LIÊN KẾT HÓA HỌC - TỔNG QUAN VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC
Phân tử là hạt vi mô đại diện cho chất và mang đầy đủ tính chất hóa học của chất. Trong tự nhiên ngoài các khí hiếm tồn tại ở trạng thái phân tử một nguyên tử, nguyên tử của các nguyên tố khác luôn có xu hướng kết hợp với nhau để tạo ra phân tử có hai hay nhiều nguyên tử. Sự kết hợp này nhằm đạt đến cấu trúc mới bền vũng hơn, có năng lượng thấp hơn....
Liª n kÕ t hã a hä c
Ch¬ng III : liªn kÕt ho¸ häc!
§1. Tæng quan vÒ liªn kÕt ho¸ häc
I. Ph©n tö vµ liªn kÕt hãa häc
Ph©n tö lµ h¹t vi m« ®¹i diÖ n cho chÊt vµ mang ®Çy ®ñ tÝ nh chÊt ho¸ häc cña chÊt. Trong
tù nhiªn ngoµ i c¸ c khÝ hiÕ m tå n t¹ i ë tr¹ ng th¸ i ph© n tö mét nguyªn tö, nguyªn tö cña c¸ c
nguyªn tè kh¸ c lu« n cã xu hí ng kÕ t hîp víi nhau ®Ó t¹ o t¹ o ra ph© n tö cã hai hay nhiÒu
nguyªn tö . Sù kÕ t hî p nµ y nh» m ® ¹ t ® Õ n cÊ u tróc míi bÒn v÷ng h¬n, cã n¨ ng lî ng thÊ p h¬n.
Ng ê i ta gä i sù kÕ t hîp gi÷a c¸c nguyªn tö lµ liªn kÕ t ho¸ hä c vµ nh vË y theo quan ® iÓ m
hiÖ n nay ph© n tö gåm mét sè cã giíi h¹n c¸ c h¹ t nh© n nguyªn tö vµ c¸ c electron t ¬ ng t¸c víi
nhau vµ ® î c ph© n bè mé t c¸ ch x¸ c ® Þnh trong kh«ng gian t¹o thµnh mét cÊu tróc bÒn v÷ng.
Trong gi¸ o tr× nh nµ y, lÝ thuyÕ t tæng quan vÒ c¸ c lo¹ i liªn kÕ t hã a hä c ® î c x© y dù ng trªn thuyÕ t electron
hã a trÞ cña Lewis-Kossel-Langmuir mµ nÒn t¶ ng lµ qui t¾ c b¸ t tö. Tuy nhiªn, thuyÕ t nµ y cßn nhiÒu h¹ n chÕ do
kh« ng cho thÊ y b¶ n chÊ t c¸ c lo¹ i liªn kÕ t vµ chØ gi¶ i thÝ ch ® î c cÊ u t¹ o vµ tÝ nh chÊ t cña chÊ t trong mé t sè
tr ê ng hî p ® ¬ n gi¶ n... Do vË y, trong mé t sè lo¹ i liªn kÕ t, viÖ c gi¶ i thÝ ch sù h× nh thµ nh liªn kÕ t còng nh tÝ nh
chÊ t cña ph© n tö ® î c kÕ t hî p ví i mé t sè lÝ thuyÕ t hiÖ n ® ¹ i h¬ n.
II. C¸c khuynh híng t¹o liªn kÕt ho¸ häc
1. Electron ho¸ trÞ
Electron ho¸ trÞ lµ electron cã kh¶ n¨ng tham gia t¹o liªn kÕ t ho¸ häc
C¸ c nguyªn tè nhã m A cã sè electron ho¸ trÞ b» ng sè electron líp ngoµ i cïng, c¸ c nguyªn
tè nhã m B cã sè electron ho¸ trÞ b» ng sè electron cã trong c¸ c ph© n líp (n-1)d vµ ns.
2. C« ng thøc Lewis
C« ng thøc Lewis lµ lo¹ i c«ng thøc cho biÕ t sè electron ho¸ trÞ cña nguyªn tö , trong ® ã
h¹ t nh© n vµ c¸ c electron líp trong ®î c biÓ u diÔ n b» ng kÝ hiÖ u hã a hä c cña nguyªn tè ,
cßn mç i electron hãa trÞ ®îc biÓ u diÔ n b» ng mét dÊ u chÊ m (.) quanh nguyªn tö (cã ph© n
biÖ t gi÷ a electron cÆp ®«i vµ ®éc th© n). Mçi cÆp electron tham gia liªn kÕ t hoÆc tù do cßn
cã thÓ ® î c biÓ u diÔ n b» ng mé t ®o¹ n g¹ ch ngang (-)
VÝ dô :
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA
Chu kú 2 . . . .. ..
Li . Be: : B. :C :N. :O: :F . : Ne :
. . . .. ..
hoÆc . . . − −
Li . ı Be ı B. ıC ı N. ıO ı ı F. ı Ne ı
. . . − −
3. C¸ c khuynh híng h× nh thµnh liªn kÕ t - Qui t¾ c b¸ t tö (Octet)
Nh trªn ®∙ nã i, sù h× nh thµ nh liªn kÕ t lµ nh» m ®¹ t cÊ u tróc bÒn v÷ng h¬n. Thù c tÕ
cho thÊ y trong tù nhiªn c¸ c khÝ hiÕ m cã thÓ tån t¹ i ë d¹ ng nguyªn tö tù do, ®iÒu nµ y cho
thÊ y cÊ u tró c nguyªn tö khÝ hiÕ m lµ mé t cÊ u tró c bÒn. Trªn c¬ së nµ y, ngêi ta cho r» ng
khi tham gia liªn kÕ t ®Ó ®¹ t cÊ u tró c bÒn c¸ c nguyªn tö cÇ n ph¶ i lµ m cho lí p vá cña
chó ng cã cÊ u tró c giè ng lí p vá khÝ hiÕ m gÇ n kÒ. Cã hai gi¶ i ph¸ p ®¹ t ®Õ n cÊ u tróc nµ y
lµ dï ng chung hoÆc trao ® æi c¸ c electron ho¸ trÞ.
Nh÷ ng ® iÒu nã i trªn lµ né i dung cña qui t¾c b¸t tö : "Khi tham gia liªn kÕ t ho¸ häc c¸c
nguyªn tö cã khuynh hí ng hoÆc dïng chung electron hoÆc trao ®æi electron ®Ó ®¹t ®Õ n
cÊ u tróc bÒn cña khÝ hiÕ m bªn c¹ nh víi 8 hoÆc 2 electron líp ngoµi cïng".
.. ..
VÝ dô : H. + . Cl : → H : Cl : → H-Cl
.. ..
..
Na. + . Cl : → Na+ Cl- → NaCl
..
(2ı8 ı1) (2 ı8 ı7) (2ı8) (2 ı8 ı8)
nNa. → nNa+ + ne-
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 1
Liª n kÕ t hã a hä c
III. sù ph©n lo¹i c¸c Liªn kÕt ho¸ häc
1. §Þnh nghÜ a
a. Liªn kÕ t céng hãa trÞ : Lµ lo¹ i liªn kÕ t hã a häc ®îc h× nh thµ nh bëi 1, 2 hay nhiÒu
electron chung.
VÝ dô : H:H → H2
O::O → O2
H:O:H → H2O
b. Liªn kÕ t ion : Lµ lo¹ i liªn kÕ t hãa hä c ® îc h× nh thµ nh bëi lùc hót tÜ nh ®iÖ n gi÷a c¸ c
ion mang ®iÖ n tÝ ch tr¸ i dÊ u (gi÷ a cation vµ anion)
VÝ dô : Na+Cl- → NaCl
NH4+NO3- → NH4NO3 cationkimlo¹ i
+ + + +
c. Liªn kÕ t kim lo¹ i : Lµ lo¹ i liªn kÕ t hã a hä c ®îc
+ + + +
h× nh thµ nh bë i lù c hó t tÜ nh ® iÖ n gi÷a c¸ c cation electron tù do
kim lo¹ i n» m ë nót m¹ ng tinh thÓ vµ c¸ c electron + + + +
tù do di chuyÓ n trong toµ n bé m¹ ng lí i tinh thÓ
kim lo¹ i.
2. So s¸ nh
Liªn kÕ t céng hãa Liªn kÕ t ion Liªn kÕ t kim lo¹ i
trÞ
B¶ n chÊ t lùc liªn kÕ t TÜ nh ®iÖ n (electron TÜ nh ®iÖ n (cation vµ TÜ nh ®iÖ n (cation vµ
chung vµ h¹ t nh© n) anion) electron tù do)
Khuynh híng Dï ng chung electron Trao ®æi electron Dïng chung electron
TÝ nh ® Þnh h íng Cã tÝ nh ®Þnh híng Kh«ng ®Þnh h íng Kh«ng ®Þnh h í ng
3. §è i tî ng h× nh thµ nh liªn kÕ t
a. Liªn kÕ t céng hãa trÞ : Thê ng h× nh thµ nh gi÷a c¸ c nguyªn tö phi kim
VÝ dô : H-H, O=O, H-Cl, O=C=O...
b. Liªn kÕ t ion : Thê ng h× nh thµ nh gi÷a c¸ c nguyªn tö kim lo¹i vµ phi kim ®iÓ n h× nh
VÝ dô : Na+Cl-, Mg2+F2-, K2+O2-...
c. Liªn kÕ t kim lo¹i : Th ê ng h× nh thµ nh gi÷a c¸ c nguyªn tö kim lo¹i
IV. Mét sè ®¹i lîng ®Æc trng cho liªn kÕt hãa häc
1. §é dµ i liªn kÕ t (d) : lµ kho¶ ng c¸ ch gi÷a hai h¹ t nh© n cña hai
nguyªn tö liªn kÕ t trùc tiÕ p víi nhau. O
VÝ dô : Trong ph© n tö níc , dO-H = 0,94 Å 0,94 Å
§é dµ i liªn kÕ t gi÷a hai nguyªn tö A-B cã thÓ tÝ nh gÇ n ® ó ng b» ng 104o28'
tæng b¸ n kÝ nh cña hai nguyªn tö A vµ B. H H
2. Gã c liªn kÕ t : lµ gãc t¹ o bëi hai nö a ®êng th¼ ng xuÊ t ph¸ t tõ h¹ t
nh© n cña mé t nguyªn tö vµ ® i qua h¹ t nh© n cña hai nguyªn tö kh¸ c liªn kÕ t trùc tiÕ p víi hai
nguyªn tö trªn.
