Liên Kết Cộng Hóa Trị Là Gì? Lý Thuyết Và Bài Tập SGK Hóa 10

Chắc hẳn trong chúng ta, ai cũng từng nghe qua khái niệm liên kết cộng hóa trị. Đây là một trong những liên kết cơ bản và quan trọng nhất trong hóa học, giúp hình thành nên vô số hợp chất từ đơn giản đến phức tạp. Vậy bạn có bao giờ tự hỏi, liên kết cộng hóa trị là gì? Nó có những đặc điểm, tính chất như thế nào? Hãy cùng mình tìm hiểu chi tiết qua bài viết dưới đây nhé!

Liên kết cộng hóa trị là gì?

Liên kết cộng hóa trị (LKCHT) được định nghĩa là liên kết hóa học được hình thành giữa hai nguyên tử khi chúng dùng chung các cặp electron.

Nói cách khác, liên kết cộng hóa trị là sự kết hợp giữa hai nguyên tử hay ion, trong đó các electron lớp ngoài cùng được chia sẻ với nhau. Mỗi cặp electron dùng chung tạo thành một liên kết cộng hóa trị, được biểu diễn bằng một gạch ngang (-) giữa hai nguyên tử. Ngược lại, cặp electron không tham gia liên kết được gọi là cặp electron tự do.

Ví dụ: Phân tử H₂ được hình thành do sự dùng chung một cặp electron giữa hai nguyên tử H.

Sự hình thành liên kết cộng hóa trị

1. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử đơn chất

a) Sự hình thành phân tử Hidro (H₂)

Nguyên tử H (Z = 1) có cấu hình electron là 1s¹. Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm He (1s²), mỗi nguyên tử H sẽ góp chung 1 electron tạo thành một cặp electron chung, hình thành liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử H.

• Công thức electron: H : H
• Công thức cấu tạo: H – H

Liên kết trong phân tử H₂ là liên kết đơn.

b) Sự hình thành phân tử Nito (N₂)

Nguyên tử N (Z = 7) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p³. Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm Ne (1s² 2s² 2p⁶), mỗi nguyên tử N sẽ góp chung 3 electron tạo thành ba cặp electron chung, hình thành liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử N.

• Công thức electron: :N:::N:
• Công thức cấu tạo: N≡N

Liên kết trong phân tử N₂ là liên kết ba. Đây là liên kết rất bền, khiến N₂ kém hoạt động hóa học ở điều kiện thường.

2. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử hợp chất

a) Sự hình thành phân tử Hidro Clorua (HCl)

Nguyên tử H (Z = 1) có cấu hình electron là 1s¹. Nguyên tử Cl (Z = 17) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵. Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm, mỗi nguyên tử H và Cl sẽ góp chung một electron tạo thành một cặp electron chung. Do độ âm điện của Cl lớn hơn H, cặp electron chung sẽ bị lệch về phía nguyên tử Cl.

• Công thức electron: H :Cl:

Phân tử HCl là ví dụ của liên kết cộng hóa trị có cực.

b) Sự hình thành phân tử Cacbon Dioxit (CO₂)

Nguyên tử C (Z = 6) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p². Nguyên tử O (Z = 8) có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁴. Trong phân tử CO₂, nguyên tử C ở giữa hai 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 thành hai liên kết đôi.

• Công thức electron: O::C::O
• Công thức cấu tạo: O=C=O

Tuy liên kết C=O là liên kết cộng hóa trị có cực, nhưng do phân tử CO₂ có cấu trúc thẳng nên hai liên kết đôi sẽ phân cực triệt tiêu nhau. Kết quả là CO₂ là phân tử không phân cực.

Các loại liên kết cộng hóa trị

1. Liên kết cộng hóa trị có cực

Liên kết cộng hóa trị có cực được hình thành khi cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Đặc điểm:

• Phân tử có một đầu mang điện tích dương (δ+) và một đầu mang điện tích âm (δ-)
• Hợp chất có cực thường tan tốt trong dung môi phân cực như nước.

Ví dụ: H₂O, HCl, NH₃,…

2. Liên kết cộng hóa trị không cực

Liên kết cộng hóa trị không cực được hình thành khi cặp electron chung được chia sẻ đều giữa hai nguyên tử có độ âm điện bằng nhau hoặc gần bằng nhau.

Đặc điểm:

• Phân tử không có sự phân bố điện tích.
• Hợp chất không cực thường tan tốt trong dung môi không phân cực như benzen, hexan,…

Ví dụ: H₂, O₂, Cl₂,…

Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị

• Trạng thái: Các chất có liên kết cộng hóa trị có thể tồn tại ở cả ba trạng thái: rắn, lỏng và khí.
• Nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy: Thường thấp hơn so với các chất có liên kết ion.
• Độ tan: Phụ thuộc vào tính phân cực của phân tử.
• Tính dẫn điện: Các chất có liên kết cộng hóa trị không cực không dẫn điện ở bất kỳ trạng thái nào. Các chất có liên kết cộng hóa trị có cực chỉ dẫn điện khi tan trong nước hoặc ở trạng thái nóng chảy.

Phân biệt liên kết cộng hóa trị và liên kết ion

Hiệu độ âm điện và liên kết hóa học

Hiệu độ âm điện (∆χ) là một thước đo cho biết mức độ phân cực của liên kết hóa học.

• ∆χ < 0,4: Liên kết cộng hóa trị không cực
• 0,4 ≤ ∆χ < 1,7: Liên kết cộng hóa trị có cực
• ∆χ ≥ 1,7: Liên kết ion

Kết luận

Liên kết cộng hóa trị là một khái niệm quan trọng trong hóa học, giúp giải thích sự hình thành và tính chất của nhiều hợp chất. Hy vọng bài viết đã cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản và hữu ích về liên kết cộng hóa trị.