[Sách mới] Soạn Hóa 10 Bài 10 CTST: Liên kết cộng hóa trị

Hướng dẫn Sách mới CTST Soạn Hóa 10 Bài 10: Liên kết cộng hóa trị ngắn gọn nhất bám sát nội dung SGK Hóa học 10 trang 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 bộ Chân trời sáng tạo theo chương trình sách mới. Hi vọng, qua bài viết này các em học sinh có thể nắm vững nội dung bài và hiểu bài tốt hơn.

Bài 10: Liên kết cộng hóa trị trang 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo

Mở đầu

Trả lời câu hỏi trang 59 SGK Hóa học 10

Trong việc hình thành liên kết hóa học, không phải lúc nào các nguyên tử cũng cho, nhận electron hóa trị với nhau như trong liên kết ion. Thay vào đó, chúng có thể cùng nhau sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet. Trong trường hợp này, một loại liên kết hóa học mới được hình thành. Đó là loại liên kết gì?

Lời giải:

Liên kết mà các nguyên tử sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet được gọi là liên kết cộng hóa trị.

Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung.

1. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị

Trả lời câu hỏi trang 59 SGK Hóa học 10

Câu 1: Quan sát các Hình 10.1 đến 10.3, cho biết quy tắc octet đã được áp dụng ra sao khi các nguyên tử tham gia hình thành liên kết.

Lời giải:

Nguyên tử bị thiếu bao nhiêu electron thì bỏ ra bấy nhiêu electron để góp chung electron với các nguyên tử khác => Đạt cấu hình eleectron bền vững của khí hiếm

Ví dụ:

- Nguyên tử O cần nhận thêm 2 electron => Bỏ ra 2 electron để góp chung

- Nguyên tử Cl và H cần nhận thêm 1 electron => Mỗi nguyên tử bỏ ra 1 electron để góp chung

- Nguyên tử N cần nhận thêm 3 electron => Bỏ ra 3 electron để góp chung

Câu 2: Giải thích sự hình thành liên kết trong các phân tử HCl, O₂ và N₂.

Lời giải:

- Sự hình thành liên kết trong phân tử HCl: trong quá trình hình thành liên kết hóa học, nguyên tử nguyên tố H và nguyên tử nguyên tố Cl góp chung 1 electron và sử dụng chung các electron góp chung để tạo thành lớp vỏ ngoài cùng tương ứng với khí hiếm He, Ar

- Sự hình thành liên kết trong phân tử O₂: mỗi nguyên tử nguyên tố O góp chung 2 electron và sử dụng chung các electron góp chung đó để tạo thành lớp vỏ tương ứng với khí hiếm Ne

- Sự hình thành liên kết trong phân tử N₂: mỗi nguyên tử nguyên tố N góp chung 3 electron và sử dụng chung các electron góp chung đó để tạo thành lớp vỏ tương ứng với khí hiếm Ne

Trả lời câu hỏi trang 60 SGK Hóa học 10

Câu 3: Thế nào là liên kết đơn, liên kết đôi và liên kết ba?

Lời giải:

- Liên kết đơn là liên kết được tạo bởi 1 cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử, biểu diễn bằng một gạch nối “–”.

- Liên kết đôi là liên kết được tạo bởi 2 cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử, biểu diễn bằng hai gạch nối “=”.

- Liên kết ba là liên kết được tạo bởi 3 cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử, biểu diễn bằng ba gạch nối “≡”.

Trả lời câu hỏi trang 60 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Trình bày sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử Cl₂.

Lời giải:

- Nguyên tử Cl có 7 electron ở lớp ngoài cùng => Có xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm Ar

=> Khi hình thành phân tử Cl₂, mỗi nguyên tử sẽ góp 1 electron để tạo thành 1 cặp electron chung

Câu 4: Viết công thức electron, công thức Lewis và công thức cấu tạo của Cl₂, H₂O, CH₄.

Lời giải:

Phân tử	Công thức electron	Công thức Lewis	Công thức cấu tạo
Cl2			Cl - Cl
H2O			H - O - H
CH4

Trả lời câu hỏi trang 60 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Trình bày sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử NH₃.

Lời giải:

Nguyên tử N góp chung 3 electron và 3 nguyên tử H mỗi nguyên tử góp chung 1 electron tạo thành ba cặp electron dùng chung và liên kết cộng hóa trị trong phân tử NH₃ là liên kết được hình thành giữa ba nguyên tử H và 1 nguyên tử N bằng ba cặp electron dùng chung

2. Liên kết cho - nhận

Trả lời câu hỏi trang 61 SGK Hóa học 10

Câu 5: Biết phân tử CO cũng có liên kết cho – nhận. Viết công thức electron và công thức cấu tạo của CO.