VÝ dô : Trong ph© n tö níc ,HOH =104o28'
3. N¨ ng lîng liªn kÕ t (E):
N¨ ng l îng liªn kÕ t A-B lµ n¨ng lîng cÇn cung cÊp ®Ó ph¸ vì hoµn toµn liªn kÕ t A-B
(th ê ng ®î c qui vÒ 1 mol liªn kÕ t - kJ/mol hoÆc kcal/mol).
EH-H = 103 kcal/mol : H2 → 2H ∆H = 103 kcal/mol.
N¨ ng lîng liªn kÕ t (n¨ ng l îng ph© n li liªn kÕ t), vÒ trÞ tuyÖ t ® è i, chÝ nh b» ng n¨ ng lî ng
h× nh thµ nh liªn kÕ t. Tæng n¨ ng lîng c¸ c liªn kÕ t trong ph© n tö b» ng n¨ng l îng ph© n li
cña ph© n tö ® ã .
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 2
Liª n kÕ t hã a hä c
§2. liªn kÕt céng hãa trÞ
A. lÝ thuyÕt phi c¬ häc lîng tö
(ThuyÕ t electron hãa trÞ Lewis - Langmuir)
1. Sù h× nh thµ nh liªn kÕ t cé ng hã a trÞ
! Khi h× nh thµ nh liªn kÕ t cé ng hãa trÞ, c¸ c nguyªn tö cã khuynh h íng dï ng chung c¸ c
cÆp electron ® Ó ® ¹ t ® Õ n cÊ u tró c bÒn cña khÝ hiÕ m kÒ bªn (víi 8 hoÆc 2 electron líp ngoµ i
cï ng).
! C¸ c cÆp electron dïng chung cã thÓ do sù gãp chung cña hai nguyªn tö tham gia liªn kÕ t
(céng hãa trÞ th«ng thêng) hoÆc chØ do mé t nguyªn tö bá ra dïng chung (céng hãa trÞ phèi
trÝ )
Sè electron gã p chung cña mé t nguyªn tö th êng b»ng 8-n (n : sè thø tù cña nhãm nguyªn tè ).
Khi hÕ t kh¶ n¨ ng gã p chung, liªn kÕ t víi c¸c nguyªn tö cßn l¹i ®îc h× nh thµnh b»ng cÆp
electron do mé t nguyªn tö bá ra (th êng lµ nguyªn tö cña nguyªn tè cã ®é ©m ®iÖ n nhá h¬ n).
VÝ dô :
C«ng thøc ph© n tö C« ng thøc electron C« ng thøc cÊ u t¹ o
H2O H:O:H H-O-H
SO2 :O::S:O: O=S→O
2. C« ng thøc cÊ u t¹ o cña mé t sè lo¹i hîp chÊt thiÕ t lËp trªn thuyÕ t electron hãa trÞ.
a. Hîp chÊt chøa hidro
H H
H H
H C H
N N N
CH4 H NH3 H H N2H4 H H
H2O H O H H2O2 H O O H HCl H Cl
b. Oxit (Lu ý : TrËt tù liªn kÕ t trong oxit d¹ng X2On lµ O(n-1)/2XOX O(n-1)/2)
CO : C O SO2 N2O3 Cl2O : Cl O Cl
O S O O N O N O
O O O O O
O Cl O Cl O
CO2 : O N O N
O C O Cl2O7: O O
SO3 : O N2O5 O O
c. Hidroxit (Lu ý : TrËt tù liªn kÕ t trong oxit d¹ngHnXOm lµ (HO)nXOm-n)
HO HO O O
O
O S HO N HO Cl O
O
H2CO3 HO H2SO4 HO HNO3 O HClO4 O
d. Muè i : C« ng thøc cña muè i cã thÓ x©y dùng tõ c«ng thøc axit t¬ng øng, trong ® ã
H+/axit ®îc thay thÕ bëi Mn+/muèi.
2-
Na2CO3 O Ca(NO3)2 O-N=O -
2Na+ C=O Ca2+
O O 2
3. N h÷ng h¹n chÕ cña lÝ thuyÕ t phi c¬ hä c lî ng tö
! Kh«ng cho thÊ y b¶ n chÊ t cña liªn kÕ t céng hãa trÞ
! Kh«ng cho thÊ y sù ®Þnh híng kh«ng gian cña liªn kÕ t vµ nh vË y kh«ng thÓ gi¶ i thÝ ch cÊ u t¹ o
h× nh häc cña ph© n tö.
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 3
Liª n kÕ t hã a hä c
! Kh«ng gi¶ i thÝ ch ®îc mét sè c«ng thøc cÊ u t¹ o trong ®ã liªn kÕ t céng hãa trÞ kh«ng ph¶ i
®îc h× nh thµ nh tõ cÆp electron mµ l¹ i xuÊ t hiÖ n c¸ c sè lÎ electron chung, còng nh c¸ c c«ng
thøc trong ®ã qui t¾c b¸t tö kh«ng ®îc tháa m∙n (sè electron líp ngoµ i cïng cña nguyªn tö nhá
h¬n hoÆc lín h¬n 8).
! Kh«ng gi¶ i thÝ ch ®îc liªn kÕ t "céng hãa trÞ nhiÒu t©m kh«ng ®Þnh xø" nh trong ph© n tö
benzen C6H6...
B. lÝ thuyÕt c¬ häc lîng tö
I. ThuyÕt VB (Valent Bond - Liªn kÕ t hãa trÞ)
Heitler-London ®∙ kh¶ o s¸ t ph© n tö H2 trªn c¬ së cña c¬ hä c lîng tö, sau ®ã më réng vµ ph¸ t
triÓ n thµ nh ph¬ ng ph¸ p liªn kÕ t cé ng hãa trÞ (thuyÕ t VB) ¸ p dông cho mäi ph© n tö. Trong
phÇ n nµ y kh« ng ® Ò cË p ® Õ n khÝ a c¹ nh to¸n-lý cña ph ¬ng ph¸ p mµ chØ ®Ò cË p ®Õ n ph¬ ng
ph¸ p ® Þnh tÝ nh gi¶ i thÝ ch c¸ c vÊ n ® Ò vÒ liªn kÕ t céng hãa trÞ, mµ chñ yÕ u lµ c¸ c liªn kÕ t ® Þnh
xø.
1. ThuyÕ t VB vµ sù h× nh thµ nh liªn kÕ t céng hãa trÞ .
! Khi hai nguyªn tö tham gia liªn kÕ t l¹ i gÇ n nhau sÏ xuÊ t hiÖ n lùc hót tÜ nh ®iÖ n gi÷ a h¹ t
nh© n nguyªn tö nµ y ví i lí p vá electron cña nguyªn tö kia lµ m cho c¸ c obitan "xen phñ" vµ o
nhau mé t phÇ n. Víi sù xen phñ nµ y, mË t ®é ®iÖ n tÝ ch © m ë kho¶ ng gi÷a h¹ t nh© n hai
nguyªn tö (mang ® iÖ n tÝ ch d¬ng) t¨ ng lªn, lµ m t¨ ng lù c hó t gi÷ a electron trong vï ng xen
phñ ví i hai h¹ t nh© n, lù c hó t nµ y c© n b» ng víi lùc ®È y t ¬ng hç cña hai h¹ t nh© n, gi÷u cho
h¹ t nh© n hai nguyªn tö liªn kÕ t víi nhau : liªn kÕ t hã a hä c ®îc h× nh thµ nh. CÇ n thÊ y r» ng,
khi c¸ c obitan "xen phñ" vµ o nhau electron kh« ng cßn thué c vÒ mé t nguyªn tö n÷ a, chó ng di
chuyÓ n trong mét obitan míi cña c¶ hai nguyªn tö . Theo Pauli, obitan mí i h× nh thµ nh nµ y chØ
chøa tè i ® a hai electron vµ hai electron nµ y ph¶ i cã spin ngîc dÊ u. Nh vË y mçi liªn kÕ t
cé ng hã a trÞ ®îc ®îc h× nh thµnh b»ng c¸ch xen phñ hai obitan nguyªn tö cã electron
® é c th© n cña hai nguyªn tö liªn kÕ t, hai electron® é c th© n tham gia liªn kÕ t ph¶ i cã spin
ngî c dÊ u.
! Liªn kÕ t gi÷a hai nguyªn tö cµ ng bÒn nÕ u møc ®é xen phñ cña c¸ c obitan cµ ng lí n, do
vË y sù xen phñ cña c¸ c obitan tu© n theo nguyªn lý xen phñ cù c ® ¹ i : liªn kÕ t ®îc ph© n bè
theo ph¬ ng nµo mµ møc ®é møc ®é xen phñ c¸ c obitan liªn kÕ t cã gi¸ trÞ cùc ® ¹ i.
VÝ dô :
H2 H:H H-H H : 1s1 ↑
H H
HCl H:Cl H-Cl Cl:3s23p5 ↑↓ ↑↓ ↑
H Cl
Cl2 Cl:Cl Cl-Cl
Cl Cl
2. ThuyÕ t VB gi¶i thÝ ch nh÷ng h¹n chÕ cña thuyÕ t electron hã a trÞ
! Ví i ph ¬ng ph¸ p gi¶ i thÝ ch sù h× nh thµ nh liªn kÕ t céng hãa trÞ tr× nh bµ y ë trªn, thuyÕ t
VB cho thÊ y liªn kÕ t céng hãa trÞ ® î c h× nh thµ nh nhê t ¬ng t¸ c tÜ nh ®iÖ n gi÷a c¸ c
electron chung (mang ®iÖ n tÝ ch © m)víi h¹ t nh© n hai nguyªn tö (mang ®iÖ n tÝ ch d ¬ng).
