Tổng hợp lý thuyết và bài tập liên kết cộng hoá trị – VUIHOC Hoá 10

Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về liên kết cộng hoá trị trong môn Hoá học. Liên kết cộng hoá trị là sự hình thành một liên kết giữa hai nguyên tử bằng cách chia sẻ một hoặc nhiều cặp electron.

1. Liên kết cộng hoá trị là gì?

Liên kết cộng hoá trị (LKCHT) được định nghĩa là liên kết hình thành giữa 2 nguyên tử bởi một hoặc nhiều cặp electron dùng chung.

Nếu nhìn từ một góc khác, liên kết cộng hoá trị là liên kết giữa 2 nguyên tử hoặc ion trong đó có các cặp electron được chia sẻ với nhau. Mỗi cặp electron chia sẻ giữa 2 nguyên tử được gọi là cặp liên kết, ngược lại nếu không có chia sẻ thì gọi là cặp đơn độc. Sự chia sẻ các electron giúp mỗi nguyên tử đạt được cấu hình electron bền vững.

2. Sự tạo thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử đơn chất

2.1. Sự hình thành phân tử Hidro (H2)

Trong phân tử H2, mỗi nguyên tử H sẽ góp 1 electron tạo nên một cặp electron chung giữa 2 nguyên tử H với nhau. Mỗi nguyên tử H chứa 2 electron, tương tự Cấu hình electron bền vững của khí hiếm heli.

• Công thức electron: H : H
• Công thức cấu hình electron: H-H. Có 1 cặp electron liên kết giữa 2 nguyên tử H biểu thị bằng một gạch (-).
• Liên kết của phân tử H2 là liên kết đơn.

2.2. Sự hình thành phân tử Nito (N2)

Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử N sẽ góp chung 3 electron để đạt cấu hình electron của Ne – nguyên tử khí hiếm gần nhất.

• Công thức electron: : N (6 dấu chấm)N :
• Công thức cấu tạo electron: N (3 dấu gạch) N
• Liên kết giữa hai nguyên tử N là 3 cặp electron. Liên kết N2 biểu thị bằng 3 gạch (-), được gọi là liên kết ba.
• Liên kết này rất bền khiến N2 kém hoạt động hoá học khi ở điều kiện nhiệt độ thường.

3. Sự tạo thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử hợp chất

3.1. Sự hình thành phân tử Hidro Clorua (HCl)

Trong phân tử HCl, mỗi nguyên tử C và H sẽ góp 1 electron tạo nên 1 cặp electron dùng chung. Độ âm điện của H là 2,20 nhỏ hơn độ âm điện của Cl là 3,16, dẫn đến sự lệch của cặp electron liên kết về phía Cl.

• LKCHT có cực là liên kết trong đó cặp electron dùng chung bị lệch về một phía của nguyên tử.
• Người ta đặt cặp electron chung trong công thức electron của phân tử có cực lệch về phía kí hiệu của nguyên tử với độ âm điện lớn hơn. Ví dụ minh hoạ là H:CI

3.2. Sự hình thành phân tử Cacbon Dioxit (Cacbonic – CO2)

Trong CO2, nguyên tử C ở vị trí giữa 2 nguyên tử O. Nguyên tử C góp chung 2 electron với mỗi nguyên tử O, mỗi nguyên tử O góp chung 2 electron với nguyên tử C tạo nên 2 liên kết đôi.

• Công thức electron: C0:O:O:
• Nhìn vào cách sắp xếp cấu trúc electron, mỗi nguyên tử C và O đều chứa 8 electron ở lớp ngoài cùng, đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm.
• Độ âm điện của C là 2,55 nhỏ hơn độ âm điện của O là 3,44, dẫn tới sự lệch của cặp electron liên kết về phía O.
• Liên kết giữa C và O là liên kết phân cực. Tuy nhiên, CO2 có cấu trúc thẳng nên 2 liên kết đôi sẽ phân cực triệt tiêu nhau. Kết quả là CO2 chính là phân tử không phân cực.

