NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
Bài 13: LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ
I. MỤC TIÊU BÀI HỌC 1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ:
a) Kiến thức: Biết được:
- Định nghĩa liên kết cộng hoá trị, liên kết cộng hoá trị không cực (H2, O2), liên kết cộng hoá trị có cực hay phân cực (HCl, CO2).
- Mối liên hệ giữa hiệu độ âm điện của 2 nguyên tố và bản chất liên kết hoá học giữa 2 nguyên tố đó trong hợp chất.
- Tính chất chung của các chất có liên kết cộng hoá trị.
- Quan hệ giữa liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực và liên kết ion.
b) Kĩ năng:
- Viết được công thức electron, công thức cấu tạo của một số phân tử cụ thể - Giải thích được sự hình thành liên kết trong một số loại hợp chất
- Xác định được 1 hợp chất tạo bởi liên kết cộng hóa trị hay liên kết ion phụ thuộc vào hiệu độ âm điện của các nguyên tố
c) Thái độ: Khi tìm hiểu về liên kết cộng hóa trị, HS hiểu thêm về một quy luật liên kết trong tự nhiên: sự góp chung electron để cả 2 nguyên tử đều đạt cấu hình electron bền vững, giải thích được công thức cấu tạo của nhiều đơn chất, hợp chất đã học lớp 8, 9 Hiểu rõ hơn mối liên hệ giữa kiến thức cũ và kiến thức mới xây dựng niềm yêu thích môn học
2. Định hướng các năng lực có thể hình thành và phát triển của học sinh:
- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học
- Năng lực nghiên cứu và thực hành hóa học - Năng lực giải quyết vấn đề
- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống II. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH
1. Giáo viên: Mô hình một số phân tử chất vô cơ, hữu cơ (dạng quả cầu, thanh nối) 2. Học sinh: Ôn lại công thức cấu tạo của một số chất: CH4, C2H4, C2H2
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. Hoạt động trải nghiệm kết nối (5 phút):
Câu 1: Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố: H (Z=1), Cl (Z=17), C (Z=6), O (Z=8). Xác định số electron cần đưa thêm vào lớp vỏ của mỗi nguyên tử để đạt Che bền vững.
Câu 2: Viết CTCT của các hợp chất hữu cơ sau (đã học lớp 9-THCS): metan (CH4), etilen (C2H4), axetilen (C2H2).
- HS thực hiện các yêu cầu, GV chữa bài
- Đặt câu hỏi: Theo em, các nguyên tử trong những HCHC trên liên kết với nhau như thế nào? Các gạch nối (đơn, đôi, ba) trong các công thức biểu thị cho điều gì?
2. Hoạt động hình thành kiến thức:
Hoạt động của GV và HS Nội dung
Hoạt động 1: Liên kết cộng hoá trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau- Sự hình thành đơn chất
(15 phút)
- GV: xét sự hình thành phân tử H2 từ 2 nguyên tử tương ứng:
? Chúng có tạo liên kết ion không? Vì sao?
- HS nêu: 2 nguyên tử H không tạo phân tử bằng lk ion
? Mỗi nguyên tử H cần thêm bao nhiêu electron để đạt Che bền?
- HS nêu: mỗi ntu H cần thêm 1 electron
- GV hướng dẫn HS cách hình thành phân tử H2 bằng sự góp chung e của 2 nguyên tử
? Nhận xét số electron ở lớp vỏ của mỗi nguyên tử sau khi hình thành liên kết?
GV kết luận: Liên kết hóa học hình thành bởi sự góp chung electron của các nguyên tử gọi là lk cộng hóa trị (CHT)
- GV nêu quy ước và cách viết công thức electron,
I/ SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ
1/ Liên kết cộng hoá trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau . Sự hình thành đơn chất a) Sự hình thành phân tử hidro H2
H : 1s1
Sự hình thành phân tử H2 :
H + H H : H H – H H2
*Quy ước
- Mỗi chấm () bên kí hiệu nguyên tố biểu diễn 1 electron ở lớp ngoài cùng
- Kí hiệu H : H được gọi là công thức electron , thay 2 chấm (:) bằng 1 gạch (–), ta có H – H gọi là công thức cấu tạo
- Giữa 2 nguyên tử hidro có 1 cặp electron liên kết biểu thị bằng (–) , đó là liên kết đơn
b) Sự hình thành phân tử N2
N : 1s22s22p3
:N + N: : NN : N N Công thức electron Công thức cấu tạo
*Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp
CTCT của phân tử H2.
- Vận dụng: Hoạt động nhóm (5 phút): Viết công thức cấu tạo của phân tử Cl2, giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử Cl2.