! Theo thuyÕ t VB liªn kÕ t ®îc ph©n bè theo ph¬ng nµo mµ møc ®é møc ®é xen phñ c¸ c
obitan liªn kÕ t cã gi¸ trÞ cùc ®¹i, nh vË y liªn kÕ t céng hãa trÞ lµ mét liªn kÕ t cã tÝ nh ®Þnh
híng vµ ph© n tö t¹ o tõ c¸ c liªn kÕ t céng hãa trÞ sÏ cã mét cÊ u t¹ o h× nh häc x¸ c ®Þnh. CÊ u
t¹ o h× nh häc cña c¸ c ph© n tö sÏ ® îc kh¶ o s¸ t trªn c¬ së cña mét lÝ thuyÕ t ®i kÌ m ví i
thuyÕ t VB ®ã lµ thuyÕ t lai hãa c¸c obitan nguyªn tö.
! Theo thuyÕ t VB, cÊ u tró c bÒn kh« ng nhÊ t thiÕ t ph¶ i gièng víi cÊ u tróc cña khÝ hiÕ m. Khi
hai nguyªn tö liªn kÕ t víi nhau b» ng c¸ ch xen phñ hai obitan chøa electron ®èi song spin
ng îc dÊ u) ®∙ lµ m cho n¨ ng lîng cña hÖ thèng gi¶ m, cÊ u tróc ®ù¬c t¹ o ra ®∙ lµ bÒn h¬ n
so víi cÊ u tróc cña c¸ c nguyªn tö t¬ng øng øng víi møc n¨ ng l î ng thÊ p h¬ n. Nh vË y cã
thÓ gi¶ i thÝ ch ®î c liªn kÕ t cé ng hãa trÞ trong mét sè ph© n tö mµ cÊ u tróc cña nguyªn tö
kh« ng giè ng cÊ u tró c khÝ hiÕ m.
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 4
Liª n kÕ t hã a hä c
3. ThuyÕ t VB vµ vÊ n ®Ò hã a trÞ cña nguyªn tö trong hîp chÊt céng hãa trÞ
! Cé ng hãa trÞ cña mét nguyªn tö (hã a trÞ nguyªn tö) b» ng sè liªn kÕ t mµ nguyªn tö ®ã cã
thÓ t¹ o ®îc víi c¸c nguyªn tö kh¸c.
VÝ dô : Trong CO2 (O=C=O) nguyªn tö C vµ O lÇ n l ît cã céng hãa trÞ b» ng 4 vµ 2.
! Theo thuyÕ t VB, ® Ó t¹ o ®îc mét liªn kÕ t céng hãa trÞ, nguyªn tö ®∙ sö dô ng mé t
electron ® éc th© n cña chó ng. Nh vË y, cã thÓ nãi r» ng cé ng hã a trÞ cña mé t nguyªn tö b»ng
sè electron ® é c th© n cña nguyªn tö ®∙ dï ng ® Ó tham gia liªn kÕ t.
! Còng theo thuyÕ t VB, khi tham gia liªn kÕ t c¸ c nguyªn tö cã thÓ bÞ "kÝ ch thÝ ch". Sù kÝ ch
thÝ ch nµ y cã ¶ nh hëng ®Õ n cÊ u h× nh electron cña nguyªn tö, c¸ c electron cÆp ®«i cã thÓ
t¸ ch ra vµ chiÕ m cø c¸ c obitan cßn trè ng trong cï ng mé t lí p. Nh vËy sè electron ®éc th©n
cña nguyªn tö cã thÓ thay ®æi vµ céng hã a trÞ cña nguyªn tö cã thÓ cã gi¸ trÞ kh¸c nhau trong
nh÷ ng hî p chÊ t kh¸ c nhau (xem b¶ ng 1).
B¶ ng 1 : Sè electron ®éc th© n cã thÓ cã cña nguyªn tè thué c ph© n nhã m chÝ nh
Nhã m CÊu h× nh electron hãa trÞ Sè e-
®éc th© n
IIA
ns2 ↑↓ 2
X *
↑ ↑
IIIA 1, 3
ns2np1 ↑↓ ↑
X* ↑ ↑ ↑
IVA 2, 4
ns2np2 ↑↓ ↑ ↑
X* ↑ ↑ ↑ ↑
VA 3, 5
ns2np3 ↑↓ ↑ ↑ ↑
Tõ chu k× 3
X* ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
X* ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
VIA 2, 4, 6
ns2np4 ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
Tõ chu k× 3
X* ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
X* ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
VIIA 1, 3, 5, 7
ns2np5 ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
Tõ chu k× 3
X* ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
X* ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
X* ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑
VÝ dô 1 : Céng hãa trÞ cña l u huúnh
H2S (S hãa trÞ 2) SO2 (S hãa trÞ 4) H2SO4 (S hãa trÞ 6)
H-S-H O=S=O H-O O
S
H-O O
VÝ dô 2 : Céng hãa trÞ cña Cl
HOCl (Cl hãa trÞ 1) HOCl2 (Cl hã a trÞ 3) HOCl3 (Cl hãa trÞ 5) HOCl4 (Cl hã a trÞ 7)
H-O-Cl H-O-Cl=O O O
H-O-Cl H-O-Cl = O
O O
4. BË c liªn kÕ t
BË c liªn kÕ t lµ sè liªn kÕ t céng hã a trÞ (sè cÆp electron chung) gi÷ a hai nguyªn tö .
a. Liªn kÕ t bË c mé t (liªn kÕ t ® ¬ n) : chØ cã mét liªn kÕ t céng hãa trÞ gi÷a 2 nguyªn tö
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 5
Liª n kÕ t hã a hä c
VÝ dô : H-H, H-Cl
b. Liªn kÕ t bË c hai (liªn kÕ t ®«i) : cã hai liªn kÕ t cé ng hãa trÞ gi÷a 2 nguyªn tö
VÝ dô : O=C=O
c. Liªn kÕ t bË c ba (liªn kÕ t ba) : cã ba liªn kÕ t céng hãa trÞ gi÷a 2 nguyªn tö .
VÝ dô : N≡N, H-C≡C-H
C¸ c liªn ®«i vµ ba cßn ®îc gäi chung lµ liªn kÕ t béi.
! Khi sè electron chung cµ ng lín, lù c hót tÜ nh ®iÖ n gi÷ a electron ví i h¹ t nh© n cña hai
nguyªn tö cµ ng m¹ nh, ®é bÒn liªn kÕ t t¨ ng cßn kho¶ ng c¸ ch gi÷a hai t© m nguyªn tö gi¶ m.
Do vË y, khi bË c liªn kÕ t cµ ng lín th× n¨ ng lîng liªn kÕ t cµ ng lín vµ ®é dµ i liªn kÕ t cµ ng
nhá .
VÝ dô :
Ph© n tö : C-C C=C C≡C
E (kcal/mol): 83 143 194
dC-C (Å) : 1,54 1,34 1,2
σ
5. Liªn kÕ t xichma (σ) vµ liªn kÕ t pi (π) π
Tï y theo c¸ ch xen phñ c¸ c obitan nguyªn tö mµ liªn kÕ t céng hãa trÞ t¹ o thµ nh cã ®é bÒn
kh¸ c nhau. Trªn c¬ së nµ y ngê i ta ph© n biÖ t liªn kÕ t céng hãa hãa trÞ thµ nh hai lo¹ i chÝ nh
lµ liªn kÕ t xichma (σ) vµ liªn kÕ t pi (π).
a. Liªn kÕ t σ
Liªn kÕ t σ lµ lo¹i liªn kÕ t céng hãa trÞ ®îc h× nh thµnh b»ng ph¬ng ph¸p xen phñ
®ång trôc c¸c obitan nguyªn tö, vïng xen phñ n»m trªn trôc liªn kÕ t.
Liªn kÕ t σ cã c¸ c lo¹ i σs-s , σs-p , σp-p ,...
s s s p p p
Liªn kÕ t σ th ê ng bÒn, do cã vïng xen phñ lín vµ c¸ c nguyªn tö cã thÓ quay tù do xung
quanh trô c liªn kÕ t mµ kh« ng ph¸ vì liªn kÕ t nµ y.
b. Liªn kÕ t π
Liªn kÕ t π lµ lo¹i liªn kÕ t céng hãa trÞ ® îc h× nh thµnh b»ng ph¬ng ph¸p xen
phñ song song trô c c¸ c obitan nguyªn tö, vïng xen phñ n»m ë hai phÝ a so víi
trôc liªn kÕ t.
Liªn kÕ t π cã c¸ c lo¹ i πp-p ,πp-d ,...
Liªn kÕ t π kÐm bÒn, do cã vïng xen phñ nhá vµ c¸ c nguyªn tö kh«ng thÓ quay
tù do xung quanh trôc liªn kÕ t mµ kh«ng ph¸ vì liªn kÕ t nµ y.
Liªn kÕ t ® ¬n lu«n lµ liªn kÕ t σ, liªn kÕ t ®«i gåm 1σ vµ 1π vµ liªn kÕ t ba gåm 1σ vµ 2π.
6. Liªn kÕ t céng hãa trÞ ph©n cùc vµ kh«ng ph©n cùc
! Trong ph© n tö H2 (H:H) do ®é © m ® iÖ n cña hai nguyªn tö H b» ng nhau nªn x¸ c suÊ t cã
mÆt cña electron chung lín nhÊ t lµ ë kho¶ ng gi÷ a h¹ t nh© n hai nguyªn tö, sù ph© n bè ®iÖ n
tÝ ch trªn hai nguyªn tö H lµ b» ng nhau, ng êi ta gäi liªn kÕ t gi÷a hai nguyªn tö H trong ph© n
tö H2 lµ liªn kÕ t céng hãa trÞ kh«ng ph© n cù c. Trong ph© n tö HCl (H :Cl) do ® é © m ® iÖ n cña
Cl (3,0) lí n h¬n ®é © m ®iÖ n cña H (2,1) nªn electron chung bÞ hó t lÖ ch mé t phÇ n vÒ phÝ a
nguyªn tö Cl (H :Cl), x¸ c suÊ t cã mÆt cña electron ë vïng gÇ n nguyªn tö Cl sÏ nhiÒu h¬ n,
nguyªn tö Cl mang mét phÇ n ®iÖ n tÝ ch © m (δ-) vµ ng îc l¹ i nguyªn tö H mang mét phÇ n
® iÖ n tÝ ch d ¬ng (δ+), ng êi ta nãi liªn kÕ t gi÷a H vµ Cl trong ph© n tö HCl lµ liªn kÕ t cé ng
hã a trÞ ph©n cùc.
