Download miễn phí Tiểu luận Liên kết hóa học và cấu tạo phân tử
MỤC LỤC
Lời nói đầu 3
I.Những khái niệm cơ bản về liên kết hóa học 5
II. Liên kết cộng hóa trị 5
III. Liên kết ion 21
IV. Liên kim loại 24
V. Các liên kết yếu 27
VI. Liên kết hidro 29
E. Bài tập vận dụng 30
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
uyên tử, trạng thái của electron trong phân tử được xác định bằng các OM. Mỗi một MO cũng được xác định bằng tổ hợp các số lượng tử n, l, mll
0
1
2
3
AO trong nguyên tử
s
p
d
f
MO trong phân tử
s
p
d
j
Các MO khác nhau bởi sự phân bố mật độ electron tương đối so với trục liên nhân:
s - dọc theo trục nối hạt nhân
p - nằm về hai phía trục nối hạt nhân
Các MO được hình thành do sự tổ hợp tuyến tính (cộng hay trừ) các AO (tức là sự xen phủ)
Sự tổ hợp cộng (tổ hợp cùng dấu) các AO sẽ tạo thành các MO liên kết (s, p…) có năng lượng nhỏ hơn năng lượng của các AO tham gia tổ hợp
Sự tổ hợp trừ các AO sẽ tạo thành các MO phản liên kết (s* ,p* …) có năng lượng lớn hơn năng lượng của các AO tham gia tổ hợp
MO không liên kết (s0, p0 …) do các AO chuyển nguyên vẹn mà thành. Các MO này không ảnh hưởng tới liên kết. Năng lượng của các MO không liên kết bằng năng lượng của các AO tạo thành nó.
Số MO tạo thành bằng tổng số AO tham gia tổ hợp
Sự tạo thành các MO từ các AO có thể biểu diễn bằng giản đồ năng lượng
Điều kiện tổ hợp: các AO tham gia tổ hợp phải:
gần nhau về năng lượng
có mật độ electron đáng kể
có tính đối xứng đối với trục nối hạt nhân giống nhau
Sự phân bố e trên các MO cũng tương tự như trong nguyên tử, tuân theo các nguyên lý ngoại trừ, vững bền của Paouli và quy tắc Hund
Các đặc trưng liên kết:
Liên kết được quyết định bởi các e liên kết (e nằm trên các MO liên kết) mà không bị triệt tiêu.
Cứ một cặp e liên kết bị triệt tiêu bởi một cặp e phản liên kết tương ứng
Một bậc liên kết ứng với một cặp e liên kết không bị triệt tiêu
Cho liên kết 2 tâm:
Bậc liên kết tăng thì năng lượng liên kết tăng còn độ dài liên kết giảm
Tên của liên kết được gọi bằng tên của cặp e liên kết không bị triệt tiêu
Tóm lại: việc mô tả cấu trúc phân tử gồm các bước:
Bước 1: Xét sự tạo thành MO từ các AO
Bước 2: Sắp xếp các MO tạo thành theo thứ tự năng lượng tăng dần
Bước 3: Xếp các e vào các MO
Bước 4: Xét các đặc trưng liên kết
Áp dụng phương pháp MO cho các phân tử bậc hai
Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của các nguyên tố đầu chu kỳ II
Phân tử, ion
Li2
Be2
B2
C2
N2
Tổng số e hóa trị
2
4
6
8
10
11
Giản đồ đầu
chu kỳ
¾
¾
¾
¾
¾
¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¾
¾
¾
¾
¯
¾ ¾
¾ ¾
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¾
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
Bậc liên kết
1
0
1
2
3
2,5
Độ dài liên kết (Å)
2,67
–
1,59
1,24
1,10
1,12
Năng lượng lk (kJ/mol)
105
–
289
599
940
828
Từ tính
nghịch từ
–
thuận từ
nghịch từ
nghịch từ
thuận từ
Các phân tử hai nguyên tử cùng loại của những nguyên tố cuối chu kỳ II
Phân tử, ion
Tổng số e hóa trị
11
12
13
14
15
16
Giản đồ cuối
chu kỳ
¾
¾
¾
¾
¯
¾
¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
Bậc liên kết
2,5
2
1,5
1
0,5
0
Độ dài liên kết (Å)
1,12
1,21
1,26
1,41
–
Năng lượng lk (kJ/mol)
629
494
328
154
–
Từ tính
thuận từ
thuận từ
thuận từ
nghịch từ
thuận từ
–
Các phân tử hai nguyên tử khác loại của những nguyên tố chu kỳ II
Các MO tạo thành tương tự trường hợp phân tử 2 nguyên tử cùng loại chu kỳ II:
Khi cả hai nguyên tử là nguyên tố cuối chu kỳ: tạo giản đồ cuối chu kỳ
Trong các trường hợp còn lại: tạo giản đồ đầu chu kỳ
