Liên kết cho nhận: cách hình thành trong phân tử SO2

Trả lời nhanh

Trong phân tử SO₂, nguyên tử S góp chung 2 electron với nguyên tử O thứ nhất để tạo liên kết đôi S=O. Sau đó S còn một cặp electron chưa liên kết, nó đem cặp này cho nguyên tử O thứ hai (nguyên tử này có orbital trống để nhận). Liên kết hình thành theo cách ấy là liên kết cho nhận, kí hiệu S→O. Công thức biểu diễn: O=S→O.

Liên kết cho nhận là gì?

Liên kết cho nhận (còn gọi là liên kết phối trí) là một loại liên kết cộng hóa trị. Điểm riêng là cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử đóng góp (nguyên tử cho), còn nguyên tử kia chỉ cung cấp orbital trống để nhận cặp electron (nguyên tử nhận).

Điều kiện để có liên kết cho nhận:

Nguyên tử cho còn ít nhất một cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.
Nguyên tử nhận có orbital hóa trị trống.

Khi đã hình thành, liên kết cho nhận không khác liên kết cộng hóa trị thông thường về bản chất: vẫn là một cặp electron dùng chung giữa hai hạt nhân. Chỉ cách “nguồn gốc” của cặp electron là khác. Trong công thức, ta kí hiệu bằng mũi tên đi từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận.

Chuẩn bị: cấu hình electron của S và O

Nguyên tử	Cấu hình electron	Số electron lớp ngoài cùng
S (Z = 16)	1s²2s²2p⁶3s²3p⁴	6
O (Z = 8)	1s²2s²2p⁴	6

Cả hai nguyên tử đều có 6 electron lớp ngoài cùng, mỗi nguyên tử còn 2 electron độc thân ở phân lớp p. Muốn đạt cấu hình bền của khí hiếm, S và O đều cần thêm 2 electron.

Các bước hình thành liên kết trong phân tử SO₂

Bước 1: Tạo liên kết đôi S=O (liên kết cộng hóa trị thông thường)

Nguyên tử S dùng 2 electron độc thân của mình góp chung với 2 electron độc thân của nguyên tử O thứ nhất. Hai cặp electron dùng chung hình thành, tạo liên kết đôi S=O. Lúc này nguyên tử O thứ nhất đã đủ 8 electron lớp ngoài cùng.

Bước 2: Tạo liên kết cho nhận S→O

Nguyên tử S vẫn còn một cặp electron hóa trị chưa liên kết (cặp ở phân lớp 3s). Nguyên tử O thứ hai có hai electron độc thân ở phân lớp 2p. Hai electron này ghép đôi với nhau, nhường chỗ cho một orbital 2p trống.

Cặp electron của S được đưa vào orbital trống đó, trở thành cặp dùng chung của hai nguyên tử. Đây là liên kết cho nhận, S là nguyên tử cho, O là nguyên tử nhận.

Bước 3: Viết công thức

Công thức electron tổng quát: S có một cặp electron riêng, O thứ nhất nối bằng hai cặp dùng chung, O thứ hai nối bằng một cặp dùng chung do S cho. Công thức cấu tạo thường viết là O=S→O. Mỗi nguyên tử O đều có 8 electron lớp ngoài cùng, nguyên tử S cũng đạt 8 electron nếu tính cả cặp riêng còn lại.

Lưu ý quan trọng về cấu trúc thực của SO₂

Công thức O=S→O chỉ là cách mô tả để giải thích sự hình thành liên kết. Thực nghiệm cho thấy hai liên kết S–O trong phân tử dài bằng nhau (khoảng 143 pm), tức là hai liên kết giống hệt nhau.
Phân tử SO₂ có dạng chữ V, góc liên kết khoảng 119°, và là phân tử phân cực.
Vì S còn cặp electron riêng nên SO₂ vừa có tính khử vừa có tính oxi hóa, nhưng tính khử là chủ yếu.

So sánh liên kết cho nhận và liên kết cộng hóa trị thông thường

Tiêu chí	Cộng hóa trị thông thường	Cho nhận
Nguồn gốc cặp electron	Mỗi nguyên tử góp 1 electron	Một nguyên tử góp cả cặp
Điều kiện	Hai nguyên tử đều có electron độc thân	Một bên có cặp electron riêng, một bên có orbital trống
Kí hiệu	Gạch nối	Mũi tên từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận
Ví dụ	H–Cl, O=C=O	S→O trong SO₂, N→H trong NH₄⁺

Một số ví dụ khác có liên kết cho nhận

Ion NH₄⁺: nguyên tử N trong NH₃ còn một cặp electron riêng, cho ion H⁺ (có orbital 1s trống) để tạo liên kết N→H.
Ion H₃O⁺: nguyên tử O của H₂O cho cặp electron riêng sang H⁺.
Phân tử SO₃: S tạo hai liên kết đôi S=O và một liên kết cho nhận S→O.

Lỗi sai thường gặp

Viết mũi tên ngược chiều (từ O sang S). Mũi tên luôn hướng từ nguyên tử cho sang nguyên tử nhận.
Cho rằng liên kết cho nhận yếu hơn hẳn liên kết cộng hóa trị. Khi đã hình thành, các liên kết là tương đương, như trong ion NH₄⁺ cả bốn liên kết N–H giống nhau.
Quên điều kiện có orbital trống ở nguyên tử nhận.

Bài luyện tập

Trình bày sự hình thành liên kết N→H khi NH₃ kết hợp với H⁺. Gợi ý: N cho cặp electron riêng, H⁺ cung cấp orbital 1s trống.
Trong SO₃ có mấy liên kết cho nhận theo mô hình trên? Đáp án: 1 liên kết cho nhận và 2 liên kết đôi.
Vì sao nguyên tử O trong phân tử SO₂ có thể làm nguyên tử nhận? Đáp án: vì hai electron độc thân ở 2p ghép đôi, tạo ra một orbital 2p trống.

Câu hỏi thường gặp

Liên kết cho nhận khác gì liên kết cộng hóa trị thông thường?

Ở liên kết cộng hóa trị thông thường mỗi nguyên tử góp một electron, còn ở liên kết cho nhận cả cặp electron do một nguyên tử cung cấp, nguyên tử kia chỉ có orbital trống.

Trong phân tử SO2 có bao nhiêu liên kết cho nhận?

Theo mô hình hình thành liên kết thường dạy ở lớp 10, SO2 có 1 liên kết đôi S=O và 1 liên kết cho nhận S→O. Thực tế hai liên kết S–O có độ dài bằng nhau.

Nguyên tử nào cho và nguyên tử nào nhận trong liên kết S→O?

Nguyên tử S là nguyên tử cho cặp electron, nguyên tử O thứ hai là nguyên tử nhận vì có orbital 2p trống.

Hãy nêu ví dụ khác về liên kết cho nhận.

Ion amoni NH4+ (liên kết N→H) và ion hydronium H3O+ (liên kết O→H) là hai ví dụ quen thuộc.