Title Bài 13. Liên kết hydrogen và tương tác van der waals - HS.docx ✅

KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 3. LIÊN KẾT HÓA HỌC 1 I. LIÊN KẾT HYDROGEN: 1. Tìm hiểu về liên kết hydrogen: Lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H mang một phần điện tích dương (linh động) của phân tử H 2 O này với nguyên tử oxygen mang một phần điện tích âm của phân tử H 2 O khác, tạo thành liên kết yếu giữa các phân tử nước, gọi là liên kết hydrogen, thường được biểu diễn bằng dấu ba chấm (…) Hình. Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước Hình. Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước (trái) và ammonia (phải) 2. Tìm hiểu vai trò, ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước: Nhận xét: - Các hợp chất có liên kết hydrogen đều có nhiệt độ sôi cao hơn và tan tốt hơn trong nước. - Nước là một hợp chất có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn so với nhiều hợp chất có cùng cấu trúc phân tử nhưng không tạo được liên kết hydrogen. - Nước còn là một dung môi tốt, không chỉ hoà tan được nhiều hợp chất ion, mà còn hoà tan được nhiều hợp chất có liên kết cộng hoá trị phân cực. - Hầu hết các phản ứng hoá học quan trọng đối với sự sống đều diễn ra ở môi trường nước bên trong tế bào. Hình. Liên kết hydrogen giữa alcohol và nước Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hoá trị chưa tham gia liên kết. KẾT LUẬN
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 3. LIÊN KẾT HÓA HỌC 2 - Nước ở trạng thái rắn có thể tích lớn hơn khi ở trạng thái lỏng. Đó là do nước đá có cấu trúc tinh thể phân tử với bốn phân tử H 2 O phân bố ở bốn đỉnh của một tứ diện đều, bên trong là cấu trúc rỗng  Điều này lí giải tại sao nước đá nổi được trên mặt nước lỏng. Hình. Cấu trúc của tinh thể phân tử nước đá Ví dụ 1. Liên kết hydrogen là liên kết A. được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu. B. được hình thành bởi một hay nhiều cặp electron chung giữa hai nguyên tử. C. mà cặp electron chung được đóng góp từ một nguyên tử. D. liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử hydrogen (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng. Ví dụ 2. Vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen giữa: a) hai phân tử hydrogen fluoride (HF). b) phân tử hydrogen fluoride (HF) và phân tử ammonia (NH 3 ). Ví dụ 3.  a) Những nguyên tử hydrogen nào trong phân tử ethanol (CH 3 CH 2 OH) không tham gia vào liên kết hydrogen? Vì sao? b) Trong dung dịch ethanol (C 2 H 5 OH) có những kiểu liên kết hydrogen nào? Kiểu nào bền nhất và kém bền nhất? Mô tả bằng hình vẽ. Ví dụ 4. Điều gì đã khiến H 2 O có nhiệt độ sôi cao hơn H 2 S? Giải thích. Ví dụ 5. So sánh nhiệt độ sôi và khả năng hòa tan trong nước giữa NH 3 và CH 4 . Giải thích? Ví dụ 6. Giải thích vì sao một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác. Ví dụ 7. Vì sao nên tránh ướp lạnh các lon bia, nước giải khát,… trong ngăn đá của tủ lạnh? Ví dụ 8. So sánh độ bền của liên kết hydrogen với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion. Ví dụ 9. Hãy giải thích vì sao trong quá trình chưng cất rượu, C 2 H 5 OH bay trước H 2 O mặc dù khối lượng phân tử C 2 H 5 OH lớn hơn rất nhiều khối lượng phân tử H 2 O. II. TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS: 1. Khái niệm tương tác van der Waals: - Tương tác van der Waals là tương tác tĩnh điện lưỡng cực – lưỡng cực giữa các nguyên tử hay phân tử. - Bản chất: Khi các electron di chuyển tập trung về một phía bất kì của phân tử sẽ hình thành nên các lưỡng cực tạm thời. Các phân tử có lưỡng cực tạm thời cũng có thể làm các phân tử lân cận xuất hiện các lưỡng cực cảm ứng. Nhờ có liên kết hydrogen mà ở điều kiện thường nước ở thể lỏng, có nhiệt độ sôi cao (100 o C). KẾT LUẬN
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 3. LIÊN KẾT HÓA HỌC 3 2. Ảnh hưởng của tương tác van der Waals: Ví dụ 1: Tương tác van der Waals của dãy halegen. Halogen F 2 Cl 2 Br 2 I 2 Khối lượng mol (g/mol) 38,0 70,9 159,8 253,8 Tổng số electron 18 34 70 106 Nhiệt độ sôi (°C) -188,1 -34,1 59,2 185,5 Nhiệt độ nóng chảy (°C) -219,6 -101,0 -7,3 113,6 Khối lượng phân tử: Khối lượng phân tử càng lớn thì càng cần nhiều động năng để chuyển động nên nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi càng cao. Ví dụ 2: Tương tác van der Waals giữa pentane và neopentane Liên kết giữa các phân tử: Số lượng liên kết giữa các phân tử càng nhiều, lực liên kết càng mạnh thì càng cần nhiều năng lượng để phá vỡ liên kết giữa chúng nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi càng cao. Ví dụ 1. Tương tác van der Waals được hình thành do A. tương tác tĩnh điện lưỡng cực - lưỡng cực giữa các nguyên tử. B. tương tác tĩnh điện lưỡng cực - lưỡng cực giữa các phân tử. C. tương tác tĩnh điện lưỡng cực - lưỡng cực giữa các nguyên tử hay phân tử. D. lực hút tĩnh điện giữa các phân tử phân cực. Ví dụ 2.  a) Quan sát Hình 11.7, cho biết thế nào là một lưỡng cực tạm thời? b) Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực hút nào? Tương tác van der Waals là lực tương tác yếu giữa các phân tử, được hình thành do sự xuất hiện của các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng. Tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất. Khi khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng thì tương tác van der Waals tăng. KẾT LUẬN
KIẾN THỨC TRỌNG TÂM CHƯƠNG 3. LIÊN KẾT HÓA HỌC 4 Ví dụ 3. Giải thích xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các nguyên tố khí hiếm (He, Ne, Ar, Xe, Kr, Rn) trong Bảng 11.1. Ví dụ 4.  a) Ở áp suất khí quyển, nhiệt độ sôi của H 2 O là 100 o C, CH 4  là -161,58 o C, H 2 S là -60,28 o C. Vì sao các chất trên có nhiệt độ sôi khác nhau. b) Hãy giải thích sự khác nhau về nhiệt độ sôi của butane (1) và isobutane (2). (1) (2) Ví dụ 5.  Cho các chất và các trị số nhiệt độ sôi ( o C) sau: H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te và – 42; –2; 100; –61. Ghép các trị số nhiệt độ sôi vào mỗi chất sao cho phù hợp và giải thích. Ví dụ 6.  a) Tại sao nhện nước có thể di chuyển trên mặt nước? b) Giải thích vì sao con tắc kè có thể di chuyển trên mặt kính trơn nhẵn, thẳng đứng.