Bài 11. Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals trang 67, 68, 69, 70, 71 Hóa 10 Chân trời sáng tạo
Tải vềCác nhà hóa học đã nghiên cứu và kết luận rằng nếu không có liên kết hydrogen thì nước sẽ sôi ở -80oC. 1. Giữa liên kết S-H và liên kết O-H, liên kết nào phân cực mạnh hơn? Vì sao?
CH tr 67 MĐ
|
Trong việc hình thành liên kết hóa học, không phải lúc nào các nguyên tử cũng cho, nhận electron hóa trị với nhau như trong liên kết ion. Thay vào đó, chúng có thể cùng nhau sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet. Trong trường hợp này, một loại liên kết hóa học mới được hình thành. Đó là loại liên kết gì?
|
Lời giải chi tiết:
Liên kết mà các nguyên tử sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet được gọi là liên kết cộng hóa trị
CH tr 67 CH
|
1. Giữa liên kết S-H và liên kết O-H, liên kết nào phân cực mạnh hơn? Vì sao? |
Phương pháp giải:
Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung
Lời giải chi tiết:
Nguyên tử bị thiếu bao nhiêu electron thì bỏ ra bấy nhiêu electron để góp chung electron với các nguyên tử khác => Đạt cấu hình eleectron bền vững của khí hiếm
Ví dụ:
- Nguyên tử O cần nhận thêm 2 electron => Bỏ ra 2 electron để góp chung
- Nguyên tử Cl và H cần nhận thêm 1 electron => Mỗi nguyên tử bỏ ra 1 electron để góp chung
- Nguyên tử N cần nhận thêm 3 electron => Bỏ ra 3 electron để góp chung
CH tr 68 CH
|
2. Quan sát các Hình 11.2 và 11.3, em hiểu thế nào là liên kết hydrogen giữa các phân tử?
|
Lời giải chi tiết:
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 hóa trị chưa tham gia liên kết
CH tr 68 CH
|
3. So sánh độ bền của liên kết hydrogen với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion |
Phương pháp giải:
- Liên kết cộng hóa trị mạnh hơn liên kết hydrogen
- Liên kết ion mạnh hơn liên kết cộng hóa trị
Lời giải chi tiết:
Liên kết hydrogen < Liên kết cộng hóa trị < Liên kết ion
CH tr 68 LT
|
Điều gì đã khiến H 2 O có nhiệt độ sôi cao hơn H 2 S? Giải thích |
Phương pháp giải:
Liên kết hydrogen làm cho phân tử có nhiệt độ sôi cao hơn
Lời giải chi tiết:
H 2 O có nhiệt độ sôi cao hơn H 2 S do H 2 O có liên kết hydrogen liên phân tử còn H 2 S không có liên kết hydrogen
CH tr 68 CH
|
4. So sánh nhiệt độ sôi và khả năng hòa tan trong nước giữa NH 3 và CH 4 . Giải thích |
Phương pháp giải:
- Liên kết hydrogen làm phân tử có nhiệt độ sôi cao và tan tốt trong nước
Lời giải chi tiết:
- Phân tử NH 3 có khả năng liên kết hydrogen liên phân tử do N có độ âm điện cao
- Phân tử CH 4 không có khả năng liên kết hydrogen liên phân tử do C có độ âm điện thấp
=> Phân tử NH 3 có nhiệt độ sôi cao hơn và khả năng hòa tan trong nước tốt hơn soi với CH 4
CH tr 69 CH
|
5. Giải thích vì sao một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác |
Phương pháp giải:
Phân tử nước có 2 H liên kết với O và O có 2 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết
Lời giải chi tiết:
- Trong phân tử nước có 2 nguyên tử H liên kết với O => 2 nguyên tử H này tham gia liên kết hydrogen với 2 nguyên tử O của 2 phân tử nước khác
- Nguyên tử O còn 2 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết => Mỗi cặp electron hóa trị sẽ liên kết hydrogen với nguyên tử H của phân tử nước khác
=> Một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với 4 phân tử nước
CH tr 69 VD
|
Vì sao nên tránh ướp lạnh các lon bia, nước giải khát,… trong ngăn đá của tủ lạnh? |
Phương pháp giải:
Nước ở trạng thái rắn có thể tích lớn hơn khi ở trạng thái lỏng
Lời giải chi tiết:
Khi cho vào ngăn đá của tủ lạnh, nước chuyển thành trạng thái rắn có cấu trúc tinh thể phân tử với 4 phân tử H