- Xét sự hình thành phân tử N2: GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK đại diện 1 nhóm lên trình bày về sự tạo thành phân tử N2, biểu diễn công thức electron và công thức cấu tạo của phân tử N2
- Kết luận: Nêu các định nghĩa: liên kết CHT, liên kết đơn, đôi, ba
- GV cung cấp thông tin về lk CHT không phân cực
electron liên kết biểu thị bằng 3 gạch ( ) , đó là liên kết ba. Liên kết 3 bền hơn liên kết đôi.
c) Khái niệm liên kết cộng hoá trị
ĐN: Liên kết cộng hoá trị là liên kết được tạo nên giữa 2 nguyên tử bằng 1 hay nhiều cặp electron dùng chung
- Mỗi cặp electron chung tạo nên 1 liên kết cộng hoá trị, nên ta có liên kết đơn (trong phân tử H2) , liên kết ba (trong phân tử N2)
- Liên kết trong các phân tử H2 , N2 tạo nên từ 2 nguyên tử của cùng 1 nguyên tố (có độ âm điện như nhau) , do đó liên kết trong các phân tử đó không phân cực . Đó là liên kết cộng hoá trị không phân cực
Hoạt động 2: Liên kết cộng hoá trị hình thành giữa các nguyên tử khác nhau- Sự hình thành hợp chất (15 phút)
- Tổ chức hoạt động nhóm (5 phút): xét sự hình thành phân tử HCl từ các nguyên tử tương ứng:
+ Để đạt Che bền của khí hiếm, H và Cl cần thêm bao nhiêu electron ở lớp vỏ?
+ Khi hình thành liên kết, mỗi nguyên tử sẽ góp chung bao nhiêu electron?
+ Biểu diễn quá trình tạo liên kết trong Ptu HCl + Viết CTCT của phân tử
2/ Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau. Sự hình thành hợp chất
a) Sự hình thành phân tử hidro clorua HCl
*Mỗi nguyên tử H và Cl góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron chung tạo thành 1 liên kết cộng hoá trị
H + ٠Cl
: H : Cl
: H – Cl CT electron CT cấu tạo
Kết luận :
* Liên kết cộng hoá trị trong đó cặp eletron chung bị
HCl
- Đại diện nhóm báo cáo kết quả thảo luận, các nhóm còn lại và GV chữa, bổ sung - GV bổ sung: Để biết cặp e chung giữa H và Cl lệch về phía nguyên tử nào, dựa vào giá trị độ âm điện của 2 nguyên tử. Nguyên tử nào có ĐAĐ lớn hơn hút e mạnh hơn cặp e chung lệch về phía nguyên tử đó LK CHT phân cực
? LK CHT trong ptu HCl lệch về phía nguyên tử nào?
- Xét sự hình thành phân tử CO2:
Đại diện 1 nhóm lên trình bày sự hình thành phân tử CO2
+ Các nhóm khác và GV chữa, bổ sung
- GV kết luận
? Các lk C=O trong phân tử CO2 có phân cực không?
Nếu có thì lệch về phía nguyên tử nào? Vì sao?
? Phân tử CO2 có phân cực không? Vì sao?
lệch về phía 1 nguyên tử (có độ âm điện lớn hơn) gọi là liên kết cộng hoá trị có cực hay liên kết cộng hoá trị phân cực
*Trong công thức electron của phân tử có cực, người ta đặt cặp electron chung lệch về phía kí hiệu của nguyên tử có độ âm điện lớn hơn
b) Sự hình thành phân tử khí cacbonic CO2 (có cấu tạo thẳng)
C : 1s22s22p2 (2, 4) O : 1s22s22p4 (2, 6) . Ta có :
: : : : O C O
: O
: : C : : O
: O = C = O (Công thức electron) (Công thức cấu tạo)
Kết luận : Theo công thức electron, mỗi nguyên tử C hay O đều có 8e ở lớp ngoài cùng đạt cấu hình của khí hiếm nên phân tử CO2 bền vững .
Hoạt động 3: Tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị (5 phút) - HS nêu tính chất của các chất có liên kết CHT (SGK)
3/ Tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị a/Trạng thái: Các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trị có thể là :
- Các chất rắn : đường , lưu huỳnh , iot ….
- Các chất lỏng : nước , rượu , xăng , dầu …..
- Các chất khí : khí cacbonic , khí clo , khí hidro … b/Tính tan:
- Các chất có cực như rượu etylic , đường ,… tan nhiều trong dung môi có cực như nước
- Phần lớn các chất không cực như lưu huỳnh, iot, các chất hữu cơ không cực tan trong dung môi
không cực như benzen , cacbon tetra clorua ,…..
