Giải Hoá học 10 Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Giải Hoá học 10 Bài 11: Liên kết cộng hóa trị có đáp án chi tiết cho từng bài tập trong sách giáo khoa Hoá học 10 Cánh diều. Mời các em học sinh cùng quý phụ huynh tham khảo.

Giải hoá học 10 phần câu hỏi

Câu 1 trang 57 Hóa 10 Cánh diều

Mỗi nguyên tử trong phân tử HF (Hình 11.1) có bao nhiêu electron chung, bao nhiêu electron hóa trị riêng (electron thuộc về một nguyên tử).

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Trong phân tử HF có 2 electron dùng chung.

Nguyên tử H không có electron hóa trị riêng.

Nguyên tử F có 6 electron hóa trị riêng.

Câu 2 trang 58 Hóa 10 Cánh diều

Trong phân tử HCl, lớp electron ngoài cùng của Cl và H lần lượt là bao nhiêu electron?

Hướng dẫn giải chi tiết 

H có cấu hình electron là 1s1 ⇒ Có 1 electron lớp ngoài cùng.

Cl có cấu hình electron là [Ne]³s²3p⁵ ⇒ Có 7 electron lớp ngoài cùng.

Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất, mỗi nguyên tử này đều cần thêm 1 electron. Vì vậy, mỗi nguyên tử H và Cl cùng góp 1 electron chung cho cả hai nguyên tử.

Khi đó trong phân tử HCl, lớp electron ngoài cùng của Cl và H lần lượt là 8 và 2 electron.

Câu 3 trang 58 Hóa 10 Cánh diều

Nguyên tử fluorine (F) có cấu hình electron là [He]²s²2p⁵. Khi các nguyên tử F liên kết với nhau, để thỏa mãn quy tắc octet, một bạn học sinh đề xuất như sau: Một nguyên tử F nhường 7 electron, tạo ion F⁷⁺ có cấu hình là [He]; 7 nguyên tử F khác, mỗi nguyên tử nhận 1 electron tạo 7 ion F- có cấu hình [Ne]. Sau đó 8 ion này hút nhau tạo thành chất có công thức (F⁷⁺)(F-)₇. Vì sao đề xuất này không hợp lí trong thực tế? Hãy mô tả hình thành liên kết trong phân tử F₂

Hướng dẫn giải chi tiết 

Mô hình này không hợp lí trong thực tế. Để tạo ion F⁷⁺ cần một năng lượng rất lớn so với tạo F-.

Mô tả hình thành liên kết trong phân tử F₂:

Nguyên tử F có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁵. Để đạt được cấu hình electron của khí hiếm gần nhất, mỗi nguyên tử này đều cần thêm 1 electron. Vì vậy mỗi nguyên tử F cùng góp 1 electron để tạo nên một cặp electron chung cho cả phân tử.

Câu 4 trang 58 Hóa 10 Cánh diều

Viết công thức Lewis của CO₂. Giữa nguyên tử carbon và mỗi nguyên tử oxygen có bao nhiêu cặp electron chung?

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Công thức Lewis của CO₂

Giữa nguyên tử carbon và mỗi nguyên tử oxygen có 2 cặp electron chung

Câu 5 trang 59 Hóa 10 Cánh diều

Mô tả sự hình thành phân tử N₂ từ hai nguyên tử N. Phân tử N₂ có bao nhiêu cặp electron chung? Viết công thức Lewis của N₂.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Nguyên tử N (Z = 7) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p³

ĐĐể đạt cấu hình của khí hiếm gần nhất, mỗi nguyên tử N đều cần thêm 3 electron. Vì vậy mỗi nguyên tử N cùng góp 3 electron để tạo nên 3 cặp electron chung cho 2 nguyên tử N.

Công thức Lewis của N₂

Câu 6 trang 59 Hóa 10 Cánh diều

Những nguyên tử nào trong cation ammonium thỏa mãn quy tắc octet?

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Cả nguyên tử N và các nguyên tử H đều thỏa mãn quy tắc octet.

Câu 7 trang 59 Hóa 10 Cánh diều

Liên kết giữa nguyên tử N trong NH₃ với H⁺ có phải là liên kết ion hay không? Vì sao?

