Trả lời nhanh
Liên kết hydrogen chỉ hình thành giữa các phân tử có nguyên tử H liên kết trực tiếp với N, O hoặc F và có nguyên tử N, O, F còn cặp electron hoá trị riêng ở phân tử bên cạnh. Vì vậy H2O, NH3, HF, C2H5OH, CH3COOH tạo được liên kết hydrogen, còn CH4, HCl, H2S thì không. Gặp câu trắc nghiệm, hãy chọn chất thoả cả hai điều kiện này.
Liên kết hydrogen là gì?
Liên kết hydrogen là lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H mang một phần điện tích dương (δ+) của phân tử này với nguyên tử có độ âm điện lớn, còn cặp electron riêng (N, O hoặc F) của phân tử khác. Nó yếu hơn liên kết cộng hoá trị nhiều lần nhưng mạnh hơn lực van der Waals thông thường, nên ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất vật lí của chất.
Hai điều kiện để một chất tạo liên kết hydrogen
- Có H “linh động”: nguyên tử H gắn trực tiếp với nguyên tử có độ âm điện lớn và bán kính nhỏ là N, O hoặc F (H–N, H–O, H–F). Khi đó đôi electron bị kéo mạnh về phía N, O, F nên H mang điện tích dương một phần.
- Có nguyên tử N, O hoặc F còn cặp electron riêng để nhận H của phân tử bên cạnh.
Chú ý: H gắn với carbon (như CH4) hoặc với Cl, S thì không đủ điều kiện, vì C có độ âm điện thấp còn Cl, S có bán kính nguyên tử lớn.
Bảng nhận biết nhanh
| Chất | Có liên kết H–N, H–O, H–F? | Tạo liên kết hydrogen? |
|---|---|---|
| H2O | Có (H–O) | Có |
| NH3 | Có (H–N) | Có |
| HF | Có (H–F) | Có |
| C2H5OH (ethanol) | Có (nhóm –OH) | Có |
| CH3COOH (axit acetic) | Có (nhóm –COOH) | Có |
| CH4 | Không (H–C) | Không |
| HCl | Không (H–Cl) | Không |
| H2S | Không (H–S) | Không |
Vì sao cần phân biệt kĩ?
Nước (H2O) sôi ở 100 °C trong khi H2S, cùng nhóm với oxygen và có khối lượng phân tử lớn hơn, lại là chất khí ở nhiệt độ thường. Nguyên nhân là các phân tử nước liên kết với nhau bằng liên kết hydrogen, cần nhiều năng lượng hơn để tách ra. Đó cũng là lí do ethanol sôi cao hơn nhiều so với dimethyl ether có cùng công thức phân tử C2H6O, và đường glucose tan tốt trong nước.
Trường hợp dễ nhầm
- Dimethyl ether (CH3OCH3): O không gắn với H nên các phân tử ether không tạo liên kết hydrogen với nhau, nhưng ether vẫn nhận H của nước để tạo liên kết hydrogen với nước.
- HCl: Cl có độ âm điện lớn nhưng bán kính lớn nên liên kết hydrogen giữa các phân tử HCl gần như không đáng kể.
- Liên kết hydrogen khác liên kết cộng hoá trị: trong H2O, liên kết O–H là cộng hoá trị, còn liên kết hydrogen là liên kết giữa các phân tử.
Luyện tập
Câu 1. Trong các chất CH3OH, CH3Cl, H2Se, NH2CH3, chất nào tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử?
Đáp án: CH3OH (có H–O) và NH2CH3 (có H–N). CH3Cl và H2Se không có H gắn với N, O, F.
Câu 2. Giải thích vì sao ethanol tan vô hạn trong nước.
Đáp án: Nhóm –OH của ethanol tạo liên kết hydrogen với các phân tử nước, nên hai chất trộn lẫn hoàn toàn.
Câu 3. Vì sao nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn PH3?
Đáp án: Phân tử NH3 tạo liên kết hydrogen với nhau, còn PH3 thì không.
Câu hỏi thường gặp
Điều kiện để một chất tạo được liên kết hydrogen là gì?
Phân tử có nguyên tử H gắn trực tiếp với N, O hoặc F, và có nguyên tử N, O, F còn cặp electron riêng để nhận H của phân tử khác.
CH4 có tạo liên kết hydrogen không?
Không. H trong CH4 gắn với carbon, độ âm điện của carbon thấp nên H không đủ phân cực.
HCl có liên kết hydrogen không?
Không đáng kể. Clo có bán kính nguyên tử lớn nên liên kết hydrogen giữa các phân tử HCl rất yếu, thường coi là không có.
Liên kết hydrogen ảnh hưởng gì đến tính chất của chất?
Làm tăng nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và giúp chất dễ tan trong nước, ví dụ nước, ethanol, amoniac.