Liên kết cộng hóa trị là gì?

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung, mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị, nên ta có liên kết đơn (trong phân tử H₂), có liên kết ba (trong phân tử N₂).  Để hiểu hơn về liên kết cộng hóa trị, hãy cùng Toploigiai theo dõi nội dung dưới đây

Liên kết cộng hóa trị là gì?

Liên kết cộng hóa trị (LKCHT) được hiểu là liên kết giữa hai nguyên tử hay ion trong đó các cặp electron (e) sẽ được chia sẻ với nhau. Nó còn được gọi là liên kết phân tử, được hình thành giữa hai nguyên tử phi kim có giá trị của độ âm điện tương tự hoặc tương đối gần nhau.

Chúng được tìm thấy trong nhiều hóa học, ví dụ như các gốc và đại phân tử. Thuật ngữ này được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1939, mặc dù từ năm 1919 Irving Langmuir đã đưa ra khái niệm “cộng hóa trị” để mô tả sống lượng electron được chia sẻ từ các nguyên tử lân cận.

Các hợp chất có LKCHT có thể ở trạng thái khí, lỏng hoặc rắn. Mỗi cặp e được chia sẻ giữa hai nguyên tử được gọi là cặp liên kết, ngược lại nếu không được chia sẻ sẽ gọi là cặp đơn độc.

>>> Tham khảo: Thế nào là liên kết cộng hóa trị không cực?

Các loại cộng hóa trị

Có tất cả 5 loại cộng hóa trị, cụ thể đó là:

* Liên kết cộng hóa trị có cực

Một liên kết cộng hóa trị có cực sẽ được tạo ra khi các electron dùng chung giữa các nguyên tử không được chia sẻ như nhau. Điều này chỉ xảy ra khi một nguyên tử có độ âm điện cao hơn nguyên tử mà nó đang chia sẻ.

Nguyên tử có độ âm điện cao hơn sẽ có lực hút mạnh hơn so với với các điện tử. Chính vì vậy, các electron được chia sẻ sẽ ở gần nguyên tử hơn với độ âm điện cao hơn, khiến nó chia sẻ không được đồng đều.

Một liên kết cộng phân tử có cực sẽ dẫn đến phân tử nghiêng về phía chứa nguyên tử có độ âm điện thấp hơn. Về phía hơi âm chứa nguyên tử có độ âm điện cao hơn vì các electron dùng chung sẽ bị dịch chuyển về phía nguyên tử có độ âm điện càng cao.

Kết quả của liên kết cộng hóa trị có cực, hợp chất của cộng hóa trị hình thành sẽ có một thế tĩnh điện.

Một ví dụ điển hình về các phân tử hình thành liên kết yếu với nhau là kết quả của thế tĩnh điện không cân bằng là liên kết của hidro. Trong đó một nguyên tử hydro sẽ tương tác với một nguyên tử Flo, Hidro hoặc nguyên tử oxi từ một phân tử hoặc nhóm hóa học khác.

* Liên kết hóa trị không cực

Một liên kết hóa trị không cực được tạo ra khi những nguyên tử chia sẻ các electron bằng nhau. Điều này thường xảy ra khi hai nguyên tử có lực tương tự hoặc có cùng điện tử.

Các giá trị của lực điện tử của chúng càng gần thì sức hút của chúng càng mạnh. Điều này xảy ra trong những phân tử khí, còn được gọi là các yếu tố diatomic. Liên kết phân tử không cực có khái niệm tương tự với liên kết phân tử có cực.  Nguyên tử có độ âm điện cao hơn sẽ hút electron ra khỏi hạt yếu hơn.

* Liên kết đơn phân tử

Một liên kết đơn phân tử là khi 2 phân tử đều chia sẻ 1 cặp electron duy nhất. Mặc dù ở dạng liên kết này yếu hơn và có mật độ nhỏ hơn liên kết đôi và liên kết ba. Tuy nhiên nó lại ổn định nhất vì nó có mức độ phản ứng thấp hơn đồng nghĩa với việc ít bị ảnh hưởng hơn khi bị mất electron trước các nguyên tử muốn đánh cắp electron.

