Giáo viên: Nguyễn Đức Thắng

Tiết 30:

BÀI 18:

SỰ LAI HOÁ OBITAN NGUYÊN TỬ, SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT ĐƠN, LIÊN KẾT

ĐÔI, LIÊN KẾT BA

K ie å m t r a b a ø i c u õ :

Viết CT electron, CTCT và mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử CH4

CT electron CT cấu tạo

C:HH:....H

H C HHH

H

Phân tử hình thành nhờ sự xen phủ 1AO 2s, 3AO 2p của nguyên tử C với AO 1s của 4 nguyên tử H

Em coù nhaän xeùt gì veà độ bền caùc lieân keát trong phaân töû

CH4

I / K h a ù i n ie ä m v e à s ö ï la i h o ù a :

VD : Xeùt lieân keát trong phaân töû CH4

Dữ kiện thực nghiệm:- 4 liên kết C-H có độ bền như nhau- Phân tử có cấu trúc tứ diện đều, góc hoá trị HCH bằng 109028’

Giải thích bằng thuyết lai hoá

1s2 2s2 2p2 1s2 2s1 2p3

C* C

Cơ bản Kích thích* Nguyeân töû C coù 4 electron hoùa trò laø 1 electron s, 3 electron p* Nguyeân töû C duøng 1 obitan 2s vaø 3 obitan 2p toå hôïp “ t r o ä n la ã n ” thaønh 4 obitan môùi gioáng heät nhau goïi laø 4 obitan lai hoùa sp3.* Boán obitan lai hoùa sp3 xen phuû vôùi 4 obitan 1s cuûa 4 nguyeân töû H taïo thaønh 4 lieân keát C – H gioáng heät nhau, goùc lieân keát 109o28’.

1 AOs lai hóa với 3 AOp1 AOs lai hóa với 3 AOp 4 AO lai hóa sp4 AO lai hóa sp33 của của nguyên tử cacbonnguyên tử cacbon

+ 4+ 4 HH

HH

HH

HHHH

Sự lai hóa spSự lai hóa sp33 và sự hình thành các liên kết trong phân tử CH và sự hình thành các liên kết trong phân tử CH44

Như vậy: Sự lai hoá obitan nguyên tử là sự tổ hợp ‘trộn lẫn’ một số obitan hoá trị trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hoá giống nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian

Nguyên nhân của sự lai hoá: Các obitan hoá trị ở các phân lớp khác nhau có năng lượng và hình dạng khác nhau cần phải đồng nhất để tạo liên kết bền với các nguyên tử khác

Điều kiện obitan hoá trị tham gia lai hoá: Có năng lượng gần bằng nhau

Đặc điểm của các obitan lai hoá:

-Có kích thước, hình dạng và năng lượng giống nhau, chỉ khác nhau về cách định hướng trong không gian

-Có bao nhiêu obitan tổ hợp sẽ tạo bấy nhiêu obitan lai hoá

- Có một đầu nở rộng và một đầu thu hẹp

I I / C a ù c k ie å u la i h o ù a t h ö ô ø n g g a ë p :1/ L a i h o ù a s p :2 / L a i h o ù a s p 2 :3 / L a i h o ù a s p 3 :

Xem moâ phoûng caùc kieåu lai hoùa, vôùi moãi kieåu lai hoùa cho bieát do obitan naøo tham gia ? Soá löôïng obitan lai hoùa ñöôïc taïo thaønh, hình daïng vaø söï ñònh höôùng trong khoâng gian.

1/ L a i h o ù a s p :

Tổ hợp 1AO-s và 1AO-p tạo thành 2AO lai hoá sp nằm thẳng hàng hướng về 2 phía, đối xứng nhau, góc liên kết 1800 (lai hoá thẳng)

Lai hoá sp dùng giải thích liên kết trong một số phân tử: BeH2, BeCl2, C2H2….