4. Các loại liên kết cộng hoá trị

4.1. Liên kết cộng hoá trị có cực

Liên kết cộng hoá trị có cực được hình thành khi các electron chung giữa các nguyên tử không chia sẻ bằng nhau.

• Điều kiện: Một phía nguyên tử có độ âm điện cao hơn phía còn lại (với lực hút lớn hơn). Chính vì vậy, việc chia sẻ các electron sẽ diễn ra không đồng đều.
• Đặc điểm: Phân tử sẽ nghiêng về bên chứa nguyên tử có độ âm điện thấp hơn, còn phía ám chứa nguyên tử với độ âm điện cao hơn.
• Kết quả: Hợp chất cộng hoá trị được tạo nên sẽ có một thế tĩnh điện.

Ví dụ: Liên kết cộng hoá trị H2O là ví dụ về liên kết cộng hoá trị có cực.

4.2. Liên kết cộng hoá trị không cực

Liên kết cộng hoá trị không cực được hình thành khi các nguyên tử chia sẻ electron bằng nhau.

• Điều kiện: Cả 2 nguyên tử đều có lực hút tương tự hay cùng điện tích. Trong đó, giá trị lực điện tử của chúng nếu càng gần nhau thì sức hút sẽ càng mạnh. Các phân tử khí (diatomic) cũng có cùng nguyên tắc này.

Ví dụ: Liên kết cộng hoá trị của O2 là ví dụ về liên kết cộng hoá trị không cực.

4.3. Liên kết đơn phân cực

Liên kết đơn phân tử diễn ra khi 2 phân tử chỉ chia sẻ duy nhất 1 cặp electron. Mặc dù liên kết này yếu hơn các loại liên kết khác, nhưng lại là liên kết ổn định nhất. Việc ít phản ứng của liên kết này dẫn đến khi bị mất electron, phân tử ít bị ảnh hưởng hơn.

4.4. Liên kết đôi phân cực

Liên kết đôi phân tử xảy ra khi 2 nguyên tử chia sẻ 2 cặp electron với nhau.

4.5. Liên kết ba phân cực

Liên kết ba phân tử là liên kết cộng hoá trị kém ổn định nhất. Liên kết này xảy ra khi có 3 cặp electron được chia sẻ giữa 2 nguyên tử trong một phân tử.

5. Tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị

Các chất có liên kết cộng hoá trị có đặc điểm:

• Dạng tồn tại: Các chất có phân tử có liên kết cộng hoá trị có thể tồn tại dưới dạng chất rắn (như sắt, đường, lưu huỳnh), chất lỏng (như nước, rượu) hoặc chất khí (như cacbonic, clo, hidro). Thông thường, các chất này có điểm sôi và nhiệt độ nóng chảy khá thấp, có entanpi hóa hơi cùng với nhiệt hạch thấp hơn.
• Với những chất có cực: Ví dụ như ancol etylic, đường, chúng sẽ tan nhiều trong các dung môi có cực như nước.
• Với những chất không cực: Ví dụ như lưu huỳnh, ion,… sẽ tan trong các dung môi không cực như cacbon tetraclorua, benzen. Các chất chỉ có liên kết cộng hoá trị không cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.

6. Phân biệt liên kết cộng hoá trị và liên kết ion

Dưới đây là bảng giúp phân biệt liên kết cộng hoá trị và liên kết ion.

Loại liên kết	Liên kết ion	Liên kết cộng hoá trị
Bản chất	Lực hút tĩnh điện của các ion	Sự chia sẻ các electron
Ví dụ	Na+ + Cl– → NaCl	H2
Điều kiện	Các kim loại liên kết với phi kim	Các nguyên tố có tính chất tương tự
	Độ âm điện khác nhau một cách rõ rệt

Như vậy, liên kết ion có thể coi là một trường hợp đặc biệt của liên kết cộng hoá trị.

7. Hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

Người ta sử dụng hiệu độ âm điện để đánh giá các loại liên kết trong các hợp chất. Thang đo hiệu độ âm điện tại giữa các nguyên tử như sau:

• Từ 0 – < 0,4: Liên kết cộng hoá trị không cực.
• Từ 0,4 – < 1,7: Liên kết cộng hoá trị có cực.

