Hóa học Lớp 10. So sánh độ phân cực liên kết bằng hiệu độ âm điện và dự đoán độ phân cực phân tử.
Kiến thức cần nhớ
**1. Độ phân cực của liên kết**
Trong liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử khác nhau, nguyên tử có độ âm điện lớn hơn hút cặp electron liên kết mạnh hơn. Electron phân bố lệch làm xuất hiện điện tích riêng phần:
- Nguyên tử âm điện hơn mang $\delta^-$.
- Nguyên tử kém âm điện hơn mang $\delta^+$.
Kí hiệu $\delta$ cho biết điện tích **riêng phần**, không phải điện tích nguyên như ở ion. Ví dụ trong H–F, H mang $\delta^+$ và F mang $\delta^-$.
**2. Hiệu độ âm điện**
Độ chênh lệch được tính bằng giá trị tuyệt đối:
$\Delta\chi=|\chi_A-\chi_B|$
Trong quy ước thường dùng ở bài tập Hóa học 10:
- $0\leq\Delta\chi<0{,}4$: liên kết cộng hóa trị không phân cực hoặc rất ít phân cực.
- $0{,}4\leq\Delta\chi<1{,}7$: liên kết cộng hóa trị phân cực.
- $\Delta\chi\geq1{,}7$: liên kết thường có tính ion nổi trội, đặc biệt với cặp kim loại–phi kim điển hình.
Các mốc chỉ là quy ước gần đúng vì bản chất liên kết biến đổi liên tục. Không được dùng $\Delta\chi$ tách rời bản chất hai nguyên tố: chẳng hạn HF vẫn được mô tả là chất phân tử có liên kết cộng hóa trị phân cực rất mạnh. Nếu đề cung cấp quy ước riêng, phải dùng đúng quy ước của đề.
**3. So sánh độ phân cực liên kết**
Với các cặp liên kết được xét trong cùng hệ quy ước, $\Delta\chi$ càng lớn thì cặp electron dùng chung càng lệch mạnh và liên kết càng phân cực.
Ví dụ với $\chi_H=2{,}20$, $\chi_C=2{,}55$, $\chi_O=3{,}44$, $\chi_F=3{,}98$:
- $\Delta\chi_{C-H}=0{,}35$.
- $\Delta\chi_{C-O}=0{,}89$.
- $\Delta\chi_{H-F}=1{,}78$.
Theo số liệu này, H–F phân cực mạnh nhất. Phải so **hiệu** của cả cặp, không chỉ chọn liên kết chứa nguyên tử có độ âm điện lớn nhất.
**4. Phân cực liên kết khác phân cực phân tử**
Một phân tử có phân cực hay không phụ thuộc đồng thời vào:
1. Độ phân cực của từng liên kết.
2. Hướng không gian của các moment liên kết.
3. Tính đối xứng của cấu trúc phân tử.
Các moment liên kết là đại lượng có hướng. Nếu chúng có độ lớn bằng nhau và hướng đối nhau một cách đối xứng, tổng moment có thể bằng 0. Vì vậy, có liên kết phân cực **chưa đủ** để kết luận phân tử phân cực.
**5. Các mô hình phân tử cần nhận biết**
- $CO_2$ thẳng và đối xứng: hai moment C=O ngược chiều, triệt tiêu; phân tử không phân cực.
- $CH_4$ tứ diện đối xứng: các moment C–H triệt tiêu gần như hoàn toàn; phân tử không phân cực.
- $H_2O$ có dạng gấp khúc: hai moment O–H không đối nhau nên phân tử phân cực.
- $NH_3$ có dạng chóp tam giác: các moment N–H không triệt tiêu nên phân tử phân cực.
- Phân tử hai nguyên tử khác nhau như HCl chỉ có một moment liên kết nên phân tử phân cực.
Nếu đề cho hình học, phải dùng hình đó; không tự giả định mọi phân tử nhiều nguyên tử đều thẳng.
**6. Quy trình xác định phân cực phân tử**
1. Xác định các liên kết có phân cực hay không bằng độ âm điện.
2. Đánh dấu đầu $\delta^+$, $\delta^-$ và hướng lệch electron.
3. Xác định hoặc đọc hình học phân tử từ dữ kiện.
4. Xét tính đối xứng và cộng các moment liên kết theo hướng.
5. Tổng moment bằng 0: phân tử không phân cực; tổng khác 0: phân tử phân cực.
Không chỉ đếm số liên kết. Hai liên kết phân cực có thể triệt tiêu trong CO₂ nhưng không triệt tiêu trong H₂O vì hình học khác nhau.
**7. Liên hệ với tính tan và tương tác giữa các phân tử**
Quy tắc kinh nghiệm “**tương đồng hòa tan tương đồng**”:
- Chất phân cực hoặc ion thường tương tác tốt hơn với dung môi phân cực như nước.
- Chất không phân cực thường hòa tan tốt hơn trong dung môi không phân cực.
Đây là xu hướng, không phải quy tắc tuyệt đối. Tính tan còn phụ thuộc liên kết hydrogen, kích thước phần không phân cực, nhiệt độ và khả năng phá–tạo các tương tác giữa chất tan và dung môi.
**8. Lỗi thường gặp**
- Không lấy giá trị tuyệt đối khi tính $\Delta\chi$.
- Gán $\delta^-$ cho nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn.
- Xem $\delta^+$, $\delta^-$ như điện tích nguyên của ion.
- Kết luận phân tử phân cực ngay khi thấy một liên kết phân cực.
- Bỏ qua hình học và tính đối xứng.
- Dùng cứng các mốc $0{,}4$ và $1{,}7$ như ranh giới tuyệt đối của tự nhiên.
ezonthi