Trả lời nhanh
Trong Cl2, O2, N2, liên kết giữa hai nguyên tử là liên kết cộng hóa trị không phân cực. Lý do: hai nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố nên có độ âm điện bằng nhau (hiệu bằng 0), cặp electron dùng chung nằm đúng giữa hai hạt nhân, không bị hút lệch về nguyên tử nào. Cụ thể: Cl–Cl là liên kết đơn, O=O là liên kết đôi, N≡N là liên kết ba.
Liên kết cộng hóa trị không phân cực là gì?
Liên kết cộng hóa trị được hình thành khi hai nguyên tử góp chung electron để mỗi nguyên tử đạt cấu hình bền của khí hiếm. Nếu cặp electron chung phân bố đều giữa hai nguyên tử thì đó là liên kết không phân cực; nếu bị lệch về một phía thì là liên kết phân cực.
Để phân loại, ta dựa vào hiệu độ âm điện (Δχ) giữa hai nguyên tử:
| Hiệu độ âm điện | Loại liên kết |
|---|---|
| 0 ≤ Δχ < 0,4 | Cộng hóa trị không phân cực |
| 0,4 ≤ Δχ < 1,7 | Cộng hóa trị phân cực |
| Δχ ≥ 1,7 | Liên kết ion |
Giải thích từng phân tử
Phân tử Cl2: liên kết đơn
Nguyên tử Cl có 7 electron ngoài cùng (3s23p5), cần thêm 1 electron để đủ 8. Hai nguyên tử Cl góp chung 1 cặp electron, tạo công thức Cl–Cl. Hai nguyên tử giống hệt nhau nên Δχ = 3,16 − 3,16 = 0 → không phân cực.
Phân tử O2: liên kết đôi
Nguyên tử O có 6 electron ngoài cùng (2s22p4), cần thêm 2 electron. Hai nguyên tử O góp chung 2 cặp electron, tạo O=O. Δχ = 3,44 − 3,44 = 0 → liên kết cộng hóa trị không phân cực. Đây chính là đáp án cho câu hỏi “O2 là liên kết gì”.
Phân tử N2: liên kết ba
Nguyên tử N có 5 electron ngoài cùng (2s22p3), cần thêm 3 electron. Hai nguyên tử N góp chung 3 cặp electron, tạo N≡N. Δχ = 3,04 − 3,04 = 0 → không phân cực.
| Phân tử | Số cặp e chung | Công thức electron / cấu tạo | Δχ | Loại liên kết |
|---|---|---|---|---|
| Cl2 | 1 | Cl–Cl | 0 | Đơn, không phân cực |
| O2 | 2 | O=O | 0 | Đôi, không phân cực |
| N2 | 3 | N≡N | 0 | Ba, không phân cực |
Vì sao phải nhấn mạnh “hai nguyên tử giống nhau”?
Hãy hình dung kéo co giữa hai bạn có sức bằng nhau: sợi dây đứng yên ở giữa. Cặp electron chung chính là sợi dây, còn độ âm điện là “sức kéo”. Hai nguyên tử cùng nguyên tố có sức kéo như nhau nên cặp electron không dịch chuyển. Khi hai nguyên tử khác nhau, ví dụ HCl (Cl 3,16; H 2,20; Δχ = 0,96), Cl kéo mạnh hơn nên cặp electron lệch về Cl và liên kết phân cực.
Ghi nhớ nhanh: đơn chất gồm hai nguyên tử giống nhau (H2, F2, Cl2, O2, N2…) luôn có liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Lỗi sai thường gặp
- Nhầm “không phân cực” với “kém bền”. N2 không phân cực nhưng liên kết ba rất bền (năng lượng liên kết cỡ 945 kJ/mol), nên ở điều kiện thường N2 khá trơ.
- Nhầm liên kết đôi, ba là phân cực. Phân cực hay không chỉ phụ thuộc độ âm điện của hai nguyên tử, không phụ thuộc số cặp electron chung.
- Nhầm liên kết phân cực với phân tử phân cực. CO2 có hai liên kết C=O phân cực (Δχ = 3,44 − 2,55 = 0,89) nhưng phân tử thẳng, các momen triệt tiêu nên phân tử không phân cực.
Bài luyện tập
- Cho các phân tử: H2, HBr, F2, H2O. Phân tử nào chỉ chứa liên kết cộng hóa trị không phân cực?
Đáp án: H2 và F2 (hai nguyên tử giống nhau, Δχ = 0). HBr (Δχ = 2,96 − 2,20 = 0,76) và H2O (Δχ = 3,44 − 2,20 = 1,24) là liên kết phân cực. - Viết công thức cấu tạo của O2 và N2, cho biết số cặp electron chung.
Đáp án: O=O (2 cặp), N≡N (3 cặp). - Vì sao khí N2 ít tham gia phản ứng ở nhiệt độ thường?
Đáp án: liên kết ba N≡N có năng lượng liên kết rất lớn, cần nhiều năng lượng để phá vỡ, nên phải ở nhiệt độ cao hoặc có tia lửa điện mới phản ứng.
Câu hỏi thường gặp
O2 là liên kết gì?
Trong phân tử O2, hai nguyên tử oxi liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị không phân cực, cụ thể là liên kết đôi O=O gồm 2 cặp electron chung.
Vì sao liên kết trong N2 là liên kết ba mà vẫn không phân cực?
Vì tính phân cực chỉ phụ thuộc hiệu độ âm điện của hai nguyên tử. Hai nguyên tử N giống nhau nên hiệu bằng 0, ba cặp electron chung đều nằm đối xứng giữa hai hạt nhân.
Hiệu độ âm điện bao nhiêu thì liên kết là cộng hóa trị không phân cực?
Theo cách phân loại thường dùng ở lớp 10, khi hiệu độ âm điện nhỏ hơn 0,4 thì liên kết là cộng hóa trị không phân cực. Với đơn chất hai nguyên tử như Cl2, O2, N2 hiệu bằng 0.
Phân tử có liên kết phân cực thì có chắc phân cực không?
Không chắc. CO2 có hai liên kết C=O phân cực nhưng phân tử có cấu tạo thẳng nên các momen lưỡng cực triệt tiêu, phân tử không phân cực.