Lời giải:

- O có 6 electron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 2 electron

- C có 4 elctron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 4 electron

=> Mỗi nguyên tử sẽ góp chung 2 electron để tạo thành 2 cặp electron chung.

- Khi đó nguyên tử C có 6 electron, O có 8 electron ở lớp ngoài cùng => O sẽ sử dụng 1 cặp electron chưa liên kết làm cặp electron chung với nguyên tử C.

- Trong CO, nguyên tử O đóng góp cặp electron chung nên nguyên là nguyên tử cho, còn nguyên tử C không đóng góp electron nên đóng vai trò nhận

=> Công thức electron và công thức cấu tạo:

Câu 6: Cho biết đặc điểm của nguyên tử “cho” và nguyên tử “nhận” trong phân tử có liên kết cho – nhận.

Lời giải:

Trong liên kết cho - nhận, cặp electron chung giữa hai nguyên tử tham gia liên kết chỉ do nguyê tử "cho" đóng góp và nguyên tử "nhận" thì không đóng góp electron và dùng chung cặp electron đó.

Trả lời câu hỏi trang 61 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Trình bày liên kết cho – nhận trong ion NH₄⁺.

Lời giải:

Trong phân tử NH₃, lớp ngoài cùng của nguyên tử N có 5 electron, trong đó có cặp electron chưa liên kết. Ion H⁺ có orbital trống, không chứa electron. Khi phân tử NH₃ kết hợp với ion H⁺, nguyên tử N đóng góp cặp electron chưa liên kết để tạo liên kết với ion H⁺ tạo thành ion NH₄⁺. Khi đó, liên kết cho – nhận được hình thành, trong đó nguyên tử N là nguyên tử cho, ion H⁺ đóng vai trò nhận electron. Trong ion NH₄⁺, bốn liên kết N – H hoàn toàn tương đương nhau.

3. Phân biệt các loại liên kết dựa theo độ âm điện

Trả lời câu hỏi trang 62 SGK Hóa học 10

Câu 7: Vì sao liên kết cộng hóa trị trong các phân tử Cl₂, O₂, N₂ là liên kết cộng hóa trị không phân cực?

Lời giải:

Liên kết cộng hóa trị trong các phân tử Cl₂, O₂, N₂ là liên kết cộng hóa trị không phân cực vì là liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung không lệch về phía nguyên tử nào.

Câu 8: Trong các phân tử HCl, NH₃ và CO₂, cặp electron chung lệch về phía nguyên tử nào? Giải thích.

Lời giải:

- Trong phân tử HCl, Cl có độ âm điện lớn hơn H => Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử Cl

- Trong phân tử NH₃, N có độ âm điện lớn hơn H => Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử N

- Trong phân tử CO₂, O có độ âm điện lớn hơn C => Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử O

Trả lời câu hỏi trang 62 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Nêu thêm ví dụ về phân tử có liên kết cộng hóa trị không phân cực và liên kết cộng hóa trị phân cực. Viết công thức electron của chúng để minh họa.

Lời giải:

- Liên kết cộng hóa trị không phân cực: H₂, Cl₂…

- Liên kết cộng hóa trị phân cực: HBr, H₂O 

Câu 9: Liên kết cộng hóa trị trong phân tử dạng A₂ luôn là liên kết cộng hóa trị phân cực hay không phân cực? Giải thích.

Lời giải:

- Phân tử dạng A₂ được tạo bởi 2 nguyên tử giống nhau

=> Hiệu độ âm điện = 0

=> Cộng hóa trị không phân cực

=> Liên kết cộng hóa trị trong phân tử dạng A₂ luôn là liên kết cộng hóa trị không phân cực

Trả lời câu hỏi trang 63 SGK Hóa học 10

Câu 10: Em có nhận xét gì khi cặp electron chung trong liên kết lệch hẳn về một phía nguyên tử.

Lời giải:

Khi cặp electron chung trong liên kết lệch hẳn về phía một nguyên tử thì liên kết đó là liên kết cộng hóa trị phân cực hoặc liên kết ion.

Trả lời câu hỏi trang 63 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Cho biết loại liên kết trong các phân tử MgCl₂, CO₂ và C₂H₄?

