Công thức electron của O2 (chương trình mới) đầy đủ

Trả lời nhanh

Công thức electron của o2. Trong phân tử O₂, mỗi nguyên tử O (Z = 8, có 6 electron hóa trị) góp 2 electron, tạo thành 2 cặp electron dùng chung. Mỗi nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng. Công thức electron có 4 electron chung nằm giữa hai nguyên tử O. Công thức Lewis là O=O, mỗi O mang thêm 2 cặp electron riêng. Công thức cấu tạo là O = O: một liên kết đôi gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π, cộng hóa trị không phân cực.

Sự hình thành liên kết trong phân tử O₂

Nguyên tử oxygen có số hiệu nguyên tử Z = 8, cấu hình electron 1s²2s²2p⁴. Lớp ngoài cùng có 6 electron (2s²2p⁴). Theo quy tắc octet, mỗi nguyên tử O cần thêm 2 electron để có lớp vỏ bền giống khí hiếm neon (8 electron lớp ngoài cùng).

Hai nguyên tử O có độ âm điện bằng nhau (3,44), nên không nguyên tử nào nhường hẳn electron cho nguyên tử kia. Thay vào đó, mỗi nguyên tử góp chung 2 electron, tạo thành 2 cặp electron dùng chung. Khi đó, mỗi nguyên tử O “sở hữu” 4 electron riêng cộng 4 electron dùng chung, tức là đủ 8 electron.

Đại lượng	Giá trị trong O₂
Tổng số electron hóa trị	2 × 6 = 12
Số cặp electron dùng chung	2 (4 electron)
Số cặp electron riêng	4 (mỗi O có 2 cặp, tổng 8 electron)
Kiểm tra	4 + 8 = 12 electron, đúng tổng ban đầu

Công thức electron của O₂

Công thức electron biểu diễn mỗi electron hóa trị bằng một dấu chấm. Hai cặp electron dùng chung đặt giữa hai kí hiệu O. Các cặp electron riêng đặt xung quanh từng nguyên tử.

Công thức electron của O2 với 2 cặp electron dùng chung màu đỏ giữa hai nguyên tử O, mỗi O có 2 cặp electron riêng màu xanh, bên cạnh là công thức Lewis O=O — Hình 1. Công thức electron (trái) và công thức Lewis (phải) của phân tử O₂.

Phân tử O₂ có 2 cặp electron dùng chung, nằm chính giữa hai nguyên tử và không bị lệch về phía nào.
Mỗi nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng (electron chưa tham gia liên kết).
Mỗi O có tổng 8 electron lớp ngoài cùng, thỏa mãn quy tắc octet.

Công thức Lewis của O₂

Từ công thức electron, ta thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối, còn các cặp electron riêng vẫn giữ nguyên dạng dấu chấm. Hai cặp chung thành hai gạch, tức liên kết đôi “=”. Công thức Lewis của O₂ là O=O, mỗi nguyên tử O mang 2 cặp electron riêng (như phần bên phải của hình trên).

Các bước viết công thức Lewis cho phân tử bất kì

Tính tổng số electron hóa trị của các nguyên tử (O₂: 12).
Vẽ khung phân tử, nối các nguyên tử bằng liên kết đơn (O–O dùng hết 2 electron, còn 10).
Phân bố 10 electron còn lại (5 cặp) thành cặp riêng. Một nguyên tử O nhận 3 cặp và đủ 8 electron. Nguyên tử O kia chỉ nhận được 2 cặp nên mới có 6 electron.
Nguyên tử nào chưa đủ octet thì lấy một cặp electron riêng của nguyên tử bên cạnh làm cặp dùng chung. Liên kết O–O trở thành O=O, mỗi O còn 2 cặp riêng và cả hai đều đủ 8 electron.

Công thức cấu tạo và đặc điểm liên kết trong O₂

Bỏ các cặp electron riêng khỏi công thức Lewis, ta được công thức cấu tạo: O = O.

Loại liên kết: liên kết cộng hóa trị không phân cực, vì hiệu độ âm điện bằng 0.
Bậc liên kết: liên kết đôi, gồm 1 liên kết σ (hai orbital p xen phủ trục, dọc theo đường nối hai hạt nhân) và 1 liên kết π (hai orbital p còn lại xen phủ bên, ở hai phía của trục).
Hình dạng: phân tử có hai nguyên tử nên luôn có dạng đường thẳng.
Độ bền: liên kết đôi O=O bền hơn liên kết đơn F–F nhưng kém bền hơn liên kết ba N≡N. Vì vậy, O₂ hoạt động hóa học mạnh hơn N₂ nhiều.

