Trả lời nhanh
Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung, thường gặp giữa các phi kim. Khác với liên kết ion (nguyên tử nhường – nhận electron tạo ion trái dấu hút nhau), ở liên kết cộng hóa trị không có sự nhường hẳn electron mà chỉ có sự góp chung electron để mỗi nguyên tử đạt cấu hình bền của khí hiếm.
Liên kết cộng hóa trị là gì?
Các nguyên tử phi kim đều có xu hướng nhận thêm electron để đủ 8 electron lớp ngoài cùng (riêng H là 2). Khi hai nguyên tử phi kim gặp nhau, chẳng nguyên tử nào đủ “mạnh” để giật hẳn electron của nguyên tử kia. Chúng đành góp chung electron, và cặp electron dùng chung đó đồng thời thuộc về cả hai hạt nhân.
Ví dụ: mỗi nguyên tử H có 1 electron, hai nguyên tử H góp mỗi bên 1 electron tạo thành 1 cặp dùng chung, phân tử H2 có cấu hình bền giống khí hiếm He.
Các loại liên kết cộng hóa trị
Theo số cặp electron dùng chung
- Liên kết đơn (1 cặp): H–H, H–Cl, trong H2O là H–O–H.
- Liên kết đôi (2 cặp): O=O trong O2, O=C=O trong CO2.
- Liên kết ba (3 cặp): N≡N trong N2. Mỗi nguyên tử N có 5 electron lớp ngoài nên cần góp 3 electron để đủ 8.
Theo độ phân cực
Dựa vào hiệu độ âm điện (Δχ) giữa hai nguyên tử liên kết (theo thang Pauling thường dùng trong SGK):
- Δχ < 0,4: cộng hóa trị không phân cực – cặp electron nằm giữa hai nguyên tử (H2, Cl2, N2).
- 0,4 ≤ Δχ < 1,7: cộng hóa trị phân cực – cặp electron lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn (HCl, H2O, NH3).
- Δχ ≥ 1,7: liên kết ion (NaCl, MgO, KF).
Bảng so sánh liên kết ion và liên kết cộng hóa trị
| Tiêu chí | Liên kết ion | Liên kết cộng hóa trị |
|---|---|---|
| Bản chất | Lực hút tĩnh điện giữa ion dương và ion âm | Cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử |
| Quá trình tạo thành | Nguyên tử nhường electron (tạo cation), nguyên tử khác nhận electron (tạo anion) | Các nguyên tử góp chung electron |
| Các nguyên tử tham gia | Kim loại điển hình + phi kim điển hình | Phi kim + phi kim (kể cả một số trường hợp kim loại yếu + phi kim) |
| Hiệu độ âm điện | Δχ ≥ 1,7 | Δχ < 1,7 |
| Ví dụ | NaCl, MgO, CaF2 | H2, O2, HCl, H2O, CO2 |
| Trạng thái thường gặp | Chất rắn, tinh thể ion | Khí, lỏng hoặc rắn |
| Nhiệt độ nóng chảy, sôi | Cao (NaCl nóng chảy ở khoảng 801 °C) | Thường thấp với chất phân tử (trừ kim cương, SiO2… là tinh thể nguyên tử) |
| Dẫn điện | Không dẫn khi rắn; dẫn khi nóng chảy hoặc tan trong nước | Thường không dẫn điện (một số chất như HCl tan trong nước tạo ion nên dẫn điện) |
Vì sao hai loại liên kết lại khác nhau?
Tất cả nằm ở độ âm điện, tức khả năng hút electron. Natri (χ ≈ 0,93) và clo (χ ≈ 3,16) chênh nhau 2,23, quá lớn nên clo kéo hẳn electron của natri sang, hình thành Na+ và Cl–. Còn H (2,20) và Cl (3,16) chỉ chênh 0,96, clo chỉ kéo lệch cặp electron về phía mình chứ không giật hẳn, nên HCl là liên kết cộng hóa trị phân cực.
Có thể xem đây là một “dải liên tục”: không cực → có cực → ion. Ranh giới 0,4 và 1,7 chỉ là quy ước để học sinh dễ phân loại.
Mẹo nhận biết nhanh
- Kim loại nhóm IA, IIA + phi kim nhóm VIA, VIIA → thường là liên kết ion.
- Toàn phi kim (H, C, N, O, Cl, S…) → liên kết cộng hóa trị.
- Muốn chắc chắn thì tính Δχ rồi so với 0,4 và 1,7.
Lỗi sai thường gặp
- Cho rằng cứ có kim loại là liên kết ion. AlCl3 có Δχ = 3,16 – 1,61 = 1,55 < 1,7 nên liên kết Al–Cl là cộng hóa trị phân cực.
- Cho rằng hợp chất chỉ có một loại liên kết. Trong NH4Cl có liên kết ion giữa NH4+ và Cl–, còn trong ion NH4+ là liên kết cộng hóa trị.
- Nhầm “phân cực” với “ion”. Liên kết phân cực vẫn là dùng chung electron, chỉ là cặp electron bị lệch.
- Quên rằng liên kết cộng hóa trị mới có tính định hướng và bão hòa, nên các phân tử có hình dạng xác định (H2O gấp khúc, CO2 thẳng).
Bài tập luyện tập
- Xác định loại liên kết trong MgO, biết χ(Mg) = 1,31; χ(O) = 3,44.
- Xác định loại liên kết trong HBr, biết χ(H) = 2,20; χ(Br) = 2,96.
- Viết công thức electron và cho biết số cặp electron dùng chung trong phân tử N2.
Đáp án:
- Δχ = 3,44 – 1,31 = 2,13 ≥ 1,7 nên là liên kết ion (Mg2+ và O2–).
- Δχ = 2,96 – 2,20 = 0,76, nằm trong khoảng 0,4 đến dưới 1,7 nên là liên kết cộng hóa trị phân cực, cặp electron lệch về Br.
- Mỗi N góp 3 electron, N≡N có 3 cặp electron dùng chung; mỗi nguyên tử N còn 1 cặp electron không liên kết. Đây là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Câu hỏi thường gặp
Liên kết cộng hóa trị là gì?
Là liên kết hình thành giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung, giúp mỗi nguyên tử đạt cấu hình bền của khí hiếm. Thường gặp giữa các nguyên tử phi kim.
Điểm khác nhau cơ bản giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị là gì?
Liên kết ion do lực hút tĩnh điện giữa ion dương và ion âm (có sự nhường – nhận electron), còn liên kết cộng hóa trị do các nguyên tử dùng chung electron.
Làm sao phân biệt liên kết ion, cộng hóa trị phân cực và không phân cực?
Dùng hiệu độ âm điện: Δχ < 0,4 là cộng hóa trị không phân cực; từ 0,4 đến dưới 1,7 là cộng hóa trị phân cực; từ 1,7 trở lên là liên kết ion.
Hợp chất cộng hóa trị có luôn không dẫn điện không?
Không phải luôn như vậy. Phần lớn chất cộng hóa trị không dẫn điện, nhưng một số chất như HCl khi tan trong nước phân li thành ion nên dung dịch dẫn được điện.