Lời giải:

- Phân tử MgCl₂

+ Mg có độ âm điện = 1,31

+ Cl có độ âm điện = 3,16

=> Hiệu độ âm điện = 3,16 – 1,31 = 1,85 => Liên kết ion

- Phân tử CO₂

+ C có độ âm điện = 2,55

+ O có độ âm điện = 3,44

=> Hiệu độ âm điện = 3,44 – 2,55 = 0,89 => Liên kết cộng hóa trị phân cực

- Phân tử C₂H₄

+ C có độ âm điện = 2,55

+ H có độ âm điện = 2,2

=> Hiệu độ âm điện = 2,55 – 2,2 = 0,35 => Liên kết cộng hóa trị không phân cực

4. Sự hình thành liên kết σ, π và năng lượng liên kết

Trả lời câu hỏi trang 63 SGK Hóa học 10

Câu 11: Quan sát các Hình từ 10.5 đến 10.8, cho biết liên kết nào trong mỗi phân tử được tạo thành bởi sự xen phủ trục hoặc xen phủ bên của các orbital.

Lời giải:

- Liên kết σ (sigma) được hình thành do sự xen phủ trục của hai orbital.

- Liên kết π (pi) được hình thành do sự xen phủ bên của hai orbital.

Câu 12: Mô tả sự hình thành liên kết σ.

Lời giải:

- Liên kết σ là loai liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự xen phủ trục của hai orbital 

Trả lời câu hỏi trang 64 SGK Hóa học 10

Câu 13: Mô tả sự hình thành liên kết π.

Lời giải:

Liên kết п hay còn là sự xen phủ bên: Sự xen phủ thực hiện ở hai bên trục nối giữa hai hạt nhân nguyên tử

Câu 14: Quan sát Hình 10.8, hãy so sánh sự hình thành liên kết σ và liên kết π.

Lời giải:

	Liên kết σ	Liên kết π
Giống nhau	Đều là sự xen phủ các orbital nguyên tử
Khác nhau	- Xen phủ trục. - Vùng xen phủ nằm trên đường nối tâm hai nguyên tử - Liên kết σ bền vững hơn liên kết π.	- Xen phủ bên. - Vùng xen phủ nằm hai bên đường nối tâm hai nguyên tử. - Kém bền vững hơn liên kết σ.

Câu 15: Theo em, thế nào là liên kết bội? Phân tử nào dưới đây có chứa liên kết bội: Cl₂, HCl, O₂ và N₂?

Lời giải:

- Liên kết bội là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tố bằng hai hoặc ba cặp electron góp chung. Liên kết này được biểu thị bằng hai gạch nối hoặc ba gạch nối.

- Xét các phân tử:

+ Cl₂: Cl – Cl => Liên kết đơn

+ HCl: H – Cl => Liên kết đơn

+ O₂: O = O => Liên kết bội

+ N₂: N  N => Liên kết bội          

Câu 16: Sự xen phủ có sự tham gia của orbital nào luôn là xen phủ trục?

Lời giải:

Sự xen phủ có sự tham gia của AO s luôn là xen phủ trục vì dù theo phương, chiều nào thì vùng xen phủ cũng nằm trên đường nối tâm giữa hai nguyên tử.

Câu 17: Số liên kết σ và liên kết π trong mỗi liên kết đơn, liên kết đôi và liên kết ba lần lượt bằng bao nhiêu?

Lời giải:

- Liên kết đơn có 1 liên kết σ

- Liên kết đôi có 1 liên kết σ và 1 liên kết π

- Liên kết ba có 1 liên kết σ và 2 liên kết π

Trả lời câu hỏi trang 64 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Vẽ sơ đồ xen phủ orbital giữa 2 nguyên tử carbon hình thành liên kết đôi trong phân tử ethylene (C₂H₄).

Lời giải:

Sơ đồ xen phủ orbital giữa 2 nguyên tử carbon hình thành liên kết đôi trong phân tử ethylene (C₂H₄):

Câu 18: Căn cứ giá trị năng lượng liên kết H-H và N≡N đã cho, liên kết trong phân tử nào dễ bị phá vỡ hơn?

Lời giải:

Căn cứ giá trị năng lượng liên kết H-H và N≡N ta thấy liên kết trong phân tử H₂ dễ bị phá vỡ hơn.

Trả lời câu hỏi trang 65 SGK Hóa học 10

Câu 19: Theo em vì sao năng lượng liên kết luôn có giá trị dương?

