Mục lục bài viết

Liên kết cộng hóa trị là gì ?

Liên kết cộng hóa trị là liên kết giữa hai ion hay 2 nguyên tử mà mỗi cặp electron đã có sự chia sẻ lẫn nhau. Liên kết cộng hóa trị được hình thành do quá trình liên kết bằng 1 hoặc nhiều cặp electron giữa hai loại nguyên tử khác nhau.

Các cặp liên kết chính là cặp electron được chia sẻ. Chúng còn có thể là cặp đơn độc nếu electron không được chia sẻ. Khi được dùng chung, nguyên tử sẽ có độ bền vững cao hơn khi có nhiều cấu hình electron.

Thực chất có rất nhiều loại liên kết trong liên kết hóa trị. Bao gồm: Liên kết kim loại, liên kết agnostic, liên kết cộng, liên kết pi…

Lịch sử nghiên cứu liên kết cộng hóa trị

lịch sử nghiên cứu, các mốc thời gian quan trọng liên quan đến liên kết này nhé!

1919: Irving Langpuir đã đề cập tới liên kết này năm 1919 với mục đích mô tả các cặp electron được chia sẻ bởi các nguyên tử lân cận. Mặc dù vậy, ý tưởng về liên kết cộng hóa trị có thể đđãtifm ra từ trước đó.
1926 Gilbert N.Lewis đã mô tả sự dùng chung các cặp electron giữa các nguyên tử. Ông đề xuất rằng: Một nguyên tử tạo ra đủ các liên kết cộng hóa trị để lấp đầy lớp vỏ ngoài cùng. Ông giớ thiệu kí hiệu Lewis, dấu chấm electron, cấu trúc dấu chấm Lewis trong đó các e hóa trị được biểu diễn dưới dạng nốt chấm xung quanh các kí hiệu nguyên tử. Các cặp electron nằm giữa các nguyên tử đại diện cho các liên kết cộng hóa trị, nhiều cặp electron đại diện cho nhiều liên kết. Bên cạnh đó là cách biểu diễn liên kết đôi, liên kết ba dướ dạng các gạch thẳng.
1927: Walter Heitler và Fritz London được ghi nhận là những người đầu tiên giải thích thành công một liên kết hóa học ( cụ thể là phân tử hidro ) bằng cơ học lượng tử.
1939: thuật ngữ liên kết cộng hóa trị được sử dụng lần đầu tiên

Liên kết cộng hóa trị có mấy loại?

Hiểu được các loại liên kết cộng hóa trị là gì sẽ hữu ích trong quá trình giải bài tập hóa học. Bản chất của liên kết này là việc dùng chung một hoặc nhiều cặp electron của các nguyên tử. Các liên kết này gồm nhiều loại khác nhau. Cụ thể:

Liên kết đơn phân tử

Khi chỉ có một cặp duy nhất được hai phân tử chia sẻ thì được gọi là liên kết đơn phân tử. Đây là liên kết ổn định hơn so với loại liên kết đôi và ba. Bởi các liên kết trong đó có mật độ nhỏ và yếu hơn nên sẽ không bị ảnh hưởng nhiều khi bị mất e.

Liên kết đôi phân tử

Khi có hai cặp e được hai nguyên tử chia sẻ cho nhau là liên kết đôi phân tử. Biểu thị liên kết này là hai đường gạch ngang ở giữa các nguyên tử trong phân tử. Liên kết này kém ổn định mặc dù được đánh giá là liên kết mạnh.

Liên kết ba phân tử

Liên kết ba phân tử xảy ra khi trong phân tử có hai nguyên tử chia sẻ 3 cặp electron với nhau. Đây là liên kết kém ổn định hơn so với liên kết đơn và đôi phân tử.

Liên kết cộng hóa trị không phân cực

Khi các electron chia sẻ số các electron tương đương nhau gọi là liên kết cộng hóa trị không phân cực. Sức hút càng mạnh khi giá trị lực điện tử của chúng càng đứng gần nhau.

Liên kết cộng hóa trị có cực

Khi các electron dùng chung không chia sẻ giá trị như nhau giữa các nguyên tử chính là liên kết cộng hóa trị có cực. Điều kiện để xảy ra trường hợp này là độ âm điện của một bên nguyên tử cao hơn bên còn lại. Khi đó lực hút sẽ mạnh hơn và việc chia sẻ electron mất cân bằng.

Theo đó, nguyên tử nào có độ âm điện thấp thì phân tử sẽ nghiêng về phía đó. Lúc này sẽ hình thành nên một thế tĩnh điện.

Ví dụ về liên kết cộng hóa trị

Ví dụ 1: Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử đơn chất

Trong phân tử N2, mỗi nguyên tử Nitơ đạt được cấu hình 8 electron giống khí hiếm Ar bằng cách mỗi nguyên tử góp 3 electron tạo thành electron chung

Công thức electron:

Công thức cấu tạo: N ≡ N

– Các phân tử H2, O2, N2, Cl2.. tạo nên từ hai nguyên tử của cùng một nguyên tố (có độ âm điện như nhau) nên cặp electron chung không bị lệch về phía nguyên tử nào.

Đó là liên kết không cực.

Ví dụ 2: Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử hợp chất

Phân tử hiđro clorua HCl.

– Trong phân tử hiđro, mỗi nguyển tử (H và Cl) góp 1 electron tạo thành một cặp electron chung để tạo liên kết cộng hóa trị. Cặp electron liên kết bị lệch về phía Clo, ( Độ âm điện của Cl là 3,5 lớn hơn độ âm điện của H là 2,1 ) liên kết cộng hóa trị này bị phân cực.

Công thức electron:

Công thức cấu tạo: H – Cl

Đây là liên kết phân cực

Mối liên hệ giữa liên kết ion, liên kết cộng hóa trị có cực và không phân cực

Mối liên hệ giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị là gì? Cụ thể mối liên hệ như sau:

Liên kết ion xuất hiện khi cặp electron lệch hẳn về 1 nguyên tử trong phân tử.
Liên kết cộng hóa trị có cực khi cặp electron chung bị lệch về phía độ âm điện lớn hơn của nguyên tử trong phân tử.
Liên kết cộng hóa trị không phân cực khi ở giữa hai nguyên tử có cặp electron chung trong phân tử.

Tính chất của liên kết cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị sở hữu nhiều tính chất nổi bật và đặc trưng. Bao gồm:

Tính chất với chất có cực: Khả năng tan nhiều trong các dung môi có cực. Ví dụ: Đường, ancol etylic…
Ở những chất không cực: ví dụ như ion, lưu huỳnh… tan trong những dung môi không cực như cacbon tetraclorua, benzen,… các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không có khả năng dẫn điện ở mọi trạng thái.
Dạng tồn tại của liên kết cộng hóa trị: Các phân tử có liên kết cộng hóa trị tồn tại ở nhiều dạng khác nhau. Bao gồm: Chất lỏng, chất khí, chấn rắn… Chúng có điểm nóng chảy và điểm sôi khá thấp.