Liên kết cho nhận là gì? Công thức electron, cấu tạo CO

Trả lời nhanh

Liên kết cho nhận là liên kết cộng hoá trị mà cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử góp (nguyên tử cho). Trong CO, C và O góp chung 2 cặp electron, sau đó O cho thêm 1 cặp electron chưa liên kết sang C. Công thức electron: :C⋮⋮O: (giữa C và O có 3 cặp electron, mỗi nguyên tử còn 1 cặp riêng). Công thức cấu tạo: C=O kèm một mũi tên đi từ O sang C (C ⇇ O), thường viết gọn là C≡O.

1. Liên kết cho nhận là gì?

Ở liên kết cộng hoá trị thông thường, mỗi nguyên tử góp 1 electron để tạo thành một cặp electron chung. Liên kết cho nhận (còn gọi là liên kết phối trí) cũng là liên kết cộng hoá trị, chỉ khác ở chỗ cả hai electron của cặp chung đều do một nguyên tử đưa ra.

Nguyên tử cho: còn cặp electron hoá trị chưa tham gia liên kết (cặp electron tự do), ví dụ O trong CO, N trong NH₃.
Nguyên tử nhận: còn thiếu electron, có orbital trống để nhận cặp electron đó, ví dụ C trong CO, ion H⁺.
Kí hiệu: một mũi tên đi từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận, ví dụ O → C hay viết theo chiều ngược là C ← O.

Điều cần nhớ: khi liên kết đã hình thành, liên kết cho nhận không khác gì liên kết cộng hoá trị thường về bản chất. Mũi tên chỉ cho biết cặp electron xuất phát từ đâu.

2. Đề bài và hướng giải

Đề: Biết phân tử CO có một liên kết cho nhận. Viết công thức electron và công thức cấu tạo của CO.

Ta làm theo 4 bước, bước nào cũng có lí do rõ ràng.

Bước 1: Đếm số electron hoá trị

Nguyên tố	Z	Cấu hình electron	Số e lớp ngoài cùng	Còn thiếu để đạt bát tử
C	6	1s²2s²2p²	4	4
O	8	1s²2s²2p⁴	6	2

Tổng số electron hoá trị của phân tử CO là 4 + 6 = 10 electron, tức là 5 cặp electron cần sắp xếp.

Bước 2: Tạo các liên kết cộng hoá trị thường

O chỉ cần thêm 2 electron, nên O góp 2 electron, C góp 2 electron để tạo thành 2 cặp electron chung (một liên kết đôi). Lúc này O đã có đủ 8 electron xung quanh (4 electron dùng chung và 2 cặp riêng).

Nhưng C chỉ có 4 electron dùng chung cộng 1 cặp riêng, tức là 6 electron, vẫn thiếu 2 electron mới đạt bát tử.

Bước 3: Tạo liên kết cho nhận

O còn 2 cặp electron riêng, C thì còn thiếu 2 electron. Vì vậy O cho 1 cặp electron riêng của mình để dùng chung với C. Đây chính là liên kết cho nhận, với O là nguyên tử cho và C là nguyên tử nhận.

Sau bước này, giữa C và O có 3 cặp electron chung, C còn 1 cặp riêng, O còn 1 cặp riêng. Kiểm tra lại: 3 + 1 + 1 = 5 cặp = 10 electron, đúng với Bước 1. Cả C và O đều có 8 electron xung quanh.

Bước 4: Viết công thức

Công thức electron: :C⋮⋮O: hay viết thành :C:::O: (3 cặp electron nằm giữa C và O, mỗi bên còn 1 cặp riêng).
Công thức cấu tạo (thể hiện liên kết cho nhận): C=O với 2 gạch nối thường và thêm 1 mũi tên đi từ O sang C, kí hiệu C ⇇ O, đọc là “C liên kết đôi với O, kèm một liên kết cho nhận từ O sang C”.
Cách viết gọn: C≡O. Viết như vậy vẫn đúng vì 3 liên kết đều là cặp electron dùng chung, chỉ là không cho biết cặp nào do O góp.

3. Vì sao phải dùng liên kết cho nhận trong CO?

Nhiều bạn thắc mắc: sao không cho C và O góp chung 3 cặp theo kiểu thường, mỗi bên góp 3 electron? Câu trả lời nằm ở số electron mỗi nguyên tử cần.

Nếu mỗi bên góp 3 electron, O sẽ có tới 3 cặp chung cộng 1 cặp riêng còn lại từ 3 electron chưa dùng… nhưng O chỉ có 6 electron hoá trị và chỉ cần 2 electron. O không “cần” tạo 3 liên kết thường.
Nếu chỉ dừng ở liên kết đôi C=O thì C chưa đạt bát tử, phân tử kém bền.
Cách hợp lí duy nhất để cả hai nguyên tử đều đạt 8 electron với tổng 10 electron là: 2 cặp góp chung kiểu thường và 1 cặp do O cho.

Liên kết ba trong CO rất bền, vì vậy CO khó bị phân huỷ. Cặp electron riêng nằm trên nguyên tử C lại dễ “cho” tiếp sang nguyên tử khác. Đó là lí do CO gắn rất chặt vào sắt trong hemoglobin của máu, làm máu mất khả năng vận chuyển oxi, gây ngộ độc khí than.

4. Mẹo nhớ và lỗi sai thường gặp

Mẹo nhớ

“Mũi tên đi từ chỗ dư sang chỗ thiếu”: nguyên tử còn cặp electron riêng là gốc mũi tên, nguyên tử thiếu electron là đầu mũi tên.
Đếm tổng electron trước, kiểm tra bát tử sau: nếu tạo đủ liên kết thường rồi mà vẫn có nguyên tử thiếu 2 electron, trong khi nguyên tử bên cạnh còn cặp riêng, thì gần như chắc chắn có liên kết cho nhận.