Lời giải:

- Năng lượng liên kết đặc trưng cho độ bền của liên kết. Năng lượng liên kết càng lớn thì liên kết càng bền và ngược lại

=> Năng lượng liên kết luôn mang  giá trị dương, nếu mang giá trị âm thì phân tử đó không tồn tại

Trả lời câu hỏi trang 65 SGK Hóa học 10

Luyện tập: Nitrogen chiếm khoảng 78% thể tích không khí nhưng chỉ hoạt động ở nhiệt độ cao. Vì sao nitrogen là một chất khí không hoạt động ở điều kiện thường?

Lời giải:

Nitrogen là một chất khí không hoạt động ở điều kiện thường vì năng lượng liên kết trong phân tử N₂ lớn (E_b = 945 kJ/mol), phân tử N₂ bền.

Trả lời câu hỏi trang 65 SGK Hóa học 10

Vận dụng: Trong một số trường hợp đặc biệt, khí nitrogen được sử dụng để bơm lốp (vỏ) xe thay cho không khí là do khí oxygen có trong không khí có thể oxi hóa cao su theo thời gian. Khí nitrogen vì sao khắc phục được nhược điểm này?

Lời giải:

- Để phá vỡ 1 mol phân tử N₂ cần cùng cấp năng lượng lớn là 945 kJ

=> Phân tử N₂ rất khó bị phá vỡ, bền ở điều kiện thường

=> Nitrogen không tham gia phản ứng hóa học ở điều kiện thường

=> Nitrogen sẽ không oxi hóa cao su

=> Người ta dùng khí nitrogen để bơm vào lốp xe, tránh mòn lốp

Trả lời câu hỏi trang 66 SGK Hóa học 10

Câu 20: Trình bày các bước trong quá trình lắp ráp mô hình phân tử NH₃.

Lời giải:

Các bước trong quá trình lắp ráp mô hình phân tử NH₃:

Bước 1: Xác định hình học phân tử của chất cần lắp ráp. Cụ thể:

Phân tử NH₃ có dạng hình chóp với nguyên tử N ở đỉnh:

Bước 2: Xác định số lượng các loại liên kết và kiểu liên kết trong phân tử, qua đó xác định số lượng mỗi loại khối cầu và số thanh nối cần dùng. Cụ thể:

+ Khi tạo thành liên kết trong phân tử NH₃, mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron với nguyên tử N tạo thành 3 cặp electron dùng chung.

+ Chọn 3 thanh nối biểu diễn 3 liên kết đơn N-H. Chọn 1 quả cầu biểu diễn nguyên tử N và 3 quả cầu (khác màu với N, bán kính nhỏ hơn) biểu diễn 3 nguyên tử H.

Bước 3: Hoàn chỉnh mô hình phân tử

Câu 21: Mô hình sau biểu diễn phân tử CH₄ hay phân tử CH₃Cl?

Lời giải:

- Phân tử CH₄ được tạo bởi 2 nguyên tố: C và H

- Phân tử CH₃Cl được tạo bởi 3 nguyên tố: C, H và Cl

=> Mô hình trên biểu diễn phân tử của CH₃Cl

Trả lời câu hỏi trang 66 SGK Hóa học 10

Vận dụng: Lắp ráp mô hình phân tử CH≡CH, biết toàn bộ các nguyên tử nằm trên cùng một đường thẳng.

Lời giải:

Bước 1: Xác định hình học phân tử của CH≡CH:

Toàn bộ các nguyên tử nằm trên cùng một đường thẳng.

Bước 2: Xác định số lượng các loại liên kết và kiểu liên kết trong phân tử, qua đó xác định số lượng mỗi loại khối cầu và số thanh nối cần dùng. Cụ thể:

- Phân tử CH ≡ CH gồm có 2 liên kết đơn C – H và 1 liên kết ba C ≡ C.

- Chuẩn bị:

+ 5 thanh nối tương ứng với các liên kết.

+ 2 quả cầu màu đen biểu diễn C, hai quả cầu màu trắng biểu diễn H.

Bước 3: Hoàn chỉnh mô hình phân tử

Bài tập

Trả lời câu hỏi trang 66 SGK Hóa học 10

Bài 1: Trong phân tử iodine (I₂), mỗi nguyên tử iodine đã góp một electron để tạo cặp electron chung. Nhờ đó, mỗi nguyên tử iodine đã đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm nào dưới đây?

A. Xe

B. Ne

C. Ar

D. Kr

Lời giải:

Đáp án đúng là: A. Xe

- Trong bảng tuần hoàn, I nằm ở nhóm VIIA, chu kì 5

=> Có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng và có 5 lớp electron

- Khi góp dùng chung 1 cặp electron => I có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng và có 5 lớp electron

=> Giống cấu hình electron của khí hiếm Xe

Bài 2: Hydrogen sulfide (H₂S) và phosphine (PH₃) đều là những chất có mùi khó ngửi và rất độc. Trình bày sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử các chất trên.