• = 1,7: Liên kết ion.

Về lý thuyết, hiệu độ âm điện chỉ giúp dự đoán loại liên kết trong phân tử.

8. Bài tập thực hành kiến thức Liên kết cộng hoá trị

8.1. Bài tập SGK cơ bản và nâng cao

Câu 1: Liên kết ion, liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực là gì? Hãy nêu ví dụ minh họa.

Giải:

• Liên kết ion là liên kết được tạo nên bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion với điện tích trái dấu.
• Liên kết cộng hoá trị không cực là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bởi những cặp electron chung.
• Liên kết cộng hoá trị có cực là liên kết mà trong đó các cặp electron chung bị lệch về một bên của nguyên tử.

Câu 2: Loại liên kết nào tồn tại trong phân tử N2?

Giải:
Liên kết trong phân tử N2 là liên kết cộng hoá trị không cực.

Câu 3: LKCHT tồn tại do?

Giải:
LKCHT tồn tại do các cặp electron chung.

Câu 4: Cho 2 nguyên tố: A (Với Z= 8), B (Với Z = 6). Hợp chất của A và B có dạng là BA2, trong hợp chất này có loại liên kết là?

Giải:
Hợp chất BA2 sẽ có loại liên kết ion.

Câu 5: Cặp nguyên tử nào sau đây tạo hợp chất có liên kết cộng hoá trị?

Giải:
Cặp nguyên tử K và Cl tạo hợp chất có liên kết cộng hoá trị.

8.2. Bài tập trắc nghiệm liên kết cộng hoá trị

Câu 1: Hai nguyên tử liên kết với nhau bằng LKCHT khi:
A. 2 ion có điện tích trái dấu tiến gần vào nhau.
B. Mỗi nguyên tử góp chung electron để tạo nên một hay nhiều cặp electron chung.
C. 2 nguyên tử với độ âm điện khác nhau rất lớn tiến gần vào nhau.
D. 2 ion với điện tích trái dấu hút nhau bởi lực hút tĩnh điện.

Câu 2: Loại liên kết nào tồn tại trong phân tử N2?
A. Liên kết ion.
B. LKCHT không cực.
C. Liên kết cho – nhận.
D. LKCHT phân cực.

Câu 3: LKCHT tồn tại do:
A. Các đám mây electron.
B. Các electron hoá trị.
C. Các cặp electron chung.
D. Lực hút tĩnh điện yếu hình thành giữa các nguyên tử.

Câu 4: Cho 2 nguyên tố: A (Với Z= 20), B (Với Z =17). Công thức hợp chất tạo nên từ A, B và liên kết hình thành trong phân tử lần lượt là?
A. AB: LKCHT
B. AB2: Liên kết ion.
C. A2B: Liên kết ion.
D. A2B3: LKCHT.

Câu 5: Cặp nguyên tử nào sau đây tạo hợp chất có LKCHT?
A. K và Cl
B. O và Al
C. Cl và C
D. F và Li.

Câu 6: Khi nói đến hợp chất cộng hóa trị, ý nào sai trong các ý sau đây?
A. Các chất chỉ có LKCHT không cực không thể dẫn điện ở mọi trạng thái.
B. Các chất có cực như đường, etanol… sẽ tan nhiều trong các dung môi có cực.
C. Các chất mà phân tử chỉ có LKCHT có thể tồn tại ở thể rắn như lưu huỳnh, đường, iot,…
D. Hầu hết các chất không cực như lưu huỳnh, iot,… là các chất không tan trong dung môi có cực.

Câu 7: Liên kết hoá học xảy ra trong phân tử HCl là:
A. Liên kết ion.
B. LKCHT không phân cực.
C. LKCHT phân cực.
D. Liên kết cho – nhận.