! Liªn kÕ t céng hãa trÞ kh«ng ph©n cùc lµ lo¹i liªn kÕ t céng hãa trÞ trong ®ã electron
chung ë chÝ nh gi÷ a h¹ t nh© n hai nguyªn tö. Liªn kÕ t céng hãa trÞ kh«ng ph© n cùc h× nh
thµ nh gi÷ a c¸ c nguyªn tö cña cï ng mét nguyªn tè nh ë trong c¸ c ® ¬ n chÊ t H2, N2, O2, Cl2, ...
! Liªn kÕ t céng hãa trÞ ph©n cùc lµ lo¹i liªn kÕ t céng hãa trÞ trong ®ã electron chung lÖ ch
mét phÇn vÒ phÝ a nguyªn tö cã ®é © m ®iÖ n lín h¬n, nguyªn tö nµy sÏ mang mét phÇn ® iÖ n
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 6
Liª n kÕ t hã a hä c
tÝ ch © m vµ ng îc l¹i. Liªn kÕ t céng hãa trÞ kh«ng ph© n cùc h× nh thµ nh gi÷a c¸ c nguyªn tö
cña hai nguyªn tè kh¸ c nhau (hiÖ u ® é © m ®iÖ n gi÷a hai nguyªn tö ∆χ cã gi¸ trÞ trong kho¶ ng
tõ 0 ® Õ n 1,7), nh liªn kÕ t trong c¸ c ph© n tö HCl, H2O, SO2, ... Ngê i ta biÓ u diÔ n sù ph© n
cù c b» ng mòi tªn trªn g¹ ch ngang liªn kÕ t theo chiÒu tõ nguyªn tö cã ®é © m ®iÖ n nhá ®Õ n
nguyªn tö cã ®é © m ®iÖ n lín.
δ- δ+
A B (χA < χB)
7. Sù lai hã a c¸c obitan nguyªn tö
! Trªn c¸ c luË n ® iÓ m thuÇ n tó y cña thuyÕ t VB sÏ kh«ng gi¶ i thÝ ch ®óng cÊ u t¹ o h× nh häc
cña ph© n tö. VÝ dô nh trong ph© n tö n íc (H-O-H), hai liªn kÕ t céng hãa trÞ ®îc h× nh
thµ nh bë i sù xen phñ hai obitan p cña O víi hai obitan s cña hai nguyªn tö H, nh vË y gãc liªn
kÕ t HOH ph¶ i lµ 90o (hai obitan p cña O vu« ng gã c ví i nhau). Nh ng thù c tÕ gã c liªn kÕ t nµ y
l¹ i b» ng 104o28'. §Ó gi¶ i quyÕ t vÊ n ®Ò nµ y, ng êi ta bæ sung thªm vµ o thuyÕ t VB mét gi¶
thuyÕ t mí i cã tªn lµ thuyÕ t lai hãa c¸c obitan nguyªn tö.
! ThuyÕ t lai hãa cho r» ng mét sè obitan cã møc n¨ ng l îng gÇ n b» ng nhau khi tham gia
liªn kÕ t cã xu h íng tæ hîp víi nhau ®Ó t¹ o ra c¸ c obitan lai hãa cã n¨ ng l î ng thÊ p h¬n,
liªn kÕ t h× nh thµ nh bëi sù xen phñ c¸ c obitan lai hãa sÏ bÒn v÷ ng h¬n.
! Sè obitan lai hã a t¹ o thµ nh b» ng sè obitan nguyªn tö tham gia lai hãa vµ c¸ c obitan lai
hã a t¹ o ra cã n¨ ng lîng t¬ng ® ¬ ng. B¶ ng 2 tãm t¾ t mét sè d¹ ng lai hãa th êng gÆp.
B¶ ng 2 : C¸ c trêng hîp chñ yÕ u cña sù lai hã a c¸ c obitan nguyªn tö
KÝ Sù lai hã a Ph© n bè kh«ng gian cña c¸ c obitan lai hãa
hiÖ u
p
sp → sp 180o §êng th¼ ng
s
sp2 → sp2 120o Tam gi¸ c
s
p
→
3
sp sp3 109o28' Tø diÖ n
s
d
sp3d L ìng th¸ p
p→ sp d 3
®¸ y tam gi¸ c
s
d
sp3d2 B¸ t diÖ n
p→ sp d3 2
s
! KiÓ u lai hã a cña nguyªn tö cã thÓ x¸ c ®Þnh dùa trªn gi¸ trÞ thùc nghiÖ m cña gãc liªn kÕ t,
vÝ dô gã c liªn kÕ t HOH trong ph© n tö n íc cã gi¸ trÞ 104o28' gÇ n ví i gi¸ trÞ 109o28' nh vË y
nguyªn tö O trong ph© n tö H2O lai hãa sp3. Ngêi ta còng dù ®o¸ n kiÓ u lai hãa cña nguyªn tö
trªn lý thuyÕ t b» ng tæng sè liªn kÕ t σ mµ nguyªn tö t¹o ra vµ sè cÆp electron tù do cña
nguyªn tö (H). Gi¸ trÞ cña H tÝ nh ® îc b» ng 2, 3, 4, 5, 6 t¬ng øng víi c¸ c tr¹ ng th¸ i lai hã a
sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2.
VÝ dô : H-O-H, HO = 2+2 = 4 → O lai hãa sp3.
O=S→O, HS = 2+1 = 3 → S lai hãa sp2
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 7
Liª n kÕ t hã a hä c
O=C=O, HC = 2+0 = 2 → C lai hãa sp
! D í i ®© y lµ mé t sè vÝ dô vÒ sù h× nh thµ nh ph© n tö trªn c¬ së kÕ t hîp thuyÕ t VB vµ
thuyÕ t lai hãa c¸ c obitan nguyªn tö :
CH4 (C lai hãa sp3) CH2=CH2 (C lai hã a sp2) CH≡CH (C lai hãa sp)
H
H H
H H H H H H
H
8. Mé t sè tÝ nh chÊ t cña ph© ntö
a. CÊ u tróc h× nh häc
Cã mét sè ph ¬ng ph¸ p kh¸ c nhau ® Ó gi¶ i thÝ ch cÊ u tró c h× nh hä c cña ph© n tö nh
ph ¬ ng ph¸ p m« h× nh sù ®Èy gi÷a c¸c ®«i electron vá hãa trÞ - VSEPR, ph ¬ng ph¸ p m«
h× nh liªn kÕ t bÞ uè n cong hoÆc ph ¬ ng ph¸ p m« h× nh lai hãa c¸c obitan nguyªn tö . Trong bµ i
nµ y c¸ c cÊ u tróc h× nh häc cña ph© n tö ®îc xem xÐt trªn cë së m« h× nh lai hãa c¸c obitan
nguyªn tö.
B¶ ng d íi ®© y lµ mét sè m« h× nh cÊ u tróc h× nh hä c cña ph© n tö :
§ ê ng Ch÷ V Tam Th¸ p Tø diÖ n Lìng Vu« ng Th¸ p B¸ t
th¼ ng gi¸ c tam th¸ p ph¼ ng vu«ng diÖ n
ph¼ ng gi¸ c ®¸ y tam
gi¸ c
Mç i lo¹ i lai hãa cã kh¶ n¨ ng t¹ o ra mé t hay mé t sè cÊ u tróc nµ o ®ã :
! Lai hã a sp : t¹ o cÊ u tróc ®êng th¼ng (nh trong c¸ c ph© n tö BeH2, ZnCl2, CO2, C2H2,
...)
VÝ dô :
H C C H
! Lai hãa sp2 : t¹ o cÊ u tróc ch÷ V (nh trong c¸ c ph© n tö SO2 , O3 , ...), tam gi¸c ph¼ng
(nh trong c¸ c ph© n tö vµ ion : BF3, SO3, HNO3 ,C2H4 , NO, NO3-, CO32-...).
VÝ dô :
O
S H-O N+
O O O–
! Lai hãa sp3 : t¹ o cÊ u tróc ch÷ V (nh c¸ c ph© n tö H2O , H2S, ...), th¸ p tam gi¸ c (nh
NH3, H3O+ , ...) vµ tø diÖ n (nh trong c¸ c ph© n tö vµ ion: CH4, CCl4, NH4+, PO43-, SO42-,
ClO4-...).
VÝ dô :
H
N
C
O H H H H
H H H H
! Lai hã a sp3d : t¹ o cÊ u tróc th¼ng (nh XeF2), ch÷ T (nh ClF3), lìng th¸p tam gi¸ c
(nh trong ph© n tö PCl5, ...).
VÝ dô :
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 8
Liª n kÕ t hã a hä c
Cl
Cl
F Cl F
P Cl
Cl
F Xe F F Cl
! Lai hãa sp3d2 : t¹ o cÊ u tróc vu« ng ph¼ng (nh trong ph© n tö XeF4, ...), th¸p vu«ng (nh
trong ph© n tö BrF5,...) vµ cÊ u tró c b¸t diÖ n (nh trong SF6, AlF63-, SiF62-...).
