kết cộng hóa trị có phân cực.

Câu 18: Sắp xếp các chất theo thứ tự tăng dần sự phân cực trong phân tử: H2O (1), NaCl (2), NH3 (3), H2S (4).
A. (1), (2), (3), (4).
B. (4), (3), (1), (2).
C. (4), (3), (2), (1).
D. (1), (3), (4), (2).

Câu 19: Phân tử nào dưới đây không được hình thành từ liên kết cộng hóa trị?
A. Cl2.
B. NH3.
C. KCl.
D. H2O.

Câu 20: Phân tử nào dưới đây được hình thành bằng liên kết cộng hóa trị có cực?
A. N2.
B. H2.
C. Cl2.
D. H2O.

Đáp án tham khảo:

1. B
2. B
3. C
4. B
5. D
6. C
7. C
8. C
9. A
10. B
11. D
12. C
13. B
14. D
15. C
16. C
17. D
18. C
19. A
20. D

Muốn học thêm về các liên kết trong hoá học và ôn thi tốt nghiệp, hãy truy cập FPT Skill King để đăng ký khóa học DUO ngay hôm nay!