Lỗi sai thường gặp

Vẽ mũi tên ngược chiều (từ C sang O). Trong CO, chính O là nguyên tử cho, nên mũi tên phải hướng về C.
Quên cặp electron riêng trên C khi viết công thức electron, làm tổng số electron chỉ còn 8 thay vì 10.
Viết C=O như trong CO₂. Trong CO₂ mỗi O liên kết đôi với C (O=C=O) và không có liên kết cho nhận; còn trong CO thì có.
Cho rằng liên kết cho nhận là liên kết ion. Sai, vì đây vẫn là cặp electron dùng chung, không có sự chuyển hẳn electron.

5. Một số chất, ion khác có liên kết cho nhận

Hiểu kĩ CO rồi thì các trường hợp dưới đây cũng phân tích tương tự. Bảng sau dùng cách biểu diễn theo quy tắc bát tử của chương trình lớp 10.

Chất/ion	Nguyên tử cho	Nguyên tử/ion nhận	Công thức cấu tạo (gợi ý)
NH₄⁺	N (trong NH₃)	H⁺	3 liên kết N–H thường, 1 liên kết N→H⁺
H₃O⁺	O (trong H₂O)	H⁺	2 liên kết O–H thường, 1 liên kết O→H⁺
SO₂	S	O	O=S→O
HNO₃	N	O	H–O–N(=O)→O
O₃	O ở giữa	O ở đầu	O=O→O

Lưu ý với NH₄⁺: sau khi tạo thành, 4 liên kết N–H hoàn toàn giống nhau về độ dài và độ bền. Ta không thể “chỉ ra” liên kết nào là liên kết cho nhận trong thực tế; mũi tên chỉ mô tả cách liên kết hình thành.

6. Điều kiện để hình thành liên kết cho nhận

Nguyên tử cho phải có ít nhất 1 cặp electron hoá trị chưa liên kết.
Nguyên tử nhận phải có orbital trống, thường là do chưa đủ bát tử (như C trong C=O) hoặc là ion không có electron (như H⁺).
Khoảng cách và năng lượng phù hợp để cặp electron được dùng chung, làm hệ bền hơn.

Phân tử CH₄ không có liên kết cho nhận vì C đã đủ 8 electron và không còn cặp electron riêng; mỗi H cũng đã đủ 2 electron.

7. Bài tập tự luyện (có đáp án)

Bài 1. Ion NH₄⁺ được tạo thành khi NH₃ nhận H⁺. Hãy chỉ ra nguyên tử cho, tiểu phân nhận và cho biết tổng số electron hoá trị xung quanh N trong ion.

Đáp án: N là nguyên tử cho (dùng cặp electron riêng duy nhất của nó), H⁺ là tiểu phân nhận (có orbital 1s trống). Xung quanh N có 4 cặp electron chung = 8 electron, đạt bát tử.

Bài 2. Trong các chất sau: CH₄, CO₂, CO, H₂O, NH₃, chất nào có liên kết cho nhận?

Đáp án: Chỉ có CO. CH₄, CO₂, H₂O, NH₃ đều đạt bát tử chỉ bằng liên kết cộng hoá trị thường. H₂O và NH₃ còn cặp electron riêng nên có khả năng tạo liên kết cho nhận khi gặp H⁺, nhưng bản thân phân tử thì không có.

Bài 3. Phân tử CO có tổng cộng bao nhiêu cặp electron chung và bao nhiêu cặp electron chưa liên kết? Trong số cặp chung, có bao nhiêu cặp do O góp cả hai electron?

Đáp án: 3 cặp chung, 2 cặp chưa liên kết (1 trên C, 1 trên O). Có 1 cặp do O góp cả hai electron, đó là liên kết cho nhận.

8. Tóm tắt cần ghi nhớ

Liên kết cho nhận là liên kết cộng hoá trị có cặp electron chung do một nguyên tử góp, kí hiệu bằng mũi tên từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận.
CO: 10 electron hoá trị, công thức electron :C:::O:, công thức cấu tạo C ⇇ O (C=O kèm mũi tên từ O sang C), viết gọn là C≡O.
Cách nhận biết: làm hết liên kết thường mà vẫn có nguyên tử thiếu electron, trong khi nguyên tử bên cạnh còn cặp riêng.

Câu hỏi thường gặp

Liên kết cho nhận là gì?

Đó là liên kết cộng hoá trị mà cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử góp (nguyên tử cho có cặp electron riêng), còn nguyên tử kia (nguyên tử nhận) có orbital trống. Kí hiệu bằng mũi tên đi từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận.

Trong phân tử CO, nguyên tử nào cho, nguyên tử nào nhận?

O là nguyên tử cho vì sau khi tạo liên kết đôi O vẫn còn cặp electron riêng; C là nguyên tử nhận vì lúc đó C mới có 6 electron, còn thiếu 2 electron để đạt bát tử.

Viết C≡O có đúng không?

Đúng, đó là cách viết gọn. Muốn thể hiện liên kết cho nhận thì viết C=O và thêm một mũi tên đi từ O sang C.

CO2 có liên kết cho nhận không?

Không. Trong CO2 (O=C=O), C góp 4 electron tạo hai liên kết đôi với hai nguyên tử O nên cả ba nguyên tử đều đạt bát tử mà không cần liên kết cho nhận.