Lời giải:

- Hydrogen sulfide (H₂S) và phosphine (PH₃) đều là những chất có mũi khó ngửi và rất độc.

- Liên kết cộng hóa trị trong phân tử H₂S được tạo thành giữa hai nguyên tử H và 1 nguyên tử S bằng 2 cặp electron chung.

- Liên kết cộng hóa trị trong phân tử PH₃ được tạo thành giữa ba nguyên tử H và 1 nguyên tử P bằng 3 cặp electron chung.

Bài 3: Viết công thức Lewis của các phân tử CS₂, SCl₂ và CCl₄.

Lời giải:

- Phân tử CS₂: Mỗi nguyên tử S sẽ góp chung 2 electron mới nguyên tử C tạo thành 4 cặp electron dùng chung

- Phân tử SCl₂: Mỗi nguyên tử Cl sẽ góp chung 1 electron với nguyên tử S để tạo thành 2 cặp electron dùng chung.

- Phân tử CCl₄: Mỗi nguyên tử Cl sẽ góp 1 electron với nguyên tử C để tạo thành 4 cặp electron dùng chung.

Bài 4: Trình bày sự hình thành liên kết cho – nhận trong phân tử sulfur dioxide (SO2).

Lời giải:

- O có 6 electron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 2 electron

- S có 6 elctron ở lớp ngoài cùng => Cần nhận thêm 2 electron

=> 1 nguyên tử S sẽ liên kết với 1 nguyên tử O bằng cách góp chung 2 electron

- Khi đó nguyên tử S có 8 electron, O có 8 electron ở lớp ngoài cùng => Còn 1 O chưa tham gia liên kết

- Trong khi đó nguyên tử S vẫn còn 2 đôi electron chưa tham gia liên kết

=> Nguyên tử S sẽ cho nguyên tử O chưa tham gia liên kết 1 cặp electron để dùng chung

=> Công thức electron và công thức cấu tạo:

Bài 5: Mô tả sự tạo thành liên kết trong phân tử chlorine bằng sự xen phủ của các AO.

Lời giải:

- Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử chlorine được biểu diễn trên các orbital như sau:

- Sự hình thành liên kết giữa hai nguyên tử chlorine là do sự xen phủ trục giữa hai AO p chứa electron độc thân của mỗi nguyên tử chlorine. Liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử chlorine là liên kết σ.

Bài 6: Sự xen phủ giữa hai orbital p trong trường hợp nào sẽ tạo thành liên kết σ? Trong trường hợp nào sẽ tạo thành liên kết π? Cho ví dụ.

Lời giải:

- Liên kết σ là sự xen phủ trục

- Liên kết п là sự xen phủ bên

Bài 7: Cho biết số liên kết σ và liên kết π trong phân tử acetylene (C₂H₂).

Lời giải:

- Phân tử C₂H₂ gồm 3 liên kết σ và 2 liên kết π. Cụ thể:

Bài 8: Năng lượng liên kết của các hydrogen halide được liệt kê trong bảng sau:

Hydrogen halide	Năng lượng liên kết (kJ/mol)
HF	565
HCl	427
HBr	363
HI	295

Sắp xếp theo chiều tăng dần độ bền liên kết trong các phân tử HF, HCl, HBr và HI

Lời giải:

- Sắp xếp theo chiều tăng dần giá trị năng lượng liên kết: HI < HBr < HCl < HF

=> Sắp xếp theo chiều tăng dần độ bền liên kết: HI < HBr < HCl < HF

- Sắp xếp theo chiều tăng dần giá trị năng lượng liên kết: HI < HBr < HCl < HF

=> Sắp xếp theo chiều tăng dần độ bền liên kết: HI < HBr < HCl < HF

>>> Xem toàn bộ: Soạn Hóa 10 Chân trời sáng tạo

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

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn Soạn Hóa 10 Bài 10: Liên kết cộng hóa trị trong bộ SGK Chân trời sáng tạo theo chương trình sách mới. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này. Toploigiai đã có đầy đủ các bài soạn cho các môn học trong các bộ sách mới Cánh Diều, Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức. Mời các bạn hãy click ngay vào trang chủ Toploigiai để tham khảo và chuẩn bị bài cho năm học mới nhé. Chúc các bạn học tốt!