1AOs + 1AOp1AOs + 1AOp 2AO lai hóa sp2AO lai hóa sp

Trạng thái lai hóa sp của nguyên tử beriTrạng thái lai hóa sp của nguyên tử beri

HH HHBeBe

Sự xen phủ các obitan tạo liên Sự xen phủ các obitan tạo liên kết Be-Hkết Be-H

1s2 2s2 2p0 1s2 2s1 2p1

Be* Be

Cơ bản Kích thích

VD: Xét phân tử BeH2: Dữ kiện thực nghiệm

Góc HBeH=180o. 2 liên kết Be-H giống hệt nhau .

2 / L a i h o ù a s p 2 :

Tổ hợp 1AO-s với 2AO-p tạo thành 3AO lai hoá sp2 nằm trong một mặt phẳng định hướng từ tâm đến đỉnh của một tam giác đều. Góc hoá trị bằng 1200

Lai hoá sp2 dùng giải thích liên kết trong một số phân tử: BF3, C2H4, SO3, HCHO….

1s2 2s2 2p1 1s2 2s1 2p2

B* B

Cơ bản Kích thích

F:

1s2 2s2 2p5

Xét phân tử: BFXét phân tử: BF 33 :Dữ kiện thực nghiệm::Dữ kiện thực nghiệm:

- Góc FBF=120- Góc FBF=120oo..

- 3 liên kết B-F giống hệt nhau- 3 liên kết B-F giống hệt nhau

120120ooLai hóaLai hóa

1 AO s,2 AO p1 AO s,2 AO p 3 AO lai hóa sp3 AO lai hóa sp22

+ 3+ 3 FF

BB

Sự lai hóa spSự lai hóa sp22 và sự hình thành các liên kết trong phân tử BF và sự hình thành các liên kết trong phân tử BF33

3 / L a i h o ù a s p 3 :

Tổ hợp 1AO-s với 3AO-p của một nguyên tử để tạo ra 4AO lai hoá sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của tứ diện đều, góc hoá trị 109028’

Lai hoá sp3 dùng giải thích liên kết trong phân tử: CH4(các ankan), H2O, NH3…..

1 AOs lai hóa với 3 AOp1 AOs lai hóa với 3 AOp 4 AO lai hóa sp4 AO lai hóa sp33 của của nguyên tử cacbonnguyên tử cacbon

+ 4+ 4 HH

HH

HH

HHHH

Sự lai hóa spSự lai hóa sp33 và sự hình thành các liên kết trong phân tử CH và sự hình thành các liên kết trong phân tử CH44

I I I / N h a ä n x e ù t c h u n g v e à t h u y e á t la i h o ù a :

*Thuyết lai hoá có vai trò giải thích hơn tiên đoán dạng hình học của phân tử

Cho phân tử AB4. Có thể tiên đoán được

dạng lai hoá của A và cấu trúc phân tử AB4

không?

*Thường sau khi biết được phân tử có dạng hình học gì, góc liên kết xác định bằng thực nghiệm là bao nhiêu mới dùng thuyết lai hoá để giải thích

*Cho phân tử AB4 mà không biết dữ kiện nào thì không thể tiên đoán được dạng lai hoá của A hoặc muốn biết cần phải kết hợp thêm một số thuyết khác

Bài 1: Hình dạng của phân tử CH4, BF3, H2O, BeH2 tương ứng là

B. Tứ diện, tam giác, gấp khúc, thẳng

C. Tam giác, tứ diện, gấp khúc, thẳng

D. Tứ diện, tam giác, thẳng, gấp khúc

E. Tam giác, tứ diện, thẳng, gấp khúc

ĐA: A

Bài 2: Cho biết kết luận về trạng thái lai hoá của

nguyên tử trung tâm nào dưới đây là đúng ?A. C trong CO2 lai hoá sp2

B. N trong NH3 là hoá sp3

C. S trong SO3 lai hoá sp3

D. O trong H2O lai hoá sp

ĐA: B

Bài 3:Dựa trên lý thuyết lai hoá, hãy mô tả sự hình thành liên kết trong phân tử BeCl2, BCl3. Biết phân tử BeCl2 có dạng đường thẳng, phân tử BCl3 có dạng tam giác đều.