Với giải sách bài tập Hóa học 10 Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals sách Cánh diều hay, chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập trong SBT Hóa học 10. Mời các bạn đón xem:

Giải SBT Hóa học lớp 10 Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals

Bài 12.1 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây là đúng?

A. Bất kì phân tử nào có chứa nguyên tử hydrogen cũng có thể tạo liên kết hydrogen với phân tử cùng loại.

B. Liên kết hydrogen là liên kết hình thành do sự góp chung cặp electron hoá trị giữa nguyên tử hydrogen và nguyên tử có độ âm điện lớn.

C. Liên kết hydrogen là loại liên kết yếu nhất giữa các phân tử.

D. Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của chất là mạnh hơn ảnh hưởng của tương tác van der Waals.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi và nhiệt độ nóng chảy của chất là mạnh hơn ảnh hưởng của tương tác van der Waals.

A sai ví dụ giữa các phân tử HCl không tạo được liên kết hydrogen với nhau.

B sai vì liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng.

C sai vì liên kết hydrogen chưa phải là loại liên kết yếu nhất giữa các phân tử.

Bài 12.2 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Cho các phân tử: H₂O, NH₃, HF, H₂S, CO₂, HCl. Số phân tử có thể tạo liên kết hydrogen với phân tử cùng loại là

A. 3.

B. 4.

C. 5.

D. 6.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Chỉ có H₂O, NH₃, HF mới tạo được liên kết hydrogen với các phân tử cùng loại; còn H₂S, CO₂, HCl thì không.

Bài 12.3 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Thứ tự nào sau đây thể hiện độ mạnh giảm dần của các loại liên kết?

A. Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

B. Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > tương tác van der Waals > liên kết hydrogen.

C. Liên kết cộng hoá trị > liên kết ion > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

D. Tương tác van der Waals > liên kết hydrogen > liên kết cộng hoá trị > liên kết ion.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Thứ tự thể hiện độ mạnh giảm dần của các loại liên kết là:

Liên kết ion > liên kết cộng hoá trị > liên kết hydrogen > tương tác van der Waals.

Bài 12.4 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Giữa các nguyên tử He có thể có loại liên kết nào?

A. Liên kết cộng hoá trị.

B. Liên kết hydrogen.

C. Tương tác van der Waals.

D. Không có bất kì liên kết nào.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Giữa các phân tử không phân cực hoặc giữa các nguyên tử khí hiếm vẫn có thời điểm xuất hiện sự phân cực tạm thời (do nguyên tử chứa các hạt mang điện là proton và electron), do đó luôn có tương tác van der Waals.

Bài 12.5 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Quy tắc octet không được sử dụng khi xem xét sự hình thành của hai loại liên kết hoặc tương tác nào sau đây?

(1) Liên kết cộng hoá trị.

(2) Liên kết ion.

(3) Liên kết hydrogen.

(4) Tương tác van der Waals.

A. (1) và (2).

B. (2) và (3).

C. (1) và (3).

D. (3) và (4).

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Quy tắc octet không được sử dụng khi xem xét sự hình thành của:

(3) Liên kết hydrogen.

(4) Tương tác van der Waals.

Chú ý:

Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng.

Tương tác van der Waals là một loại liên kết rất yếu, hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các cực trái dấu của phân tử.

Bài 12.6 trang 34 sách bài tập Hóa học 10: Nếu giữa phân tử chất tan và dung môi có thể tạo thành liên kết hydrogen hoặc có tương tác van der Waals càng mạnh với nhau thì càng tan tốt vào nhau.

Lí do nào sau đây là phù hợp để giải thích dầu hoả (thành phần chính là hydrocarbon) không tan trong nước?

A. Cả nước và dầu đều là các phân tử có cực.

B. Nước là phân tử phân cực và dầu là không/ ít phân cực.

C. Nước là phân tử không phân cực và dầu là phân cực.

D. Cả nước và dầu đều không phân cực.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Dầu hoả (thành phần chính là hydrocarbon) không tan trong nước do nước là phân tử phân cực và dầu là không/ ít phân cực.

Bài 12.7 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Ethanol tan vô hạn trong nước do

A. cả nước và ethanol đều là phân tử phân cực.

B. nước và ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau.

C. ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với các phân tử ethanol khác.

D. ethanol và nước có tương tác van der Waals mạnh.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ethanol tan vô hạn trong nước do nước và ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau.