VÝ dô :
F
F F F F
F
S
Xe F
F F F
Br
F F F F F
b. Sù ph©n cùc cña ph©n tö
! Lìng cùc ®iÖ n : L ì ng cù c ® iÖ n lµ mét hÖ gåm hai ®iÖ n tÝ ch +q -q
vµ -q c¸ ch nhau mé t kho¶ ng c¸ ch l. Lìng cùc ®iÖ n ®îc ®Æc trng l
b» ng ® ¹ i l î ng momen lì ng cùc µ víi ®Þnh nghÜ a momen lìng +q
cùc µ b»ng tÝ ch cña ®iÖ n tÝ ch q vµ c¸ nh tay ® ßn l. Lì ng cù c ®iÖ n
µ = l.q
Trong hÖ SI momen lì ng cù c µ ®î c tÝ nh b» ng Cm (coulomb.met). Ví i ph© n tö do
momen l ìng cùc cã gi¸ trÞ nhá nªn ng êi ta th êng tÝ nh theo D (Debye) víi qui í c :
1
1D = .10-29Cm
3
! Lì ng cù c liªn kÕ t : Trong liªn kÕ t ion hoÆc liªn kÕ t cé ng hã a trÞ ph© n cù c ® iÖ n tÝ ch
ph© n bè kh«ng ®ång ®Òu trªn hai nguyªn tö tham gia liªn kÕ t, träng t© m ®iÖ n tÝ ch © m
lÖ ch vÒ phÝ a nguyªn tö cã ® é © m ®iÖ n lín h¬n vµ träng t© m ®iÖ n tÝ ch d ¬ng lÖ ch vÒ
phÝ a nguyªn tö cã ®é © m ®iÖ n nhá h¬ n. Nh vË y, mçi liªn kÕ t ion hoÆc liªn kÕ t cé ng
hã a trÞ ph©n cùc lµ mét l ì ng cùc ®iÖ n vµ cã mét momen l ì ng cù c x¸ c ® Þnh ® î c gä i
lµ momen lì ng cù c liªn kÕ t. Liªn kÕ t ph© n cùc cµ ng m¹ nh th× momen lìng cùc cµ ng
lí n.
VÝ dô :
Liªn kÕ t H > F H > Cl H > Br H > I
µ (D) 1,83 1,08 0,82 0,44
! Lì ng cù c ph© n tö : Trong viÖ c kh¶ o s¸ t l ìng cùc ph© n tö, ngêi ta thõa nhË n thué c
tÝ nh cé ng tÝ nh cña momen lì ng cùc liªn kÕ t vµ coi momen lì ng cùc cña ph© n tö lµ
tæng vect¬ c¸c momen l ì ng cù c liªn kÕ t.
VÝ dô :
←
→
Ví i ph© n tö CO2 : O =C= O ⇒ ⇒µ=0
O
Ví i ph© n tö H2O : H H ⇒ µ ⇒ µ ≠ 0 (µ = 1,84D)
! ViÖ c kh¶ o s¸ t momen lìng cùc ph© n tö lµ mét th«ng sè cÇ n thiÕ t cho viÖ c nghiªn cøu
tÝ nh chÊ t cña liªn kÕ t (khi µ cµ ng lín, tÝ nh ion cña liªn kÕ t cµ ng m¹ nh), cÊ u tróc h× nh
hä c cña ph© n tö còng nh c¸ c tÝ nh chÊ t vË t lÝ , hãa häc cña mét chÊ t.
c. Tõ tÝ nh cña ph© n tö
! ChÊt thuËn tõ : ChÊ t thuË n tõ lµ nh÷ng chÊ t bÞ hó t bë i nam ch© m. VÒ mÆt cÊ u t¹ o, ph© n
tö cña c¸ c chÊ t nµ y cã electron kh«ng ghÐp ®«i (electron ®éc th©n).
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 9
Liª n kÕ t hã a hä c
VÝ dô : NO2 lµ mét chÊ t thuË n tõ do trong cÊ u t¹ o cßn mé t electron ® é c th© n trªn
o
nguyªn tö N : O = N → O
! Ch©t nghÞch tõ : ChÊ t nghÞch tõ lµ nh÷ ng chÊ t bÞ ®Èy bëi nam ch©m. VÒ mÆt cÊ u t¹ o,
ph© n tö cña c¸ c chÊ t nµ y kh«ng cã electron ®éc th©n.
! ViÖ c nghiªn cøu tõ tÝ nh cña ph© n tö lµ m s¸ ng tá h¬n cÊ u t¹ o cña ph© n tö. VÝ dô nh
thù c nghiÖ m cho thÊ y oxi (O2) lµ mé t chÊ t thuË n tõ , t¬ng ® ¬ng víi cÊ u t¹ o ph© n tö
ph¶ i cã electron®éc th© n. Nh vË y, c¸ ch lÝ gi¶ i theo thuyÕ t electron hãa trÞ hoÆc theo
− −
thuyÕ t cé ng hã a trÞ (VB) (c«ng thøc cña ph© n tö oxi (O2) cã d¹ ng O = O chØ gåm c¸ c
− −
electron ghÐp ®«i) lµ kh«ng ®óng. C«ng thøc ®óng cña O2 ®î c gi¶ i thÝ ch trªn c¬ së cña
thuyÕ t obitan ph©n tö (MO) sÏ xÐt ®Õ n ë phÇ n sau.
II. ThuyÕt MO (Molecular Orbital - Obitan ph© n tö)
ThuyÕ t VB vµ MO (Hund, Mulliken, Lenard-Jones, 1927-1929) ®Òu dùa trªn lý thuyÕ t c¬ hä c
lî ng tö ® Ó gi¶ i thÝ ch sù h× nh thµ nh liªn kÕ t vµ tÝ nh chÊ t hãa hä c cña ph© n tö, tuy nhiªn c¸ ch
® Æt vÊ n ® Ò cña hai thuyÕ t nµ y gÇ n nh tr¸ i ngî c nhau. ThuyÕ t VB thõ a nhË n sù tÝ nh ® éc lË p
cña c¸ c nguyªn tö trong ph© n tö, liªn kÕ t ® î c h× nh tõ c¸ c obitan nguyªn tö kh¸ c nhau. ThuyÕ t
MO phñ nhË n sù tån t¹ i ®éc lË p cña c¸ c nguyªn tö trong ph© n tö, c¸ c electron trong ph© n tö
kh« ng cßn thuéc vÒ c¸ c obitan nguyªn tö mµ thué c vÒ c¸ c obitan chung gä i lµ obitan ph© n tö .
Trong bµ i nµ y chóng ta th¶ o luË n kÕ t qu¶ thu ® îc tõ ph ¬ ng ph¸ p MO.
1. C¸ c luË n ®iÓ m chÝ nh cña thuyÕ t MO
! Trong ph© n tö c¸ c electron chuyÓ n ® é ng trong nh÷ ng obitan chung gä i lµ obitan ph© n tö .
C¸ c obitan ph© n tö (c¸ c MO) nµ y thu ®îc tõ sù tæ hîp tuyÕ n tÝ nh c¸ c obitan nguyªn tö
(atomic orbital - AO). Tæng sè MO thu ®îc b» ng tæng sè AO tham gia tæ hîp.
! C¸ c MO thu ® îc cã n¨ ng lî ng kh¸ c nhau ® îc h× nh thµ nh mét gi¶ n ®å n¨ ng lî ng
cã gi¸ trÞ tõ thÊ p ® Õ n cao.
! Mç i lo¹ i MO gåm c¸ c MO cã n¨ ng lî ng thÊ p gä i lµ MO liªn kÕ t (σ hoÆc π) vµ MO cã
n¨ ng l îng cao h¬n gäi lµ MO ph¶ n liªn kÕ t (σ* hoÆc π*).
! C¸ c electron hãa trÞ cña nguyªn tö tham gia liªn kÕ t ®îc ph© n bè vµ o c¸ c MO tu© n theo
nguyªn lý v÷ng bÒn, nguyªn lý Pauli vµ qui t¾ c Hund.
1
! BË c liªn kÕ t = (sè electron trªn MO liªn kÕ t - sè electron trªn MO ph¶ n liªn kÕ t)
2
2. ThuyÕ t MO vµ sù h× nh thµnh liªn kÕ t cé ng hã a trÞ.
a. Ph© n tö hai nguyªn tö d¹ng A2.
! Chu kú 1: C¸ c nguyªn tè chu kú 1 cã AO duy nhÊ t 1s, nªn trong ph© n tö hai nguyªn tö
d¹ ng A2 sÏ cã sù tæ hîp hai AO-s ®Ó t¹ o ra hai MO-σ cã n¨ ng l îng nh gi¶ n ®å d í i
®© y :
E σ*1s
1s 1s
σ1s
A A2 A
Trªn c¬ së gi¶ n ® å nµ y ta cã cÊ u h× nh ph© n tö :
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 10
Liª n kÕ t hã a hä c
1
H: 1s1 ⇒ H2 : (σ1s)2 (σ*1s)0, bË c liªn kÕ t =
(2-0) = 1.
2
⇒ Hai nguyªn tö H liªn ví i nhau b» ng mé t liªn kÕ t ® ¬ n : H-H
1
He: 1s2 ⇒ He2 : (σ1s)2 (σ*1s)2, bË c liªn kÕ t = (2-2) = 0.
2
⇒ Kh«ng tån t¹ i liªn kÕ t gi÷a hai nguyªn tö He.
! Chu kú 2 : C¸ c nguyªn tö cña c¸ c nguyªn tè chu kú 2 cã 4 AO hãa trÞ (2s, 2px, 2py vµ
2pz), do vË y trong ph© n tö hai nguyªn tö d¹ ng A2 sÏ tæ hîp t¹ o 8 MO :
- Hai AO-2s t¹ o ra hai MO-σ lµ σ2S vµ σ*2S
- Hai AO-2pZ t¹ o ra hai MO-σ lµ σZ vµ σ*Z
- Bèn AO-2pX,Y t¹ o ra hai MO-σ lµ πX, πY vµ π*X, π*Y.