Mở rộng (ngoài chương trình lớp 10): thực nghiệm cho thấy O₂ bị nam châm hút nhẹ (tính thuận từ), chứng tỏ phân tử có electron độc thân. Công thức Lewis không giải thích được điều này. Phải dùng thuyết orbital phân tử (MO) ở bậc đại học mới giải thích được. Ở lớp 10, em vẫn viết O=O như trên.

So sánh công thức electron của O₂, N₂, F₂

Phân tử	Số e hóa trị mỗi nguyên tử	Số cặp e chung	Số cặp e riêng mỗi nguyên tử	Công thức cấu tạo	Thành phần liên kết
F₂	7	1	3	F–F	1σ
O₂	6	2	2	O=O	1σ + 1π
N₂	5	3	1	N≡N	1σ + 2π

Quy luật dễ nhớ: số cặp electron chung = 8 − số electron hóa trị (với phân tử gồm hai nguyên tử giống nhau thuộc chu kì 2, từ N đến F). O có 6 electron hóa trị nên cần 8 − 6 = 2 cặp chung.

Bài tập vận dụng có lời giải

Câu 1. Các liên kết trong phân tử oxygen gồm

A. 2 liên kết π
B. 2 liên kết σ
C. 1 liên kết σ, 1 liên kết π
D. 1 liên kết σ

Đáp án C. O=O là liên kết đôi. Liên kết đôi luôn có 1 liên kết σ và 1 liên kết π. Phương án A sai vì một liên kết hóa học luôn có σ trước. Phương án B sai vì giữa hai nguyên tử chỉ có tối đa 1 liên kết σ. Phương án D chỉ đúng với liên kết đơn như F–F.

Câu 2. Chất nào sau đây không có liên kết cộng hóa trị phân cực?

A. O₂
B. CO₂
C. NH₃
D. HCl

Đáp án A. Hai nguyên tử O giống hệt nhau nên cặp electron chung không lệch về phía nào. CO₂, NH₃ và HCl đều có liên kết giữa hai nguyên tố khác nhau về độ âm điện nên liên kết phân cực. Riêng phân tử CO₂ không phân cực vì có dạng thẳng, đối xứng, nhưng từng liên kết C=O vẫn phân cực.

Câu 3. Trong phân tử O₂, tổng số electron không tham gia liên kết là bao nhiêu?

Lời giải: Mỗi O có 2 cặp electron riêng, tức 4 electron. Hai nguyên tử có 8 electron không tham gia liên kết.

Câu 4. Phân tử nào có liên kết đôi: NH₃, HCl, O₂, N₂?

Lời giải: Chỉ có O₂ (O=O). NH₃ và HCl chỉ có liên kết đơn, còn N₂ có liên kết ba.

Câu 5. Viết công thức Lewis của phân tử O₃ (ozone), biết nguyên tử O ở giữa liên kết với hai O hai bên.

Lời giải: Tổng electron hóa trị là 18. Một cấu tạo thỏa octet là O=O–O. Nguyên tử O ở giữa có 1 cặp electron riêng. O bên trái (liên kết đôi) có 2 cặp riêng, O bên phải (liên kết đơn) có 3 cặp riêng. Kiểm tra: 3 cặp chung (6 e) + 6 cặp riêng (12 e) = 18 e.

Xem thêm công thức electron của các chất thường gặp

Công thức electron của F2 (chương trình mới)
Công thức electron của N2 (chương trình mới)
Công thức electron của HCl (chương trình mới)
Công thức electron của H2O (chương trình mới)
Công thức electron của H2S (chương trình mới)

Câu hỏi thường gặp

Công thức electron của O2 có bao nhiêu cặp electron dùng chung?

Có 2 cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử O. Mỗi nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng.

Công thức cấu tạo của O2 là gì?

Công thức cấu tạo của O2 là O = O, tức một liên kết đôi gồm 1 liên kết σ và 1 liên kết π.

Liên kết trong phân tử O2 là liên kết gì?

Đó là liên kết cộng hóa trị không phân cực, vì hai nguyên tử O có độ âm điện bằng nhau.

Phân tử O2 có bao nhiêu electron không liên kết?

Có 8 electron không liên kết, ứng với 4 cặp electron riêng (mỗi nguyên tử O có 2 cặp).

Vì sao mỗi nguyên tử O góp 2 electron khi tạo O2?

Vì O có 6 electron lớp ngoài cùng, cần thêm 2 electron để đạt octet. Góp chung 2 cặp electron giúp cả hai nguyên tử O đều có 8 electron lớp ngoài cùng.

Sự hình thành liên kết trong phân tử O2