Bài 12.8 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Chất nào trong số các chất sau tồn tại ở thể lỏng trong điều kiện thường?

A. CH₃OH.

B. CF₄.

C. SiH₄.

D. CO₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

CH₃OH là chất lỏng ở điều kiện thường do giữa các phân tử CH₃OH có thể hình thành liên kết hydrogen.

Bài 12.9 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Dựa vào liên kết giữa các phân tử, hãy cho biết halogen nào sau đây có nhiệt độ sôi cao nhất.

A. F₂.

B. Cl₂.

C. Br₂.

D. I₂.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Do I₂ có khối lượng phân tử lớn nhất đồng thời có kích thước lớn nhất nên tương tác van der Waals giữa các phân tử mạnh hơn dẫn đến nhiệt độ sôi cao hơn.

Bài 12.10 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Hãy giải thích lí do khác nhau về nhiệt độ sôi của các cặp chất có cùng số electron sau đây: CH₃ – CH₃ (184,5 K) và CH₃ – F (194,7 K).

Lời giải:

Phân tử CH₃ – F có tương tác giữa các phân tử mạnh hơn do có liên kết C – F phân cực hơn liên kết C – C trong phân tử CH₃ – CH₃.

Do đó nhiệt độ sôi của CH₃ – F lớn hơn nhiệt độ sôi của CH₃ – CH₃.

Bài 12.11 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Ở điều kiện thường, các khí hiếm tồn tại ở dạng khí đơn nguyên tử. Hãy giải thích sự biến đổi nhiệt độ sôi của các khí hiếm từ He tới Rn theo số liệu trong bảng sau:

Lời giải:

Nhiệt độ sôi của các khí hiếm tăng dần từ He đến Rn do khối lượng nguyên tử tăng dần và theo chiều tăng của Z, số electron và kích thước nguyên tử tăng dần gây nên sự phân cực tạm thời của nguyên tử mạnh hơn nên tương tác van der Waals mạnh dần lên.

Bài 12.12 trang 35 sách bài tập Hóa học 10: Trong dung dịch, acetic acid có thể tồn tại dạng dimer (hai phân tử kết hợp) do sự hình thành liên kết hydrogen giữa hai phân tử. Hãy vẽ sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen giữa hai phân tử acetic acid hình thành dimer.

Lời giải:

Sơ đồ biểu diễn liên kết hydrogen giữa hai phân tử acetic acid hình thành dimer:

Bài 12.13 trang 36 sách bài tập Hóa học 10: Hãy giải thích sự biến đổi về nhiệt độ nóng chảy của dãy hydrogen halide sau:

Lời giải:

- Từ HCl đến HI do kích thước nguyên tử halogen tăng, tương tác van der Waals giữa các phân tử tăng nên nhiệt độ nóng chảy tăng.

- Giữa các phân tử HF có liên kết hydrogen nên nhiệt độ nóng chảy cao hơn so với HCl.

Bài 12.14 trang 36 sách bài tập Hóa học 10: Nhiệt độ sôi của ba hợp chất được cho trong bảng sau:

Không cần tra cứu cấu trúc, em hãy trả lời các câu hỏi sau về ba hợp chất này:

a) Hợp chất nào có thể hình thành liên kết hydrogen?

b) Hợp chất nào phân cực nhưng không hình thành liên kết hydrogen?

c) Hợp chất nào ít phân cực, không hình thành liên kết hydrogen?

Lời giải:

a) Ba chất có khối lượng phân tử tương đương nhau nên chất có nhiệt độ sôi cao nhất là chất có thể hình thành liên kết hydrogen, đó là 1 – hexanol.

b) Chất có phân tử phân cực sẽ có tương tác van der Waals giữa các phân tử mạnh hơn, có nhiệt độ sôi xếp thứ hai (ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới nhiệt độ sôi là mạnh hơn tương tác van der Waals), do đó chất phân cực là 2 – hexanone.

c) Vậy hợp chất ít phân cực, không hình thành liên kết hydrogen là hợp chất còn lại heptane.

Xem thêm các bài giải SBT Hoá học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals

Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học

Lý thuyết Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals

I. Liên kết hydrogen

1. Khái niệm

- Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron hóa trị riêng.

