Trả lời nhanh
Phân tử Cl2 có liên kết cộng hóa trị không phân cực (liên kết đơn). Mỗi nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm argon. Hai nguyên tử Cl mỗi bên góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung. Hai nguyên tử giống nhau nên cặp electron không lệch về phía nào.
Bước 1: Viết cấu hình electron của nguyên tử Cl
Clo có Z = 17, cấu hình electron: 1s22s22p63s23p5. Lớp ngoài cùng (lớp thứ 3) có 2 + 5 = 7 electron, nên clo thuộc nhóm VIIA.
Ở phân lớp 3p có 5 electron: 2 cặp ghép đôi và 1 electron độc thân. Chính electron độc thân này sẽ tham gia tạo liên kết.
Bước 2: Xác định xu hướng đạt cấu hình bền
Theo quy tắc octet, nguyên tử có xu hướng đạt 8 electron ở lớp ngoài cùng giống khí hiếm. Cl còn thiếu 1 electron. Có hai hướng: nhận 1 electron (tạo ion Cl–) hoặc góp chung electron.
Khi hai nguyên tử Cl gặp nhau, cả hai đều muốn nhận electron và không bên nào chịu nhường. Vì vậy chúng không tạo liên kết ion mà góp chung electron.
Bước 3: Trình bày sự hình thành liên kết Cl–Cl
Mỗi nguyên tử Cl góp 1 electron độc thân để tạo thành 1 cặp electron chung. Cặp này thuộc về cả hai nguyên tử, nên mỗi nguyên tử Cl đều có đủ 8 electron ở lớp ngoài cùng.
Có thể viết ngắn gọn:
Cl· + ·Cl → Cl:Cl (hay Cl–Cl)
- Công thức electron: mỗi nguyên tử Cl có 3 cặp electron riêng và 1 cặp electron chung.
- Công thức Lewis / công thức cấu tạo: Cl–Cl (một gạch nối biểu diễn một cặp electron chung).
- Tổng electron hóa trị: 7 × 2 = 14, gồm 1 cặp chung và 6 cặp riêng (mỗi nguyên tử 3 cặp).
Bước 4: Giải thích đó là liên kết gì
| Đặc điểm | Kết luận với Cl2 |
|---|---|
| Cách tạo liên kết | Góp chung electron → liên kết cộng hóa trị |
| Số cặp electron chung | 1 cặp → liên kết đơn |
| Độ âm điện | Hai nguyên tử cùng là Cl, hiệu độ âm điện bằng 0 → không phân cực |
| Kiểu xen phủ | Xen phủ trục của 2 orbital 3p chứa electron độc thân → liên kết σ |
Vì hai nguyên tử giống hệt nhau, cặp electron chung nằm đúng giữa hai hạt nhân. Phân tử không có đầu dương, đầu âm nên là phân tử không phân cực.
Vì sao Cl2 không phải liên kết ion?
Liên kết ion chỉ hình thành khi một nguyên tử nhường electron còn nguyên tử kia nhận, thường giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình (hiệu độ âm điện lớn). Ở Cl2, cả hai bên đều là phi kim có độ âm điện như nhau nên không bên nào nhường được electron.
Tính chất liên quan đến liên kết trong Cl2
- Ở điều kiện thường, Cl2 là chất khí màu vàng lục, mùi xốc, độc.
- Phân tử không phân cực, lực hút giữa các phân tử yếu nên nhiệt độ sôi thấp (khoảng –34 °C).
- Liên kết Cl–Cl tương đối kém bền nên clo hoạt động hóa học mạnh, dễ tác dụng với kim loại, hiđro…
Lỗi sai thường gặp
- Viết thiếu các cặp electron riêng, chỉ vẽ cặp chung. Công thức electron phải có đủ 14 electron.
- Kết luận “liên kết ion” vì Cl là phi kim mạnh. Cần nhớ: hai nguyên tử giống nhau thì luôn là liên kết cộng hóa trị.
- Nhầm “liên kết đơn” với “1 electron”. Liên kết đơn là 1 cặp electron chung (2 electron).
Mẹo nhớ: nhóm VIIA (F, Cl, Br, I) có 7 electron ngoài cùng nên phân tử đơn chất X2 đều là liên kết đơn không phân cực.
Bài luyện tập
Câu 1. Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử F2 (Z = 9).
Đáp án: F: 1s22s22p5, có 7 electron lớp ngoài, thiếu 1 electron. Hai nguyên tử F mỗi bên góp 1 electron tạo 1 cặp chung: F· + ·F → F–F. Đây là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Câu 2. Trong phân tử HCl, liên kết có giống Cl2 không? Biết độ âm điện H = 2,20; Cl = 3,16.
Đáp án: Đều là liên kết cộng hóa trị đơn, nhưng HCl phân cực vì hiệu độ âm điện 3,16 – 2,20 = 0,96 (khoảng 0,4 đến dưới 1,7). Cặp electron lệch về phía Cl.
Câu 3. Phân tử Cl2 có bao nhiêu cặp electron chưa tham gia liên kết?
Đáp án: 6 cặp (mỗi nguyên tử Cl có 3 cặp electron riêng).
Câu hỏi thường gặp
Cl2 là liên kết gì?
Cl2 có liên kết cộng hóa trị không phân cực. Hai nguyên tử clo góp chung một cặp electron nên là liên kết đơn Cl–Cl.
Vì sao liên kết trong Cl2 không phân cực?
Vì hai nguyên tử clo giống nhau nên có độ âm điện bằng nhau, hiệu độ âm điện bằng 0. Cặp electron chung nằm ở giữa, không lệch về nguyên tử nào.
Phân tử Cl2 có bao nhiêu cặp electron chung và bao nhiêu cặp electron riêng?
Có 1 cặp electron chung và 6 cặp electron riêng, mỗi nguyên tử Cl có 3 cặp riêng. Tổng cộng 14 electron hóa trị.
Liên kết trong Cl2 là liên kết sigma hay pi?
Là liên kết sigma (σ), tạo bởi sự xen phủ trục của hai orbital 3p, mỗi orbital chứa 1 electron độc thân.