Bài tập Liên kết hóa học và hình học phân tử có đáp án

Đáp án A

Đối với phân tử CO2

Công thức Lewis của CO2 là

Nguyên tử trung tâm C có 2 liên kết (đôi) xung quanh tương ứng với 2 đám mây electron hóa trị. Công thức VSEPR của CO2 là AE2

Do 2 đám mây electron (liên kết đôi nối với O) phân bố thẳng hàng với nguyên tử C nên phân tử CO2 có dạng thẳng.

Đối với phân tử H2O

Công thức Lewis của H2O là

Xung quanh nguyên tử trung tâm O có 4 đám mây E (hai cặp electron chưa liên kết và hai cặp electron chung). Chiếm 4 khu vực điện tích âm đẩy nhau để góc hóa trị lớn nhất là 109,5o.

Tuy nhiên, do cặp electron chưa liên kết chiếm khoảng không gian lớn hơn so với các cặp electron liên kết, tương tác đẩy giữa các cặp electron chưa liên kết lớn hơn tương tác đẩy giữa các cặp electron liên kết, nên góc liên kết $\widehat{HOH}$ thực tế bằng 104,5o, nhỏ hơn góc hóa trị theo lí thuyết (109,5o). Phân tử có dạng góc.

a) Electron hóa trị là những electron ở các orbital của lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng chưa bão hòa, có thể tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học.

b) Electron chung là những electron hóa trị mà tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học.

c) Electron hóa trị riêng là những electron hóa trị nhưng không tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học.

Ví dụ:

- Nguyên tử Cl có có cấu hình electron là 1s22s22p63s23p5

⇒ Nguyên tử Cl có 7 electron hóa trị

- Phân tử Cl2 có liên kết giữa hai nguyên tử Cl được thực hiện nhờ 1 đôi electron góp chung; các electron còn lại được gọi là electron hóa trị riêng. 

Công thức cấu tạo của CO2 là O = C = O

Công thức cấu tạo của H2O là H – O – H

- Viết công thức Lewis của CH4:

Bước 1: C có 4 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong CH4 có 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử H

⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 1.4 + 4.1 = 8 electron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau:

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N2 = 4.2 = 8 electron

Số electron hóa trị còn lại là N3 = N1 – N2 = 8 – 0 = 0

Vậy công thức Lewis của CH4 là

- Viết công thức Lewis của BF3

Bước 1: B có 3 electron hóa trị, F có 7 electron hóa trị. Trong phân tử BF3 có 1 nguyên tử B và 3 nguyên tử F

⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 1.3 + 3.7 = 24  electron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau:

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N2 = 3.2 = 6 electron

Số electron hóa trị còn lại là N3 = N1 – N2 = 24 – 6 = 18 electron

Bước 3: Sử dụng 18 electron này để tạo octet cho F trước (vì F có độ âm điện cao hơn)

Bước 4: Nguyên tử B chưa được octet nên ta chuyển 1 cặp electron chưa liên kết của F tạo cặp electron chung

Vậy công thức Lewis của BF3

hoặc  hoặc 

- Viết công thức Lewis của SO3

Bước 1: S có 6 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị. Trong phân tử SO3, có 1 nguyên tử S và 3 nguyên tử O

⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 1.6 + 3.6 = 24 electron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau:

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N2 = 3.2 = 6 electron

Số electron hóa trị còn lại là N3 = N1 – N2 = 24 – 6 = 18 electron

Bước 3: Sử dụng N3 = 18 electron để tạo octet cho O trước

Bước 4: Đã sử dụng hết 18 electron để tạo octet cho O. Tuy nhiên S chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử O bên trái tạo thành cặp electron dùng chung.

chung.

- Công thức Lewis của F2O

Bước 1: F có 7 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị. Trong phân tử F2O có hai nguyên tử F và 1 nguyên tử O nên

⇒ Tổng số electron hóa trị N1 = 2.7 + 1.6 = 20 elctron

Bước 2: Vẽ khung tạo bởi các nguyên tử liên kết với nhau:

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N2 = 2.2 = 4 electron

Số electron hóa trị còn lại là N3 = 20 – 4 = 16 electron

Bước 3: Sử dụng N3 = 16 electron để tạo octet cho F trước, sau đó tạo octet cho O.

Vậy công thức Lewis của F2O là

Các điện tích cùng dấu thì đẩy nhau.

Xung quanh nguyên tử trung tâm có 3 đám mây electron hóa trị E, chiếm ba khu vực điện tích âm đẩy nhau, nên góc hóa trị lớn nhất là 120o. Ba đám mây E được phân bố trên mặt phẳng hướng về ba đỉnh của tam giác.