Giải bài tập Hóa lớp 10 Bài 12: Liên kết cộng hóa trị

Video giải bài tập Hóa lớp 10 Bài 12: Liên kết cộng hóa trị

Mở đầu trang 55 Hóa học 10: Nguyên tử hydrogen và chlorine dễ dàng kết hợp để tạo thành phần tử hydrogen chloride (HCl), liên kết trong trường hợp này có gì khác so với liên kết ion trong phân tử sodium chloride (NaCl)?

Lời giải:

Nguyên tử hydrogen liên kết với nguyên tử chlorine bằng cách mỗi nguyên tử góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung trong phân tử HCl. Khi đó nguyên tử hydrogen có 2 electron (cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm He) và nguyên tử chlorine có 8 electron ở lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

Khác với phân tử sodium chloride (NaCl) được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu Na⁺ và Cl^-. Các ion này được tạo ra do sự nhường, nhận electron.

I. Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị

Hoạt động trang 58 Hóa học 10: Lắp ráp mô hình một số phân tử

Chuẩn bị: Bộ lắp ráp mô hình các phân tử CH₄, C₂H₄, C₂H₂, C₂H₅OH, CH₃COOH.

Tiến hành:

- Chọn hình cầu có màu sắc khác nhau đại diện cho nguyên tử C, O, H.

- Lắp các hình cầu và que nối theo mẫu (Hình 12.8).

Quan sát mô hình và cho biết số liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba trong mỗi phân tử.

Lời giải:

- Trong phân tử methane (CH₄): có 4 liên kết đơn C-H

- Trong phân tử ethene (C₂H₄): có 4 liên kết đơn C-H và 1 liên kết đôi C=C

- Trong phân tử ethyne (C₂H₂): có 2 liên đơn C-H và 1 liên kết ba C≡C

- Trong phân tử ethanol (C₂H₅OH): có tất cả 8 liên kết đơn (trong đó: 5 liên kết đơn C-H, 1 liên kết đơn C-C, 1 liên kết đơn C-O và 1 liên kết đơn O-H).

- Trong phân tử ethanoic acid (CH₃COOH): có 1 liên kết đôi C=O và 6 liên kết đơn (trong đó: 3 liên kết đơn C-H, 1 liên kết đơn C-C, 1 liên kết đơn C-O và 1 liên kết đơn O-H.

Câu hỏi 1 trang 58 Hóa học 10: Viết công thức electron, công thức cấu tạo và công thức Lewis của các phân tử.

a) Bromine (Br₂).                           b) Hydrogen sulfide (H₂S).

c) Methane (CH₄).                          d) Ammonia (NH₃).

e) Ethene (C₂H₄).                           g) Ethyne (C₂H₂).

Lời giải:

II. Độ âm điện và liên kết hóa học

Câu hỏi 2 trang 59 Hóa học 10: Dựa vào giá trị độ âm điện trong Bảng 6.2, dự đoán loại liên kết (liên kết cộng hoá trị phân cực, liên kết cộng hoá trị không phân cực, liên kết ion) trong các phân tử: MgCl₂, AlCl₃, HBr, O₂, H₂, NH₃.

Lời giải:

- Trong phân tử MgCl₂, hiệu độ âm điện của Cl và Mg: 3,16 – 1,31 = 1,85.

⇒ Liên kết giữa Mg và Cl là liên kết ion.

- Trong phân tử AlCl₃, hiệu độ âm điện của Cl và Al: 3,16 – 1,61 = 1,55.

⇒ Liên kết giữa Al và Cl là liên kết cộng hóa trị phân cực.

- Trong phân tử HBr, hiệu độ âm điện của Br và H: 2,96 – 2,2 = 0,76.

⇒ Liên kết giữa Br và H là liên kết cộng hóa trị phân cực.

- Trong phân tử O₂, hiệu độ âm điện: 3,44 – 3,44 = 0.

⇒ Liên kết giữa O và O là liên kết cộng hóa trị không phân cực.

- Trong phân tử H₂, hiệu độ âm điện: 2,2 – 2,2 = 0.

⇒ Liên kết giữa H và H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.

- Trong phân tử NH₃, hiệu độ âm điện của N và H: 3,04 – 2,2 = 0,84.

⇒ Liên kết giữa N và H là liên kết cộng hóa trị phân cực.

III. Mô tả liên kết cộng hóa trị bằng sự xen phủ orbital nguyên tử

Câu hỏi 3 trang 61 Hóa học 10: Sự hình thành liên kết σ và liên kết π khác nhau như thế nào?

Lời giải:

- Sự xen phủ trục, tạo ra liên kết σ. Xen phủ trục là các orbital sẽ xen phủ với nhau theo trục liên kết. Có ba loại xen phủ trục:

   + Sự xen phủ s – s

   + Sự xen phủ s – p

   + Sự xen phủ p – p

- Sự xen phủ bên tạo ra liên kết π. Sự xen phủ bên là sự xen phủ, trong đó các orbital tham gia liên kết song song với nhau và vuông góc với đường nối tâm của hai nguyên tử liên kết.

Câu hỏi 4 trang 61 Hóa học 10: Số liên kết σ và π có trong phân tử C₂H₄ lần lượt là

A. 4 và 0.

B. 2 và 0.

C. 1 và 1.

D. 5 và 1.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong phân tử C₂H₄ có 4 liên kết cộng hóa trị đơn (là 4 liên kết σ) và 1 liên kết đôi (gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π).

⇒ Trong phân tử C₂H_4­ có 5 liên kết σ và 1 liên kết π.

IV. Năng lượng liên kết cộng hóa trị

Câu hỏi 5 trang 62 Hóa học 10: Năng lượng liên kết là gì? Năng lượng liên kết của phân tử Cl₂ là 243 kJ/mol cho biết điều gì?

Lời giải:

- Năng lượng liên kết (E_b) là năng lượng cần thiết để phá vỡ một liên kết hoá học trong phân tử ở thể khí thành các nguyên tử ở thể khí. Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết.

- Năng lượng liên kết của phân tử Cl₂ là 243 kJ/mol cho biết: để phá vỡ 1 mol liên kết

Cl-Cl thành các nguyên tử Cl (ở thể khí) cần năng lượng là 243 kJ.

Câu hỏi 6 trang 62 Hóa học 10: Dựa vào giá trị năng lượng liên kết ở Bảng 12.2, hãy chọn phương án đúng khi so sánh độ bền liên kết giữa Cl₂, Br₂ và I₂.

A. I₂ > Br₂ > Cl₂.

B. Br₂ > Cl₂ > I₂.

C. Cl₂ > Br₂ > I₂.

D. Cl₂ > I₂ > Br₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Dựa vào Bảng 12.2, ta thấy:

Năng lượng liên kết Cl – Cl (243 kJ/mol) > năng lượng liên kết Br – Br (193 kJ/mol) > năng lượng liên kết I – I (151 kJ/mol).

⇒ Độ bền liên kết giảm từ Cl₂ > Br₂ > I₂.

Em có thể trang 63 Hóa học 10: Phân biệt được liên kết ion, liên kết cộng hóa trị phân cực và liên kết cộng hóa trị không phân cực theo độ âm điện.

Lời giải:

Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử, dự đoán loại liên kết:

0 ≤ |${\Delta }_{\chi }$| < 0,4: liên kết cộng hóa trị không phân cực

0,4 ≤ |${\Delta }_{\chi }$| < 1,7: liên kết cộng hóa trị phân cực.

|${\Delta }_{\chi }$| ≥ 1,7: liên kết ion