Lớp 10Hóa học

Công thức cấu tạo của CO2 là gì? Cách viết và giải thích liên kết

Trả lời nhanh

Công thức cấu tạo của CO2 là O=C=O. Nguyên tử cacbon ở giữa liên kết đôi với mỗi nguyên tử oxi. Công thức phân tử là CO2, khối lượng mol 44 g/mol, phân tử có dạng thẳng với góc liên kết 180° và là phân tử không phân cực.

Các cách viết công thức của CO2

Loại công thức Cách viết
Công thức phân tử CO2
Công thức electron Mỗi O có 2 cặp electron riêng, giữa C và mỗi O có 2 cặp electron chung
Công thức cấu tạo O=C=O

Vì sao có hai liên kết đôi?

Nguyên tử cacbon (Z = 6) có 4 electron hoá trị, cần thêm 4 electron để đủ 8 theo quy tắc octet. Nguyên tử oxi (Z = 8) có 6 electron hoá trị, cần thêm 2 electron.

Mỗi nguyên tử oxi góp 2 electron với cacbon, tạo thành 2 cặp electron chung, tức một liên kết đôi. Cacbon góp tổng cộng 4 electron cho hai oxi. Kết quả: cacbon có hoá trị IV, oxi có hoá trị II, và cả ba nguyên tử đều đạt cấu hình bền của khí hiếm.

Cách viết công thức electron từng bước

  1. Đếm tổng số electron hoá trị: 4 + 6 + 6 = 16 electron, tương ứng 8 cặp.
  2. Đặt C ở giữa, hai O ở hai bên.
  3. Dùng 4 cặp để tạo hai liên kết đôi (mỗi liên kết đôi có 2 cặp).
  4. Số cặp còn lại là 4, chia cho mỗi O hai cặp electron riêng.
  5. Kiểm tra mỗi nguyên tử đều đủ 8 electron xung quanh.

Hình dạng và độ phân cực

Do cacbon không còn electron riêng, hai liên kết đôi đẩy nhau ra xa nhất có thể nên phân tử có dạng đường thẳng, góc O=C=O bằng 180°.

Mỗi liên kết C=O phân cực vì oxi có độ âm điện lớn hơn cacbon. Tuy nhiên hai liên kết phân cực bằng nhau và ngược chiều nhau, nên tổng momen lưỡng cực bằng không. Vì vậy phân tử CO2 không phân cực, nó ít tan trong nước và thể rắn (băng khô) thăng hoa dễ dàng.

So sánh với một số phân tử khác

  • H2O: cũng có 2 liên kết phân cực nhưng phân tử gấp khúc, nên phân cực.
  • CO: công thức cấu tạo thường viết là C≡O, có liên kết ba.
  • SO2: phân tử gấp khúc, phân cực, khác hẳn dạng thẳng của CO2.

Tính chất liên quan

CO2 là khí không màu, nặng hơn không khí, không duy trì sự cháy nên được dùng trong bình chữa cháy. Khi sục vào nước vôi trong, ta thu được kết tủa trắng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3↓ + H2O. Đây cũng là phản ứng dùng để nhận biết khí này.

Lỗi sai thường gặp

  • Viết O-C-O với liên kết đơn. Như vậy cacbon chỉ có hoá trị II, không đúng.
  • Viết O=C-O hay C=O=O. Cacbon phải ở giữa.
  • Cho rằng CO2 phân cực vì có liên kết phân cực. Cần xét cả hình dạng phân tử.

Luyện tập

  1. Tổng số liên kết sigma và pi trong phân tử CO2? Đáp án: 2 liên kết sigma và 2 liên kết pi.
  2. Tính khối lượng của 0,5 mol CO2. Đáp án: 0,5 × 44 = 22 gam.
  3. Vì sao CO2 thẳng còn H2O gấp khúc? Đáp án: Cacbon trung tâm không có cặp electron riêng, còn oxi trong nước có hai cặp electron riêng làm phân tử gấp khúc.

Câu hỏi thường gặp

Công thức cấu tạo của CO2 là gì?

Công thức cấu tạo của CO2 là O=C=O, gồm hai liên kết đôi giữa cacbon và hai nguyên tử oxi.

CO2 có phải là phân tử phân cực không?

Không. Hai liên kết C=O phân cực nhưng triệt tiêu nhau do phân tử thẳng, nên tổng thể không phân cực.

Trong CO2, cacbon có hoá trị mấy?

Cacbon có hoá trị IV vì tạo hai liên kết đôi, tức bốn cặp electron chung.

Góc liên kết trong CO2 bằng bao nhiêu?

Bằng 180°, phân tử có dạng đường thẳng.

Bài học liên quan