§è i ví i c¸ c hÖ O2, F2, (Ne2) n¨ ng l îng c¸ c MO ® îc ph© n bè t¨ ng dÇ n theo thø tù :
σ2S < σ*2S < σZ < πX, πY < π*X, π*Y < σ*Z (gi¶ n ®å A)
§è i ví i c¸ c hÖ Li2, (Be2), B2, C2, N2 n¨ ng lî ng c¸ c MO ® îc ph© n bè t¨ ng dÇ n theo thø
tù :
σ2S < σ*2S < πX, πY < σZ < π*X, π*Y < σ*Z (gi¶ n ® å B)
E σ*Z σ*Z
π*X π*Y π*X π*Y
2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p 2p
πX πY σ2S
σ2S πX πY
σ*S σ*S
2s 2s 2s 2s
σS σS
(Gi¶ n ®å A) (Gi¶ n ®å B)
Trªn c¬ së gi¶ n ® å nµ y ta cã cÊ u h× nh ph© n tö :
F : [He] 2s2 2p5⇒ Ph© n tö F2 cã tæng 14 electron hãa trÞ øng víi cÊ u h× nh :
F2 : (σ2S)2 (σ*2S)2 (σZ)2 (πX)2 (πY)2 (π*X)2 (π*Y)2 (σ*Z)0
1
BË c liªn kÕ t = (8-6) = 1
2
⇒ Hai nguyªn tö F liªn víi nhau b» ng mét liªn kÕ t ®¬n ( F-F )
O:[He] 2s2 2p4 ⇒ Ph© n tö O2 cã tæng 12 electron hãa trÞ øng víi cÊ u h× nh :
O2 : (σ2S)2 (σ*2S)2 (σZ)2 (πX)2 (πY)2 (π*X)1 (π*Y)1 (σ*Z)0
1
BË c liªn kÕ t = (8-4) = 2
2
⇒ Hai nguyªn tö O liªn víi nhau b» ng mét liªn kÕ t ®¬n vµ hai liªn kÕ t
"
mé t electron ( O ÷O hay O O )
!
b. Ph© n tö hai nguyªn tö d¹ng AB.
§è i ví i c¸ c nguyªn tè chu kú 2, sù tæ hîp cña hai AO-2s vµ s¸ u AO-2p t¹ o ra t¸ m MO cã trË t
tù
t¨ ng dÇ n møc n¨ ng lîng nh sau :
σ2S < σ*2S < πX, πY < σZ < π*X, π*Y < σ*Z
Trªn c¬ së nµ y ta cã thÓ kh¶ o s¸ t cÊ u h× nh ph© n tö cña c¸ c ph© n tö nh NO, CO, ...hay c¸ c
ion nh CN -, NO+, NO-, CO+,...
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 11
Liª n kÕ t hã a hä c
! BO, CN, CO+ , c¸ c ph© n tö vµ ion nµ y ®Òu cã 9 electron hãa trÞ øng víi cÊ u h× nh :
(σ2S)2 (σ*2S)2 (πX)2 (πY)2 (σZ)1
1
BË c liªn kÕ t = (5-2)= 2,5
2
"
Ph© n tö cã mé t liªn kÕ t σ, mét liªn kÕ t π vµ mét liªn kÕ t mét electron ( A = B ).
! CO, NO+, CN -, c¸ c ph© n tö vµ ion nµ y ®Òu cã 10 electron hãa trÞ øng víi cÊ u h× nh :
(σ2S)2 (σ*2S)2 (πX)2 (πY)2 (σZ)2
1
BË c liªn kÕ t = (8-2)= 3
2
Ph© n tö cã mé t liªn kÕ t σ vµ hai liªn kÕ t π ( A ≡ B ).
! NO, ph© n tö nµ y cã 11 electron hãa trÞ øng víi cÊ u h× nh :
(σ2S)2 (σ*2S)2 (πX)2 (πY)2 (σZ)2 (π*X)1
1
BË c liªn kÕ t = (8-3)= 2,5
2
"
Ph© n tö cã mé t liªn kÕ t σ, mét liªn kÕ t π vµ mét liªn kÕ t mét electron ( N = O ).
3. Sù cé ng hëng - Liªn kÕ t nhiÒu t©m kh«ng ®Þnh xø
Thù c nghiÖ m cho biÕ t trong ion cacbonat CO32-c¸ c gãc ë t© m ®Òu lµ 120o vµ c¸ c liªn kÕ t cã
®é dµ i nh nhau (1,31Å),®é dµ i nµ y cã gi¸ trÞ trung gian gi÷a liªn kÕ t ®¬n C-O (1,43 Å nh trong
ph© n tö CH3OH) vµ liªn kÕ t ®«i C=O (1,21 Å nh trong ph© n tö H2C=O) . Nh vË y c«ng thøc ®îc
viÕ t nh díi ®© y lµ kh«ng phï hîp do bË c liªn kÕ t kh¸ c nhau sÏ t¹ o ra ®é dµ i vµ gãc liªn kÕ t kh¸ c
nhau :
-O
C O
-O
Gi¶ i thÝ ch vÊ n ®Ò nµ y, ngêi ta cho r» ng do tÝ nh b× nh ® ¼ ng cña 3 nguyªn tö O mµ liªn
kÕ t πC=O cã thÓ chuyÓ n hãa qua l¹ i gi÷a 3 nguyªn tö vµ nh vË y CO32- tån t¹ i ®ång thêi ë 3
d¹ ng cÊ u t¹ o t ¬ng ® ¬ng (nh c¸ c c«ng thøc a, b, c d íi ®© y). Ngêi ta gäi ®© y lµ hiÖ n
t îng céng hëng vµ c¸ c cÊ u t¹ o ë ®© y ® îc gäi lµ cÊu t¹o cé ng hëng.
-O -O O
C O C O- C O-
-O (a) O (b) -O (c)
ChÝ nh x¸ c h¬n - theo thuyÕ t MO - trong ion CO32- cã mé t MO-π h× nh thµ nh do sù tæ hî p
cña 4 AO-p hay nã i c¸ ch kh¸ c ®∙ cã mét liªn kÕ t π kh«ng ®Þnh xø, mµ gi¶i táa trªn 4 nguyªn
4 1
tö cña ph© n tö (xem c« ng thøc d) ví i bË c liªn kÕ t cña mçi liªn kÕ t C-O lµ =1
3 3
O
O C
O
(d)
Sù cé ng h ëng t ¬ng tù trªn cßn gÆp ë mé t sè trê ng hî p nh HNO3, NO3-, PO43-, SO42-,
ClO4-, benzen C6H6...
VÝ dô :
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 12
Liª n kÕ t hã a hä c
O
O
HO N
O S
O
O
O
Theo thuyÕ t MO, liªn kÕ t nhiÒu t© m kh«ng ®Þnh xø kh«ng chØ xuÊ t hiÖ n trong c¸ c hÖ
cé ng hë ng π, mµ cßn cã c¸ c liªn kÕ t σ nhiÒu t© m kh«ng ®Þnh xø. Lý thuyÕ t vÒ liªn kÕ t
nhiÒu t© m kh«ng ®Þnh xø gióp gi¶ i thÝ ch ® îc liªn kÕ t mét sè ph© n tö thiÕ u còng nh thõa
electron.
VÝ dô : Trong ph© n tö diboran tån t¹ i hai liªn kÕ t kh«ng ®Þnh xø 3 t© m (BHB)
H H H H H H H H H
B B B B B B
H H H H H H H H H
§2. liªn kÕt Trong ph©n tö phøc
I. ®¹i c¬ng vÒ phøc chÊt
1. Kh¸ i niÖ m
" Phøc chÊt lµ nh÷ ng hî p chÊ t phøc t¹ p h× nh thµ nh tõ nh÷ng ph© n tö hay ion ®¬n gi¶ n,
thê ng gå m ion hay nguyªn tö trung t© m (h¹t trung t©m) vµ c¸ c ph© n tö , ion liªn kÕ t ví i h¹ t
trung t© m ® ã (c¸ c phè i tö - ligan).
VÝ dô : Fe(CO)5 , K2[CuCl4]
" H¹ t trung t©m trong ph© n lín c¸ c ph© n tö phøc lµ nguyªn tö hay cation cña c¸ c kim lo¹ i
chuyÓ n tiÕ p nh Fe, Co, Ni, Fe2+, Fe3+, Co3+, Ni2+, Cu2+, Ag+, Au3+...
" C¸c phèi tö cã thÓ lµ c¸ c ph© n tö trung hßa (nh CO, NH3, H2O,...) hay c¸ c anion (nh F-,
Cl-, Br-, CN -, OH-,...).
- Sè phèi tö liªn kÕ t trùc tiÕ p víi h¹ t trung t© m ®îc gäi lµ sè phèi trÝ cña h¹ t trung t© m
®ã.
VÝ dô : Fe(CO)5 Fe cã sè phèi trÝ b» ng 5
K2[CuCl4] Cu2+ cã sè phè i trÝ b» ng 4.
- §Æc ® iÓ m chung cña c¸ c phè i tö lµ chóng ®Òu cã mét hay nhiÒu cÆp electron tù do cã kh¶
n¨ ng t¹ o liªn kÕ t ví i h¹ t trung t© m, sè cÆp electron tù do tham gia liªn kÕ t ® îc gäi lµ sè
r¨ng cña phèi tö. Tï y theo sè cÆp electron tù do cña phèi tö cã kh¶ n¨ ng t¹ o liªn kÕ t víi h¹ t
trung t© m mµ ngêi ta chia phèi tö thµ nh phèi tö mét r¨ng hay nhiÒu r¨ng:
Phè i tö mét r¨ng lµ phè i tö chØ cã mét cÆp electron riªng tham gia liªn kÕ t t¹ o phøc.
VÝ dô nh : Cl-, OH-, CN-, SCN -, NO2-, CH3COO-...
•• •• •• ••
hoÆc N H3 , H 2 O , C5 H 5 N (piridin, viÕ t t¾ t lµ pi), C O , ...
Phèi tö nhiÒu r¨ng lµ phèi tö cã ® å ng thê i nhiÒu cÆp electron riªng tham gia liªn kÕ t
•• ••
VÝ dô nh : H 2 N − (CH 2 )2 − N H 2 (etilendiamin - en) - 2 r¨ ng
•• •• ••
H 2 N − (CH 2 )2 − N H − (CH 2 )2 − N H 2 (dietilentriamin-dien) - 3r¨ ng
-OOC CH 2 H 2C COO-
H2 H2
N C C N
-OOC CH 2 H 2C COO-
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 13
Liª n kÕ t hã a hä c
(etilendiamin tetra axetat - EDTA) - 6 r¨ ng
" CÊ u t¹o cña phøc cã thÓ chia thµ nh 2 phÇ n, h¹ t trung t© m vµ c¸ c phèi tö hîp thµ nh cÇu néi
(® Æt trong dÊ u mãc vu«ng), phÇ n cßn l¹ i cña phøc ® îc gäi lµ cÇu ngo¹i.