Nói chung các chất có liên kết cộng hoá trị không cực không dẫn điện ở mọi trạng thái
Hoạt động 4: Độ âm điện và liên kết hoá học
? Phân biệt liên kết CHT không phân cực, LK CHT phân cực (có cực) và LK ion
- GV cung cấp bảng thống kê khoảng giá trị hiệu độ âm điện và liên kết hóa học
- Vận dụng:
Xét các phân tử: NaCl, HCl, H2. Hãy cho biết chúng được tạo bởi loại liên kết nào dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử
III/ ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HOÁ HỌC
1/ Quan hệ giữa liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực và liên kết ion
a/ Trong phân tử, nếu cặp electron chung ở giữa 2 nguyên tử liên kết ta có liên kết cộng hoá trị không cực
b/ Nếu cặp electron chung lệch về 1 nguyên tử (có giá trị độ âm điện lớn hơn) thì đó là liên kết cộng hoá trị có cực
c/ Nếu cặp electron chung lệch hẳn về 1 nguyên tử , ta sẽ có liên kết ion
2/ Hiệu độ âm điện và liên kết hoá học Quy ước :
Hiệu độ âm điện()
Loại liên kết
0 () < 0,4 0,4 () < 1,7 () 1,7
Liên kết CHT không cực Liên kết cộng hoá trị có cực Liên kết ion
VD:
a) Trong NaCl : () = 3,16 – 0,93 = 2,23 > 1,7 liên kết giữa Na và Cl là liên kết ion
b) Trong phân tử HCl : () = 3,16 – 2,2 = 0,96
0,4 < () < 1,7 liên kết giữa H và Cl là liên kết cộng hoá trị có cực
c) Trong phân tử H2 : = 2,20 – 2,20 = 0,0
0 < 0,4 liên kết giữa H và H là liên kết cộng hoá trị không cực
3. Luyện tập:
- Xác định loại liên kết (dựa vào giá trị hiệu độ âm điện) và biểu diễn sự hình thành liên kết trong các phân tử sau: CH4, H2S, NH3.
4. Vận dụng, tìm tòi mở rộng:
- Sự khác nhau trong cấu tạo các phân tử CO2, H2O, H2S:
CTCT: CO2: O=C=O (phân tử thẳng, đối xứng, liên kết phân cực, phân tử không phân cực)
H2O: H-O-H (Phân tử tạo góc 104,5o, liên kết CHT có cực, phân tử có cực) H2S: H-S-H (Phân tử tạo góc 92o, liên kết CHT có cực, phân tử có cực) - Liên kết cộng hóa trị cho - nhận: (liên kết phối trí)
Liên kết cho – nhận là trường hợp đặc biệt của liên kết cộng hóa trị khi cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử đóng góp. Nguyên tử đóng góp cặp electron là nguyên tử cho, nguyên tử nhận cặp electron gọi là nguyên tử nhân. Liên kết cho – nhận biển diễn bằng mũi tên “ → ”, gốc mũi tên là nguyên tử cho, đầu mũi tên là nguyên tử nhận.
Điều kiện hình thành liên kết cho – nhận: Nguyên tử cho phải có cặp electron chưa tham gia liên kết, nguyện tử nhận phải có obitan trống (hoặc dồn hai electron độc thân lại để tạo ra obitan trống).
IV. CÂU HỎI KIỂM TRA ĐÁNH GIÁ 1. Mức độ biết:
- Nêu định nghĩa liên kết cộng hóa trị. Phân biệt liên kết đơn, đôi, ba
- Hiệu độ âm điện của các nguyên tử giúp xác định loại liên kết như thế nào?
2. Mức độ hiểu:
- Xác định loại liên kết trong các phân tử sau: C2H4, C2H2, Na2O, SO2, NO2, C2H5OH, Al2O3.
3. Mức độ vận dụng thấp:
- Biểu diễn sự hình thành liên kết trong các phân tử: C2H4, C2H2. Viết CTCT của các phân tử này.
4. Mức độ vận dụng cao:
X, Y, Z là các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt là 9, 19 và 8.
a) Viết Che nguyên tử của các nguyên tố đó
b) Dự đoán kiểu liên kết hóa học có thể có giữa các cặp X và Y, Y và Z, X và Z.
V. RÚT KINH NGHIỆM
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
______________________________________Ký duyệt của TTCM______________
Ngày soạn: 02/11 /2017 – Lớp dạy: 10A1, 10A8, 10A9