Ví dụ: Liên kết phân tử giữa nguyên tử H₂ và Cl₂ sẽ tạo nên axit HCl.

* Liên kết đôi phân tử

Các nguyên tử chia sẻ cặp electron với nhau trong liên kết đơn

Liên kết đôi là khi hai nguyên tử chia sẻ hai cặp electron cho nhau. Nó được mô tả bằng hai đường ngang giữa hai nguyên tử trong một phân tử. Loại liên kết này mạnh hơn rất nhiều so với liên kết đơn, nhưng nó lại kém ổn định hơn.

Ví dụ 2: Khí CO₂

Carbon dioxide có tổng cộng gồm 1 nguyên tử Cacbon và 2 nguyên tử Oxy. Mỗi nguyên tử Oxi có 6 electron hóa trị trong khi nguyên tử Cacbon chỉ có 4 electron hóa trị. Để đáp ứng đúng quy tắc Octet, nguyên tử Cacbon cần thêm 4 electron hóa trị. Vì mỗi nguyên tử Oxi sẽ có 3 cặp electron đơn độc, mỗi cặp có thể chia sẻ 1 cặp electron với Carbon.

* Liên kết 3 phân tử

Liên kết ba là khi ba cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử. Đây là loại kém ổn định nhất trong các loại liên kết cộng hóa trị.

Ví dụ: C₂H₂

Acetylene gồm tổng cộng 2 nguyên tử Cacbon và 2 nguyên tử hidro. Mỗi nguyên tử hidro sẽ có 1 electron hóa trị, trong khi mỗi nguyên tử Cacbon có 4 electron hóa trị. Mỗi Cacbon phải cần thêm 4 electron và mỗi hidro cần thêm 1 electron. Hidro chia sẻ electron duy nhất của nó cho Carbon để có được hóa trị đầy đủ. Bây giờ nguyên tố Carbon có 5 electron.

Bởi vì mỗi nguyên tử Cacbon gồm có 5 electron - 1 liên kết đơn và 3 electron chưa ghép cặp - hai Carbons có thể chia sẻ các electron chưa ghép cặp của chúng để tạo thành liên kết ba.

>>> Tham khảo: Liên kết hoá học giữa nguyên tử của nguyên tố nào với nguyên tử natri trong hợp chất sau thuộc loại liên kết cộng hoá trị có cực

Tính chất của Liên kết cộng hóa trị

Vậy tính chất của liên kết cộng hóa trị là gì? Qua các nghiên cứu, liên kết cộng hóa trị có những tính chất sau:

- Liên kết cộng hóa trị không dẫn đến sự hình thành của các electron mới. Mối liên kết chỉ có thể trao đổi electron với nhau. Chúng là những liên kết hóa học rất mạnh tồn tại giữa nhiều nguyên tử.

- Mỗi một liên kết cộng hóa trị thường chứa năng lượng khoảng 80 kilocalories/ mol (kcal/mol).

- Liên kết cộng hóa trị rất hiếm khi bị phá vỡ một cách tự nhiên sau khi nó được hình thành. Hầu hết những hợp chất có liên kết cộng hóa trị có điểm nóng chảy và điểm sôi tương đối thấp.

- Những hợp chất có liên kết cộng hóa trị thường có entanpi hóa hơi và nhiệt hạch thấp hơn. Các hợp chất được tạo thành bằng liên kết cộng hóa trị không dẫn điện vì thiếu các điện tử tự do. Các hợp chất cộng hóa trị không tan được trong nước.

---------------------------------

Trên đây Top lời giải và bạn đã cùng nhau đi tìm hiểu về liên kết cộng hóa trị là gì, chúng tôi mong bạn sẽ có những kiến thức bổ ích. Chúc bạn học tốt.