K2 [CuCl4 ] [ Al( H 2 O) 6 ] (NO3 ) 3
VÝ dô :
cÇungo¹i cÇunéi cÇunéi cÇungo¹i
" ViÖ c ph©n lo¹ i phøc dù a trªn mé t sè c¬ së kh¸ c nhau :
- Dù a trªn sè phè i tö ngêi ta chia thµ nh phøc cã sè phè i trÝ 2, 3, ..., 6.
VÝ dô : [Ag(NH3)2]+ (sè phèi trÝ 2)
[HgI3]- (sè phèi trÝ 3)
...
[Fe(CN)6]4- (sè phèi trÝ 6)
- Dù a vµ o lo¹ i phè i tö cã thÓ chia thµ nh phøc aqu¬ (phèi tö lµ H2O), phøc aminoacat (phè i
tö lµ NH3), phøc hidroxo (phèi tö lµ OH-), phøc axido (phèi tö lµ gèc axit), phøc hç n t¹ p
(chøa 2 hay nhiÒu phè i tö kh¸ c nhau)...
VÝ dô : [Cr(H2O)6]Cl3 phøc aqu¬
[Cu(NH3)4]SO4phøc aminoacat
K2[Zn(OH)4] phøc hidroxo ...
- Dù a vµ o ®iÖ n tÝ ch cña cÇ u néi cã thÓ chia thµ nh phøc cation (cÇ u né i lµ ion d ¬ng), phøc
anion (cÇ u né i lµ ion © m), phøc trung hßa (cÇ u néi lµ ph© n tö trung hßa).
2. Danh ph¸p
Tªn cña phøc ®îc gäi theo trË t tù :
" Tªn cation trí c tªn anion (kh« ng ph© n biÖ t ion cÇ u néi hay cÇ u ngo¹ i)
" C¸ c cÊ u tö cña cÇ u néi ®îc gäi theo trË t tù :
Sè phèi tö + Tªn phèi tö + Tªn h¹t trung t©m
! Sè phè i tö ® îc gäi b» ng sè ®Õ m Hil¹ p (2 : di, 3 : tri, 4 : tetra, 5 : penta, 6 : hexa, 7 :
hepta, 8 : octa, ...)
! Tªn cña phèi tö:
- Phè i tö lµ anion : tªn cña anion, thªm tiÕ p vÞ ng÷ "o"
VÝ dô : Cl- cloro, CN- : xiano, OH- : hidroxo, SCN- : thioxianato, S2O32- : thiosunfato...
- Phè i tö lµ ph©n tö trung hßa : mang c¸ c tªn riªng.
VÝ dô : H2O : aquo, NH3 : amin, CO : cacbonyl ...
- Trong phøc hçn t¹p, tªn phèi tö ®îc gäi theo trË t tù : phèi tö lµ anion tr íc (c¸ c anion
v« c¬ cã sè nguyªn tö t¨ ng dÇ n, c¸ c anion h÷u c¬ theo trË t tù b¶ ng ch÷ c¸ i), sau ®ã ®Õ n
phè i tö trung hßa (H2O, NH3, c¸ c phèi tö v« c¬, c¸ c phèi tö h÷u c¬ theo trË t tù b¶ ng ch÷
c¸ i).
! Tªn h¹ t trung t© m ®îc gäi b» ng tªn Latinh, cã chó ý tíi møc oxi hãa (ghi b» ng sè La
m∙ trong ngoÆc ® ¬ n). §è i ví i cÇ u néi lµ ion © m, tªn h¹ t trung t© m cã thªm tiÕ p vÞ ng÷
"at".
VÝ dô : [Pt(NH3)2Cl2] Diclorodiamin platin(II)
[Ti(H2O)6]Cl3 Hexaaquotitan(III) clorua
[Pt(NH3)4(H2O)2]Cl4 Diaquotetraaminplatin(IV) clorua
K2[PtCl6] Kali hexacloroplatinat(IV)
K2[Zn(OH)4] Kali tetrahidroxozincat(II)
""#!$%&'!()*!*+,'-!./0'!*1!./23!
1. ThuyÕ t VB vÒ phøc
" C¸ c luË n ®iÓ m chÝ nh
! Mç i phèi tö ®Òu cã c¸ c cÆp electron tù do, trong khi ®ã c¸ c h¹ t trung t© m (c¸ c nguyªn tö
hay ion kim lo¹ i chuyÓ n tiÕ p) l¹ i cã c¸ c obitan trèng (obitan tù do). Sù xen phñ gi÷a c¸ c
obitan mang cÆp electron tù do cña phè i tö ví i c¸ c obitan tù do lai hã a cña h¹ t trung t© m
h× nh thµ nh c¸ c liªn kÕ t céng hã a trÞ phè i trÝ . Nh vË y liªn kÕ t hã a häc trong ph© n tö
phøc chØ gå m c¸ c liªn kÕ t cé ng hãa trÞ phèi trÝ gi÷a c¸ c phèi tö víi h¹ t trung t© m.
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 14
Liª n kÕ t hã a hä c
! CÊ u t¹ o h× nh häc cña ph© n tö phøc phô thuéc tr¹ ng th¸ i lai hãa cña h¹ t trung t© m.
" Phøc ví i sè phè i trÝ kh¸ c nhau
Phøc cã sè phèi trÝ 2 : Thê ng lµ phøc cña c¸ c ion Ag+, Cu+, Au+, Hg2+ víi c¸ c phèi tö nh
NH3, Cl-, CN -, S2O32-...Trong phøc nµ y c¸ c h¹ t trung t© m ë th¸ i lai hãa sp nªn phøc cÊ u h× nh
® ê ng th¼ ng.
VÝ dô : Phøc [CuCl2]-
CÊ u h× nh cña Cu+ : 3d10
Tr¹ ng th¸ i lai hã a : sp (gi÷a 4s vµ 4p cßn trèng)
Liªn kÕ t ®îc h× nh thµ nh gi÷a cÆp electron tù do cña Cl- víi obitan trèng lai hãa sp cña
Cu+ t¹ o ra phøc thuË n tõ cã cÊ u h× nh th¼ng:
Cl- Cl-
!" !" !" !" !" !" !" [Cl → Cu ← Cl]−
3d 4s 4p
Phøc cã sè phèi trÝ 4 : Tïy thuéc t ¬ng t¸ c phèi tö vµ h¹ t trung t© m mµ tr¹ ng th¸ i lai hã a
cña h¹ t t© m cã kh¸ c nhau. NÕ u phèi tö víi h¹ t trung t© m t ¬ ng t¸ c m¹ nh th× h¹ t trung t© m
lai hã a trong dsp2 vµ phøc sÏ cã cÊ u h× nh vu«ng ph¼ng, cßn nÕ u t ¬ ng t¸ c yÕ u th× h¹t trung
t© m lai hã a ngoµ i sp2d vµ phøc sÏ cã cÊu h× nh tø diÖ n.
VÝ dô : Phøc [NiCl4]2-
CÊ u h× nh cña Ni2+ : 3d8
Tr¹ ng th¸ i lai hã a : sp3 (gi÷a 4s vµ 4p cßn trèng)
Liªn kÕ t ®îc h× nh thµ nh gi÷a cÆp electron tù do cña Cl- víi obitan trèng lai hãa sp3 cña
Ni2+ t¹ o ra phøc thuË n tõ cã cÊ u h× nh tø diÖ n :
Cl- Cl- Cl- Cl- Cl 2-
!" !" !" ! ! !" !" !" !" Ni
Cl Cl
3d 4s 4p Cl
VÝ dô 3: Phøc [Cu(CN)4]2-
CÊ u h× nh cña Ni2+ : 3d8
Tr¹ ng th¸ i lai hãa : dsp2 (do CN - lµ mé t phè i tö tr êng m¹ nh, t¬ng t¸ c cña phèi tö nµ y
lµ m cho hai electron d ® é c th© n cña Ni2+ bÞ nÐn l¹ i thµ nh mét obitan chøa electron ghÐp
® « i t¹ o mé t obitan d trè ng)
Liªn kÕ t ®îc h× nh thµ nh gi÷a cÆp electron tù do cña CN- víi obitan trèng lai hãa dsp2
cña Ni2+ t¹ o ra phøc thuË n tõ cã cÊu h× nh vu«ng ph¼ng:
CN- CN- CN- CN- CN CN 2-
!" !" !" !" !" !" !" !" Ni
3d 4s 4p
CN CN
Phøc cã sè phèi trÝ 6 t ¬ ng tù nh phøc víi sè phèi trÝ 4, tïy thuéc t¬ng t¸ c cña phèi tö
vµ h¹ t trung t© m lµ m¹ nh hay yÕ u mµ h¹ t trung t© m sÏ cã lai hãa trong d2sp3 hoÆc lai hãa
ngoµ i sp3d t¬ ng øng. C¶ hai kiÓ u lai hãa nµ y ®Òu t¹ o cÊ u h× nh b¸ t diÖ n.
VÝ dô 3: Phøc [FeF6]4-
CÊ u h× nh cña Ni2+ : 3d6
Tr¹ ng th¸ i lai hã a : sp3d2 (do F - lµ mét phèi tö trêng yÕ u, t¹ o lai hãa ngoµ i).
