Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 19: Luyện tập

Trình bày nội dung của quy tắc bát tử. Vận dụng quy tắc bát tử để giải thích sự hình thành liên kết ion trong các phân tử: LiF, KBr, CaCl₂.

Phương pháp giải

- Theo quy tắc bát tử (8 electron) thì các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình bền vững của các khí hiếm với 8 electron (hoặc đối với heli) ở lớp ngoài cùng.

- Giải thích quá trình hình thành liên kết:

+ Viết cấu hình electron

+ Xác định trạng thái bền

Hướng dẫn giải

Theo quy tắc bát tử (8 electron) thì các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình bền vững của các khí hiếm với 8 electron (hoặc đối với heli) ở lớp ngoài cùng.

+ Các nguyên tử các nguyên tố s thường có khuynh hướng nhường electron lớp ngoài cùng để có lớp sát ngoài cùng 8 electron.

+ Các nguyên tử của các nguyên tố p là phi kim thường, có khuynh hướng thu thêm electron để cho lớp ngoài cùng của chúng có 8 electron.

Liên kết ion trong các phân tử:

+ LiF: Cấu hình electron: Li (Z = 3): 1s²2s¹

F (Z =9): 1s²2s²2p⁵

Nguyên tử Li có 1 electron lớp ngoài cùng nên nhường 1 e tạo ion dương Li⁺ . Nguyên tử F có 7 electron lớp ngoài cùng nên nhận thêm 1 electron của Li tạo ion F^-, hình thành liên lết giữa Li⁺ và F^-:  LiF

+ KBr: Cấu hình electron: K ( Z= 11): 1s²2s²2p⁶3s¹

Br (Z= 35): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

Nguyên tử K có 1 electron lớp ngoài cùng nên nhường 1 electron tạo ion K ⁺ . Nguyên tử Br có 7 electron lớp ngoài cùng nên nhận thêm 1 electron của K tạo thành Br, thành liên kết giữa K⁺ và Br: KBr

+ CaCl₂: cấu hình electron: Ca (Z = 20): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

Cl (Z = 17): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

Nguyên tử Ca có 2 electron lớp ngoài cùng nên 2 nguyên tử Cl nhường thêm 2 electron tạo ion dương Ca²⁺ , Nguyên tử có 7 electron lớp ngoài cùng nên 2 nguyên tử Cl nhận thêm 2 electron của 2 tạo thành ion Cl, hình thành liên kết giữa Ca²⁺ và Cl^-: CaCl₂.

Sử dụng mô hình xen phủ các obitan nguyên tử để giải thích sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong các phân tử: I₂, HBr.

Phương pháp giải

- Liên kết hóa học trong I₂ được hình thành nhờ sự xen phủ giữa obitan p chứa electron độc thân của mỗi nguyên tử iot.

- Liên kết hóa học trong phân tử HBr được hình thành nhờ sự xen obitan 1s của nguyên tử hiđro và obitan 4p có 1 electron độc nguyên tử brom.

Hướng dẫn giải

- Liên kết hóa học trong I₂ được hình thành nhờ sự xen phủ giữa obitan p chứa electron độc thân của mỗi nguyên tử iot.

Sơ đồ:

- Liên kết hóa học trong phân tử HBr được hình thành nhờ sự xen obitan 1s của nguyên tử hiđro và obitan 4p có 1 electron độc nguyên tử brom.

Sơ đồ:

Hãy viết công thức electron và công thức cấu tạo của các phân tử sau: PH₃, SO₂, HNO₃

Phương pháp giải

 Viết cấu hình e của các nguyên tử tạo hợp chất

- Tính nhẩm số e mỗi nguyên tử góp chung = 8 – số e lớp ngoài cùng

- Biểu diễn các e lớp ngoài cùng và các cặp e chung (bằng các dấu chấm) lên xung quanh kí hiệu nguyên tử ⇒ công thức electron

- Thay mỗi cặp e chung bằng 1 gạch ngang ta được công thức cấu tạo

Hướng dẫn giải

Dựa trên lí thuyết lai hóa các obitan nguyên tử, mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử: BeCl₂, BCl₃. Biết phân tử BeCl₂ có dạng đường thẳng, còn phân tử BCl₃ có dạng tam giác đều.

Phương pháp giải

- Phân tử BeCl₂ lai hóa sp

- Phân tử BCl₃ lai hóa sp²

Hướng dẫn giải

- Phân tử BeCl₂: Nguyên tử beri đã sử dụng 1 AOs và 1 AOp lai hóa với nhau để tạo thành hai obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng với nhau về 2 phía đối xứng nhau. Beri đã sử dụng 2 obitan lai hóa sp xen phủ với 2 obitan p của 2 nguyên tử clo, tạo thành liên kết σ giữa Be – Cl

- Phân tử BCl₃: Nguyên tử bo đã sử dụng 1 AOs và 2 AOp lai hóa với nhau để tạo thành 3 AO lai hóa sp² nằm trong một mặt phẳng định hướng từ tâm đến 3 đỉnh của tam giác đều. Nguyên tử bo đã sử dụng 3 obitan lai hóa sp2 xen phủ với 3 obitan p của 3 nguyên tử clo tạo thành 3 liên kết σ giữa B – Cl.