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Liên kết giữa nguyên tử N trong NH₃ với H+ không phải là liên kết ion vì cặp electron vẫn được dùng chung cho cả nguyên tử N và H chưa bị lệch hoàn toàn về phía nguyên tử nào.

Luyện tập 1 trang 58 Hóa 10 Cánh diều

Hãy biểu diễn sự hình thành các cặp electron chung cho phân tử NH3. Từ đó, viết công thức Lewis của phân tử này.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Nguyên tử N (Z = 7):

Cấu hình electron là 1s²2s²2p³

Nguyên tử H (Z = 1):

Cấu hình electron là 1s1

Để đạt được cấu hình của khí hiếm gần nhất, nguyên tử N cần thêm 3 electron, nguyên tử H cần thêm 1 electron. Vì vậy mỗi nguyên tử H sẽ góp chung 1 electron với nguyên tử N để tạo thành 3 cặp electron chung.

Công thức electron:

Công thức Lewis:

Luyện tập 2 trang 59 Hóa 10 Cánh diều 

Trình bày sự hình thành ion hydronium (H3O+) từ H2O và H+.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Trên nguyên tử O còn 2 cặp electron riêng, khi hình thành H3O+, O sẽ sử dụng 1 cặp electron riêng này trở thành cặp electron chung cho cả O và H, cả O và các H đều thỏa mãn quy tắc octet. Như vậy, liên kết đơn giữa nguyên tử O trong H2O và H+ được tạo thành bởi một cặp electron góp chung của nguyên tử O.

Luyện tập 3 trang 60 Hóa 10 Cánh diều

Dựa theo độ âm điện, hãy cho biết loại liên kết trong các phân tử: H2S, CH4, K2O, F2O, NaBr.

Luyện tập 4 trang 61 Hóa 10 Cánh diều

Viết ô orbital của lớp electron ngoài cùng cho nguyên tử H và F. Từ đó chỉ ra AO nào có thể xen phủ tạo liên kết đơn trong các phân tử H ₂ , F ₂ và HF.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Ô orbital lớp ngoài cùng của H (Z = 1) là:

Ô orbital lớp ngoài cùng của F (Z = 9) là:

 2s           2p

Hai AOs của H xen phủ trục với nhau tạo liên kết đơn trong các phân tử H₂

Hai AOp của F xen phủ trục với nhau tạo liên kết đơn trong các phân tử F₂

Một AOs của H xen phủ trục với một AOp của F tạo liên kết đơn trong phân tử HF.

Luyện tập 5 trang 61 Hóa 10 Cánh diều

Viết ô orbital của lớp ngoài cùng cho nguyên tử N. Từ đó chỉ ra những AO nào có thể xen phủ tạo liên kết ba trong phân tử N₂.

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Nguyên tử N (Z = 7) có cấu hình electron là 1s²2s²2p³

Ô orbital lớp ngoài cùng của N (Z = 7) là:

   2s              2p

Mỗi nguyên tử N có 3 AOp. Khi hình thành liên kết trong phân tử N₂, 2 AO p_z xen phủ trục với nhau tạo 1 liên kết σ, 2 AO p_y xen phủ bên với nhau tạo 1 liên kết π, 2AO p_x xen phủ bên với nhau tạo 1 liên kết π.

Như vậy hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng một liên kết ba tạo phân tử N₂ trong đó có 1 liên kết σ và 2 liên kết π.

Luyện tập 6 trang 62 Hóa 10 Cánh diều

Sắp xếp năng lượng của các loại liên kết: liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba của cùng một cặp nguyên tố theo chiều tăng dần. Giải thích

Hướng dẫn trả lời câu hỏi

Chiều tăng dần năng lượng của các loại liên kết của cùng một cặp nguyên tố:

Năng lượng liên kết đơn < năng lượng liên kết đôi < liên kết ba

Giải thích: Do liên kết đơn chỉ gồm các liên kết sigma, liên kết đôi gồm 1 liên kết sigma và 1 liên kết pi còn liên kết ba gồm 1 liên kết sigma và 2 liên kết pi.