Câu 8: Phát biểu nào là sai?
A. Phân tử NH3 có 3 LKCHT phân cực.
B. Phân tử NH3 là phân tử bị phân cực.
C. Phân tử NH3 có 3 LKCHT không phân cực.
D. Trong phân tử NH3, nguyên tử N còn một cặp electron lớp ngoài cùng không tham gia liên kết.

Câu 9: Hầu hết các hợp chất cộng hóa trị mang đặc điểm là:
A. có khả năng hòa tan trong dung môi hữu cơ.
B. nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy cao.
C. có thể dẫn điện khi ở thể nóng chảy hoặc thể lỏng.
D. Hòa tan trong nước tạo nên dung dịch điện li.

Câu 10: Sắp xếp dãy chất nào đúng theo chiều tăng dần sự phân cực liên kết trong phân tử?
A. HCl, NaBr, N2.
B. NaBr, HCl, N2.
C. N2, HCl, NaBr.
D. NaBr, N2, HCl.

Câu 11: Cho 2 nguyên tố: A (với Z= 8), B (với Z = 6). Công thức hợp chất tạo nên từ A, B và liên kết hình thành trong phân tử lần lượt là?
A. AB: LKCHT
B. AB2: Liên kết ion.
C. A2B: Liên kết ion.
D. A2B3: LKCHT.

Câu 12: Cho biết độ âm điện của H là 2,2 và của O là 3,44. Liên kết trong phân tử H2O thuộc loại liên kết gì?
A. Liên kết Ion.
B. LKCHT không phân cực.
C. LKCHT phân cực.
D. Liên kết cho – nhận.

Câu 13: Hợp chất nào dưới đây có cả LKCHT và liên kết ion trong phân tử?
A. H2S
B. Al2O3
C. NaOH
D. Na2O

Câu 14: Dãy nào gồm các hợp chất mà phân tử đều không bị phân cực trong các dãy dưới đây?
A. CO2, HBr, CH4
B. C2H2, HCl, CH4
C. Br2, NH3, C2H4
D. CO2, Cl2, C2H2

Câu 15: Độ âm điện của một nguyên tử là đại diện cho khả năng:
A. Nhường p của nguyên tử này cho nguyên tử kia.
B. Nhường electron của nguyên tử này cho nguyên tử kia.
C. Hút electron của nguyên tử này khi tạo nên liên kết hóa học.
D. Tham gia các phản ứng mạnh hoặc yếu của nguyên tử đó.

Câu 16: Phân tử nào dưới đây là phân tử không phân cực?
A. H2O
B. HCl
C. CO2
D. Na2O

Câu 17: Chọn đáp án đúng trong các đáp án sau đây:
A. Nếu cặp electron dùng chung nằm giữa 2 nguyên tử, ta có LKCHT có cực.
B. Nếu cặp electron chung di chuyển về 1 nguyên tử, ta sẽ có LKCHT có cực.
C. Trong LKCHT, cặp electron lệch về phía nguyên tử mang độ âm điện nhỏ hơn.
D. Nếu cặp electron chung lệch về một bên của nguyên tử, ta có LKCHT có cực.

Câu 18: Cho các phân tử: H2O (1), NaCl (2), NH3 (3), H2S (4). Độ phân cực của các liên kết tăng dần theo thứ tự nào dưới đây?
A. (1), (2), (3), (4).
B. (4), (3), (1), (2).
C. (4), (3), (2), (1).
D. (1), (3), (4), (2).

Câu 19: Phân tử nào dưới đây không được hình thành từ LKCHT?
A. Cl2
B. NH3
C. KCl
D. H2O

Câu 20: Phân tử nào dưới đây được hình thành bằng LKCHT có cực?
A. N2
B. H2
C. Cl2
D. H2O

Đáp án:
1 – B
2 – B
3 – C
4 – B
5 – C
6 – C
7 – C
8 – C
9 – C
10 – D
11 – B
12 – C
13 – C
14 – A
15 – C
16 – A
17 – C
18 – B
19 – C
20 – D

Đăng ký ngay khóa học DUO để được lên lộ trình ôn thi tốt nghiệp sớm nhất!

Chúc các bạn học tốt!