2
O phân bố ở bốn đỉnh của một tứ diện đều, bên trong là rỗng
=> Nước ở trạng thái rắn có thể tích lớn hơn khi ở trạng thái lỏng
=> Làm méo và biến dạng các lon bia, chai nước giải khát
CH tr 69 CH
|
6. Quan sát Hình 11.7, cho biết thế nào là một lưỡng cực tạm thời?
|
Phương pháp giải:
Lưỡng cực tạm thời được hình thành do sự phân bố không đồng đều của các electron trong phân tử
Lời giải chi tiết:
Trong phân tử, các electron chuyển động không ngừng
=> Khi các electron di chuyển tập trung về một phía bất kì của phân tử sẽ hình thành nên các lượng cực tạm thời, bên nào tập trung nhiều electron hơn thì mang điện tích âm và ngược lại
CH tr 70 CH
|
7. Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực hút nào? |
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 11.8 để trả lời câu hỏi
Lời giải chi tiết:
Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực ngược dấu
CH tr 70 CH
|
8. Giải thích xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các nguyên tố khí hiếm trong Bảng 11.1
|
Phương pháp giải:
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
CH tr 70 VD
|
Tại sao nhện nước có thể di chuyển trên mặt nước?
|
Phương pháp giải:
- Nước có sức căng bề mặt
- Chân nhện gồm các chất kị nước (không tan trong nước)
Lời giải chi tiết:
- Giữa các phân tử nước hình thành lực liên kết hydrogen
=> Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước trên bề mặt nước và giữa các phân tử nước trên bề mặt và lớp nước bên dưới tạo ra sức căng bề mặt cho nước
- Chân của con nhện nước gồm các chất kị nước (không phân cực), phân tử các chất nảy đẩy nước khiến cho chân của nhện nước không bị nước bao bọc và tụt xuống dưới nước. Vì vậy chúng có thể di chuyển trên bề mặt nước mà không làm vỡ bề mặt nước
Bài tập 1
|
Bài 1: Hợp chất nào dưới đây được liên kết hydrogen liên phân tử A. CH 4 B. H 2 O C. PH 3 D. H 2 S |
Phương pháp giải:
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 hóa trị chưa tham gia liên kết
Lời giải chi tiết:
Liên kết hydrogen được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N)
=> H 2 O có thể tham gia liên kết hydrogen liên phân tử
Đáp án B
Bài tập 2
|
Bài 2: Sự phân bố electron không đồng đều trong một nguyên tử hay một phân tử hình thành nên A. một ion dương B. một ion âm C. một lưỡng cực vĩnh viễn D. một lưỡng cực tạm thời |
Phương pháp giải:
Lưỡng cực tạm thời được hình thành do sự phân bố không đồng đều của các electron trong phân tử
Lời giải chi tiết:
Sự phân bố electron không đồng đều trong một nguyên tử hay một phân tử hình thành nên một lưỡng cực tạm thời
Đáp án D
Bài tập 3
|
Bài 3: Khí hiếm nào dưới đây có nhiệt độ sôi thấp nhất? A. Ne B. Xe C. Ar D. Kr |
Phương pháp giải:
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
Lời giải chi tiết:
Trong cùng 1 nhóm, đi từ trên xuống dưới, khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng
=> Tương tác van der Waals tăng
=> Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng
=> Ne có nhiệt độ sôi thấp nhất
Đáp án A
Bài tập 4
|
Bài 4: Biểu diễn liên kết hydrogen giữa các phân tử: a) Hydrogen fluoride b) Ethanol (C 2 H 5 OH) và nước |
Phương pháp giải:
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 hóa trị chưa tham gia liên kết
Lời giải chi tiết:
a) Hydrogen fluoride: Nguyên tử H của phân tử HF này liên kết với nguyên tử F của phân tử HF khác (biểu diễn bằng 3 nét gạch ---)
b) Ethanol (C 2 H 5 OH) và nước
- Ethanol (C 2 H 5 OH) và nước tồn tại 4 kiểu liên kết hydrogen như sau
+ H của C 2 H 5 OH liên kết hydrogen với O của H 2 O (I)
+ H của C 2 H 5 OH này liên kết hydrogen với O của C 2 H 5 OH khác (II)
+ H của H 2 O liên kết hydrogen với O của C 2 H 5 OH (III)
+ H của H
2
O này liên kết hydrogen với O của H
2
O khác (IV)
Bài tập 5
|
Bài 5: Trong hai chất ammonia (NH 3 ) và phosphine (PH 3 ), theo em chất nào có nhiệt độ sôi và độ tan trong nước lớn hơn? Giải thích |
Phương pháp giải:
Chất nào có tham gia liên kết hydrogen thì có nhiệt độ sôi và độ tan trong nước lớn hơn
Lời giải chi tiết:
- N có độ âm điện lớn hơn P
=> Phân tử NH 3 có khả năng tham gia liên kết hydrogen
=> Phân tử NH 3 có nhiệt độ sôi và độ tan trong nước lớn hơn