Giải hoá học 10 phần bài tập

Bài 1 trang 63 Hóa 10 Cánh diều

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Nếu cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử khi đó là liên kết cộng hóa trị không cực.

(b) Nếu cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

(c) Cặp electron dùng chung luôn được tạo nên từ 2 electron của cùng một nguyên tử.

(d) Cặp electron chung được tạo nên từ 2 electron hóa trị.

Hướng dẫn giải bài tập

Phát biểu đúng là: (b), (d)

(a) Sai vì: Nếu cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử khi đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

(b) Đúng.

(c) Sai vì: Cặp electron chung có thể được tạo nên từ 2 electron của cùng một nguyên tử (liên kết cho nhận) hoặc được tạo nên từ 2 electron của hai nguyên tử khác nhau, trong đó mỗi nguyên tử góp chung 1 electron.

(d) Đúng.

Bài 2 trang 63 Hóa 10 Cánh diều

Những phát biểu nào sau đây là đúng?

(a) Liên kết đôi được tạo nên từ hai liên kết σ.

(b) Liên kết ba được tạo nên từ 2 liên kết σ và 1 liên kết π.

(c) Liên kết đôi được tạo nên từ 1 liên kết σ và 1 liên kết π.

(d) Liên kết ba được tạo nên từ 1 liên kết σ và 2 liên kết π.

Hướng dẫn giải bài tập

Phát biểu đúng: (c), (d)

Liên kết đôi được tạo nên từ 1 liên kết σ và 1 liên kết π.

Liên kết ba được tạo nên từ 1 liên kết σ và 2 liên kết π.

Bài 3 trang 63 Hóa 10 Cánh diều

Viết công thức Lewis cho các phân tử H₂O và CH₄ . Mỗi phân tử này có bao nhiêu cặp electron hóa trị riêng?

Hướng dẫn giải bài tập

Công thức Lewis của H₂O:

Phân tử H₂O có 2 cặp electron hóa trị riêng.

Công thức Lewis của CH₄

Phân tử CH₄ không có cặp electron hóa trị riêng.

Bài 4 trang 63 Hóa 10 Cánh diều

Sử dụng bảng giá trị năng lượng liên kết ở phụ lục 2.

a) Hãy tính tổng năng lượng liên kết trong mỗi phân tử H₂S và H₂

b) Nhiệt độ để bắt đầu phá vỡ liên kết (nhiệt độ phân hủy) trong hai chất trên ứng với một trong hai nhiệt độ sau: 400^oC hoặc 1 000^o Em hãy dự đoán nhiệt độ phân hủy của chất nào cao hơn. Vì sao?

Hướng dẫn giải bài tập

a)

• Công thức phân tử của H₂S là H-S-H

⇒ Phân tử H₂S gồm hai liên kết S-H.

Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H₂S là: 2.368 = 736 kJ mol^-1

• Công thức phân tử của H₂O là H-O-H

⇒ Phân tử H₂O gồm hai liên kết O-H

Tổng năng lượng liên kết trong phân tử H₂O là: 2.464 = 928 kJ mol^-1

b) Năng lượng liên kết trong phân tử H₂O lớn hơn H₂S (928 kJ mol^-1 > 736 kJ mol^-1)

⇒ Nhiệt độ để bắt đầu phá vỡ liên kết (nhiệt độ phân hủy) H₂O lớn hơn H₂S

⇒ Nhiệt độ phân hủy của H₂O là 1000^oC, của H₂S là 400^oC

Bài 5 trang 63 Hóa 10 Cánh diều

Khi phản ứng với H₂, các phân tử như F₂, N₂cần phải phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử. Dựa vào năng lượng liên kết, em hãy dự đoán phản ứng của F₂hay của N₂ với H₂ sẽ thuận lợi hơn (dễ xảy ra hơn)?

Hướng dẫn giải bài tập

Năng lượng liên kết F-F là 159 kJ mol^-1

Năng lượng liên kết N≡N là 946 kJ mol^-1

⇒ Năng lượng cần để phá vỡ liên kết N≡N lớn hơn năng lượng cần để phá vỡ liên kết

F-F

⇒ Phản ứng của F₂với H₂ sẽ thuận lợi hơn.