- Các nguyên tử có độ âm điện lớn thường gặp trong liên kết hydrogen là N, O, F.

- Liên kết hydrogen thường được kí hiệu là dấu ba chấm (...), rải đều từ nguyên tử H đến nguyên tử tạo liên kết hydrogen với nó.

Trong đó, X, Y là các nguyên tử N, O, F

- Liên kết hydrogen có bản chất tĩnh điện. Tương tác hút tĩnh điện giữa $H^{{\delta }^{+}}$và $Y^{{\delta }^{-}}$thể hiện bản chất của liên kết hydrogen.

Ví dụ 1: Liên kết hydrogen được tạo ra giữa hai phân tử nước được thể hiện qua hình 12.1.

Hình 12.1. Liên kết hydrogen giữa hai phân tử nước

Ở khoảng cách 177 pm, lớn hơn độ dài liên kết cộng hóa trị O – H (96pm), đã xuất hiện liên kết hydrogen.

Lưu ý: Độ dài liên kết là khoảng cách giữa hai hạt nhân của hai nguyên tử tham gia liên kết.

2. Ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước

a) Đặc điểm tập hợp

- Nhờ liên kết hydrogen, các phân tử nước có thể tập hợp với nhau, ngay cả ở thể hơi, thành một cụm phân tử tương đối bền vứng. Kích thước các cụm phân tử này thay đổi tùy theo điều kiện nhiệt độ, áp suất.

®  Đây là nguyên nhân dẫn tới các tính chất vật lí khác biệt của nước so với những chất lỏng khác. Do đặc điểm tập hợp đặc biệt này, khi làm lạnh, nước có thể hình thành bông tuyết với nhiều hình dạng khác nhau.

Hình 12.2. Một số cụm phân tử nước

b) Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi

- Tại áp suất 1atm, nước có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi tương ứng là 0^oC và 100^oC, cao hơn so với nhiều chất có khối lượng phân tử lớn hơn của nước. Tính chất này là do các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết hydrogen.

Bảng 12.1. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của một số chất tại áp suất 1 atm

 Chú ý: Để một chất có thể nóng chảy hoặc sôi, cần phải cung cấp năng lượng để phá vỡ các liên kết giữa các phân tử và cung cấp động năng để các phân tử chuyển động. Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của chất phụ thuộc vào hai yếu tố:

(1) Khối lượng phân tử: Khối lượng phân tử càng lớn thì càng cần nhiều động năng để chuyển động nên nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi càng cao.

(2) Liên kết giữa các phân tử: Số lượng liên kết giữa các phân tử càng nhiều, lực liên kết càng mạnh thì càng cần nhiều năng lượng để phá vỡ liên kết giữa chúng. Khi đó, nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của chất đó càng cao.

II. Tương tác van der Waals

Giữa các phân tử thậm chí không có liên kết hydrogen thì vẫn có tương tác với nhau, mặc dù yếu hơn. Đó là tương tác van der Waals.

1. Khái niệm

- Tương tác van der Waals là một loại liên kết yếu, hình thành do tương tác hút tĩnh điện giữa các cực trái dấu của phân tử.

Hình 12.3. Các khả năng tương tác hút tĩnh điện giữa các cực trái dấu của hai phân tử

- Liên kết cộng hóa trị có cực là nguyên nhân dẫn tới sự phân cực ở các phân tử HCl, SO₂, ...

Hình 12.4. Một số phân tử có cực (a) và biểu diễn các cực của phân tử (b)

- Mặc dù có lực liên kết rất yếu, nhưng tương tác van der Waals lại có nhiều ảnh hưởng đến thực tiễn. Ví dụ: sự bám hút của các hạt bụi lên bề mặt nhẵn, sự hấp phụ các phân tử chất màu và chất độc hại trong nước bởi than hoạt tính, ...

Lưu ý: Phân tử CO₂ không có cực, mặc dù liên kết C=O trong phân tử là liên kết có cực. Lí do bởi phân tử này có dạng thẳng, hai liên kết C=O lại có cực ngược chiều nhau nên triệt tiêu lẫn nhau khi xét cho cả phân tử

2. Ảnh hưởng của tương tác van der Waals tới tính chất vật lí của các chất

- Tương tự như liên kết hydrogen, tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi các chất, nhưng ở mức độ ảnh hưởng yếu hơn so với liên kết hydrogen.