Do các nguyên tử tương tác khác nhau về độ âm điện nên:
AO của nguyên tử dương điện hơn sẽ góp chủ yếu vào MO phản liên kết
AO của nguyên tử âm điện hơn sẽ góp chủ yếu vào MO liên kết
Phân tử, ion
N2
CO
CN–
NO+
Tổng số e hóa trị
10
10
10
10
¾
¾
¾
¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¾ ¾
¯
¯
¯
¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯ ¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
¯
Bậc liên kết
3
3
3
3
Độ dài liên kết (Å)
1,10
1,13
1,14
1,06
Năng lượng lk (kJ/mol)
940
1076
1004
1051
Từ tính
nghịch từ
nghịch từ
nghịch từ
nghịch từ
Nhận xét
Khi thêm e trên các MO liên kết sẽ làm bậc liên kết tăng ® liên kết sẽ bền hơn
Khi thêm e vào các MO phản liên kết sẽ làm bậc liên kết giảm ® liên kết sẽ kém bền hơn
Khi thêm e vào MO không liên kết, bậc liên kết không thay đổi
Ưu điểm của phương pháp MO
Giải thích được sự tồn tại của và sự không tồn tại của Be2, Ne2
Giải thích được tính thuận từ của O2 (Các phân tử chứa e độc thân thì thuận từ, các phân tử không có chứa e độc thân thì nghịch từ)
Giải thích được mầu sắc của các chất: là do sự hấp thu có chọn lọc của chất với các tia vùng quang phổ ánh sáng thấy được. Chính sự hấp thu có chọn lọc khi bị kích thích này của các phân tử làm cho các chất có mầu sắc (là tổ hợp của các tia sáng còn lại không bị hấp thụ) khác nhau
Nhược điểm của phương pháp MO: khó
Phương pháp liên kết hóa trị (VB – valence bond)
Quan niệm về liên kết cộng hóa trị theo phương pháp VB
Ví dụ: Phân tử H2
Ở một thời điểm bất kỳ các hạt nhân và các e có vị trí tương đối như vậy:
ra1
rb2
2
1
a
b
rab
r12
ra2
rb1
Vị trí tương đối của các electron và hạt nhân trong phân tử hydro
Phương trình sóng Schrodinger:
Thế năng V:
Để xác định hàm sóng Ψ, Heitler và London lý luận:
Khi hai nguyên tử ở xa nhau vô cùng, thực tế chỉ cần chú ý tới tương tác giữa e và hạt nhân của từng nguyên tử. Lúc đó sự chuyển động của e được mô tả bằng hàm sóng của nguyên tử H:
→ Một cách gần đúng: hàm sóng Ψ của phân tử H2:
Khi hai nguyên tử H tiến lại gần nhau: e1 gần hạt nhân b, e2 gần hạt nhân a → hàm sóng được bổ sung thêm đại lượng:
Một cách gần đúng:
Thế vào phương trình sóng Schrodinger. Giải phương trình được 2 đáp số: c1 = c2 = CS
c1 = - c2 = CA
→ Có 2 hàm sóng đặc trưng cho sự chuyển động của các e trong phân tử H2:
- hàm đối xứng
- hàm bất đối xứng
Về phương diện vật lý:
ΨS - ứng với trường hợp 2e của H2 có spin ngược dấu: mật độ e tăng lên trong vùng không gian giữa hai hạt nhân → lực hút xuất hiện → liên kết hình thành
ΨA - ứng với trường hợp 2e của H2 có spin cùng dấu: mật độ e giảm xuống = 0 trong vùng không gian giữa hai hạt nhân → lực đẩy xuất hiện → liên kết không hình thành
Liên kết giữa các nguyên tử H được tạo thành như trên gọi là liên kết cộng hóa trị.
Nội dung cơ bản của phương pháp VB về liên kết cộng hóa trị:
Liên kết cộng hóa trị cơ sở trên cặp e ghép đôi có spin ngược dấu và thuộc về đồng thời cả hai nguyên tử tương tác (liên kết 2e – 2 tâm)
Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự xen phủ lẫn nhau giữa các AO hóa trị của các nguyên tử tương tác (sự tổ hợp tuyến tính các hàm sóng nguyên tử)
Mức độ và kết quả xen phủ phụ thuộc vào dấu của các AO:
Xen phủ dương: nếu trong vùng xen phủ các hàm sóng có dấu giống nhau ® xuất hiện lực hút giữa các hạt nhân và các electron ® liên kết hình thành
Xen phủ âm: nếu trong vùng xen phủ các hàm sóng có dấu ngược nhau ® xuất hiện lực dẩy giữa các hạt nhân ® liên kết không hình thành
Xen phủ không:...