Liªn kÕ t ®îc h× nh thµ nh gi÷a cÆp electron tù do cña F - víi obitan trèng lai hã a
sp3d2 cña Fe2+ t¹ o ra phøc thuË n tõ cã cÊu h× nh b¸t diÖ n:
F- F- F- F- F- F- F 4-
!" !" !" !" !" !" F F
Fe
4s 4p 4d F F
F
2. ThuyÕ t trê ng phè i tö vÒ phøc
" C¸ c luË n ®iÓ m chÝ nh
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 15
Liª n kÕ t hã a hä c
! Liªn kÕ t gi÷ a phè i tö vµ h¹ t trung t© m chØ lµ t¬ng t¸ c tÜ nh ®iÖ n
! CÊ u h× nh electron cña h¹ t trung t© m chÞu ¶ nh h ëng cña ®iÖ n tr ê ng t¹ o bë i c¸ c phè i tö
! §è i ví i h¹ t trung t© m lµ c¸ c nguyªn tè chuyÓ n tiÕ p :
- Trong phøc tø diÖ n c¸ c obitan dxy, dyz vµ dzx hí ng trù c tiÕ p vµ o c¸ c phè i tö , chÞu t ¬ ng
t¸ c tÜ nh ® iÖ n m¹ nh nªn n¨ ng lîng t¨ ng lªn so víi c¸ c obitan d Z 2 vµ d X 2 −Y 2 dÉ n ® Õ n sù
t¸ ch thµ nh 2 møc n¨ ng lîng (e vµ t2) nh h× nh vÏ díi ®© y :
!!! t2
∆t
!! e
d !!!!!
- Trong phøc b¸ t diÖ n c¸ c obitan d Z 2 vµ d X 2 −Y 2 hí ng trù c tiÕ p vµ o c¸ c phè i tö , chÞu
t ¬ ng t¸ c tÜ nh ® iÖ n m¹ nh nªn n¨ ng lîng t¨ ng lªn so víi c¸ c obitan dxy, dyz vµ dzx dÉ n
® Õ n sù t¸ ch thµ nh 2 møc n¨ ng lîng (t2g vµ eg) nh h× nh vÏ díi ®© y :
!! eg
∆o
!!! t2g
d !!!!!
! §é chªnh lÖ ch gi a hai møc n¨ ng l îng suy biÕ n ® îc gäi lµ n¨ng lîng t¸ch (∆). §èi
ví i mé t h¹ t trung t© m x¸ c ® Þnh, n¨ ng l î ng t¸ ch phô thué c vµ o b¶ n chÊ t cña phè i tö .
Gi¸ trÞ ∆ t¨ ng dÇ n (d∙ y hãa häc quang phæ) cña c¸ c phè i tö ®∙ ®îc x¸ c ®Þnh b» ng thù c
ngiÖ m vµ cho kÕ t qu¶ sau :
I- < Br- < Cl- < SCN- < F- < OH- < H2O < NH3 < NO2- < CN-...
C¸ c phèi tö t¹ o ∆ lí n ®î c gä i lµ phèi tö trêng m¹ nh (nh NO2- , CN -) vµ c¸ c phè i tö
t¹ o ∆ nhá ® î c gä i lµ phè i tö trêng yÕ u (nh I- , Br- , Cl-).
! §ã i ví i c¸ c h¹ t trung t© m cã sè electron d lín h¬n sè obitan suy biÕ n møc thÊ p ( e ® è i
víi phøc tø diÖ n vµ t2g ®èi víi phøc b¸ t diÖ n) th× cÊ u h× nh electron phô thuéc vµ o c¸ c
® ¹ i lîng n¨ ng lîng t¸ch ∆ vµ n¨ng lî ng ghÐp P (n¨ ng lîng ph¶ i tiªu tèn ® Ó ghÐp
®«i electron).
- NÕ u ∆ < P c¸ c electron sau khi chiÕ m cø møc n¨ ng lîng thÊ p ®¹ t ®Õ n sè electron tè i
®a sÏ tiÕ p tôc chiÕ m cø møc n¨ ng lîng cao h¬n tríc khi b∙ o hßa c¸ c obitan.
- NÕ u ∆ > P c¸ c electron sÏ b∙ o hßa møc n¨ ng l î ng thÊ p tr í c khi chiÕ m cø møc n¨ ng
lîng cao h¬n.
" C¸ c vÝ dô :
XÐt hai phøc [Fe(H2O)6]2+ vµ [Fe(CN)6]4- cã n¨ ng lîng t¸ ch t¬ng øng lµ 124,1 kJ/mol vµ
394,2kJ/mol. §èi víi Fe2+, P = 210,2kJ/mol. X¸ c ® Þnh cÊ u h× nh vµ tõ tÝ nh cña hai phøc.
! §è i ví i phøc [Fe(H2O)6]2+ :
V× ∆ < P nªn ta cã cÊ u h× nh t 2 g eg (h× nh a)
4 2
Phøc cã 4 electron ®éc th© n nªn cã tÝ nh thuË n tõ.
## eg
∆o
# # # t2g
d #$ # # # #
! §è i ví i phøc [Fe(CN)6]4-:
V× ∆ > P nªn ta cã cÊ u h× nh t 2g (h× nh b)
6
Phøc kh«g cã electron ®éc th© n nªn cã tÝ nh nghÞch tõ.
eg
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 16
Liª n kÕ t hã a hä c
∆o
#$#$#$ t2g
d #$ # # # #
BAÌ I TÁÛ P LIÃN KÃÚ T HOÏ A HOÜ C
1. !"# $ %&'() * +,&%-. +(&/"# 0 1&2"# 3 +&4)5 &(. +(&%(67 +(&869 8&'(: +&%); &461&67 &%)7 &869 8&Liª n kÕ t hã a hä c
5. !"# $ %& 8C +,& %()9 8& WHW8%-@+?& 8C+,& %()9 8& 8: $ 1& %65 @& 8(@& 869 8& '(: +& %); & 461& T%(W@& !"#$% & !'
()(*!+,-'",. /'!+0 &>67 &!"#$% & !'*1 2 -3'",. /'!+0 '4'56U&E&S69 8&67 & F\M& E& Z"6; "& %(i 8(& %65 "& 46@& XGHM& 8@9 & %(# 0 & b# $ %&
(*D '&>*9 "&F\ME&
&
8. e(W@&'() *+,&'(69 '&!X&%(. &8@9 &%(# 0 &%C f +&%65 "&869 8&'(: +&%); &461&b(C +,&&V&OLl&?&X-Lp&?&RLp&?&
GHLM&?&PLl&&>67 &RpL&h&Z"6; "&%(i 8(E&&
&
9. GC D +,&(@9 6&%-A &81; 6&869 8&+,1=# +&%C $ &461&67 &8(@&/"# $ %&8: $ 1&(. +(&(. +(&(@D 8&81; 6&8(19 +,E&&
6[& G\`&& ?& F\M& ?&& \JP&
/[& GJ\`& ?& XLM& ?& OPJ& ?& OPM&
8[& GJ\J& ?& XW\J& ?& XWLJ& ?& GPJ& ?& GP&
!
12. 6E&G@9 &(6"&'(: +&%); &XWGHJ&>67 &FLME&G(@&/"# $ %&b"# 0 1&H6"&(@9 6&81; 6&869 8&+,1=# +&%); &%-1+,&
%: B&TXW&>67 &FU?&%) 7 &< @9 &2) 5 &< @69 +&8: $ 1&(. +(&(. +(&(@D 8&81; 6&(6"&'(: +&%) ; &%-# +E&&
/E&!"# $ %&8C+,&%()9 8&WHW8%-@+&>67 &8C+,&%()9 8&8: $ 1&%65 @&81; 6&869 8&"@+V&\MP]&>67 &F\`]&E&S69 8&
< A +(&b"# 0 1&H6"&(@9 6&81; 6&869 8&+,1=# +&%); &%-1+,&%: B&>67 &8(@&/"# $ %&8: $ 1&(. +(&(. +(&(@D 8&
81; 6&BC3 "&'(: +&%); E&&
Tr ê ng chuyª n Lª QuÝ § n - § N½ ng
« µ 18
Liª n kÕ t hã a hä c
&
13. O@&469 +(&< C D &'(: +&8) 5 8&81; 6&H"# +&b# $ %&%-@+,&869 8&'(: +&%); &461V&&
&&&&&&F\M&?&\JO&?&\JP&?&\JeW&?&G4GH&?&G6O&?&X6LJ&E&&
G(@&67 @&*9 "&+(61&%(. &4WY &
8@9 &8C +,&%() 9 8&+() &%(# $ &+67 @&>67 &%65 @&%(67 +(&%(W@&265 +,&H"# +&b# $ %&+67 @h&&
6[& K&]&y& & /[&X&]&\& 8[&G&]&q& 2[&Z&]&\& W[&Z&]&q&
a[& K&]&q& & ,[&q&]&L& ([&L&]&\& "[&\&]&\& &
&
19. "#&\@7 6&%6+&(@67 +&%@67 +&J?p&,6B&b"B&H@65 "&I&T(@9 6&%-A &MU&/j k +,&21+,&2A 8(&\GH&2)&%(. &%(1&
< ) * D 8&M?Ml&Hi %&\J&TLiª n kÕ t hã a hä c
21. "#!x# 0 &%-1+,&(@7 6&(@67 +&%@67 +&p?`&,6B&("2-@n"%&b"B&H@65 "&I&T(@9 6&%-A &JU&8: f +&217 +,&(# $ %&
gvv&,6B&21+,&2A 8(&\GH&p?Mz&E&S69 8&C&8*&K?&X?&G?&qE&X"# $ %&-j k +,&
"# K&8() 9 6&J?gJz&\&t&Ju?mz&Ft&lm?vmz&P& &
$# X&8()9 6&M?pz&\&t&Mp?mz&_&'(: f +&8@7 +&H65 "&H67 &@n"&
%# G&8() 9 6&MM?Mz&F6&t&Jv?Juz&F&t&`l?Mmz&P&
&# q&8() 9 6&Jp?`z&F6&t&op?gz&P&t&g?Jz&\&'(: f +&8@7 +&H65 "&H67 &868/@+E&&
&
27. ICD %& (*D '& 8(: $ %&K&8()9 6&`l?go`z& 868/@+?& '(: f +& 8@7 +& H65 "& H67 & +"%* E& e=; & b(C $ "& 81; 6& K&
