Giáo án Hóa học Lớp 10 - Bài 13: Liên kết cộng hóa trị - Phạm Thanh Kì

Bài 13: LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ I. MỤC TIÊU. Giúp HS hiểu được sự hình thành một số phân tử đơn chất (H2, N2) và một số phân tử hợp chất (HCl, CO2). Từ đó hiểu được liên kết cộng hoá trị không có cực, có cực và liên kết đơn, liên kết đôi, liên kết ba. HS biết được tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị. HS có khả năng vận dụng hiệu độ âm điện để phân loại một cách tương đối: liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực, liên kết ion. II. CHUẨN BỊ. GV: Mô hình phân tử H2, HCl, bảng tuần hoàn, bảng 6 tr.45 SGK. HS: Đọc trước bài đọc thêm tr. 56 SGK. III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC. HĐ của GV HĐ của HS Hoạt động 1: (kiểm tra bài cũ) (5 phút) GV cho câu hỏi: a. Tại sao nguyên tử kim loại có khả năng nhường e ở lớp ngoài cùng để tạo thành các cation? Lấy ví dụ? b. Tại sao nguyên tử phi kim có khả năng nhận e ở lớp ngoài cùng để tạo thành các anion? Lấy ví dụ? c. Sự hình thành liên kết ion? d. Liên kết ion thường được tạo nên từ những nguyên tử của các nguyên tố: A. Kim loại với kim loại B. Phi kim với phi kim C. kim loại với khí hiếm D. Kim loại với phi kim Chọn đáp án đúng. I. SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ 1. LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ HÌNH THÀNH TỪ NHỮNG NGUYÊN TỬ GIỐNG NHAU. SỰ HÌNH THÀNH ĐƠN CHẤT. Hoạt động 2: (10 phút) a/ Sự hình thành phân tử hiđro H2 GV: Dựa vào mô hình hình thành phân tử H2 từ 2 nguyên tử H. Yêu cầu hs thảo luận: Viết cấu hình e của nguyên tử H và nguyên tử He. HS: Trả lời câu hỏi như trong SGK. HS: H: 1s1 He: 1s2 So sánh cấu hình e của nguyên tử H với cấu hình e của nguyên tử He (khí hiếm gần nhất). GV: Do vậy 2 nguyên tử H liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử H góp 1e tạo thành một cặp e chung trong phân tử H2. như thế, trong phân tử H2 mỗi nguyên tử có 2e giống vỏ e của nguyên tử khí hiếm He: H + H H : H GV: Một số qui ước: Mỗi chấm () bên kí hiệu nguyên tố biểu diễn một e ở lớp ngoài cùng. Kí hiệu H : H được gọi là công thức e, thay hai chấm (:) bằng một gạch (–) ta có H – H gọi là công thức cấu tạo. Giữa 2 nguyên tử H có 1 cặp e liên kết biểu thị bằng (–), đó là liên kết đơn. Hoạt động 3: (5 phút) b/ Sự hình thành phân tử N2 GV: Viết cấu hình e của nguyên tử N và nguyên tử Ne? GV: So sánh cấu hình e của nguyên tử N với cấu hình e của nguyên tử Ne (khí hiếm gần nhất) thì lớp ngoài cùng cùa N còn thiếu mấy e? GV: Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử N góp 3e tạo thành ba cặp e chung trong phân tử N2. Khi đó, trong phân tử N2 mỗi nguyên tử có 8e giống vỏ e của nguyên tử khí hiếm Ne. GV: Hãy viết công thức e và công thức cấu tạo của nguyên tử N? GV: Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng ba cặp e liên kết biểu thị bằng ba gạch (), đó là liên kết ba. Liên kết ba bền hơn liên kết đôi. Ơû nhiệt độ thường, khí nitơ rất bền, kém hoạt động do có liên kết ba. Hoạt động 4: (5 phút) c/ Khái niệm liên kết cộng hoá trị. GV: Liên kết được hình thành trong phân tử H2, N2 vừa trình bày ở trên là liên kết cộng H còn thiếu 1e thì đạt cấu hình khí hiếm He. HS: Sự hình thành phân tử H2. H + H H : H H – H H2 HS: N: 1s22s22p3 Ne: 1s22s22p6 HS: Thiếu 3e. HS: N N N N Công thức e Công thức cấu tạo HS: Liên kết cộng hoá trị là liên kết được hoá trị. Gọi hs kết luận. 2. LIÊN KẾT GIỮA NHỮNG NGUYÊN TỬ KHÁC NHAU. SỰ HÌNH THÀNH HỢP CHẤT Hoạt động 5: (10 phút) a/ Sự hình thành phân tử hiđro clorua HCl GV: Nguyên tử H có 1e lớp ngoài cùng còn thiếu 1e để có vỏ bền kiểu He. Nguyên tử Cl có 7e lớp ngoài cùng còn thiếu 1e để có vỏ bền giống Ar. GV: Hãy trình bày sự góp chung e của chúng để tạo thành phân tử HCl? GV: Giá trị độ âm điện của Cl (3,16) lớn hơn độ âm điện của H (2,2) nên cặp e liên kết bị lệch về phía nguyên tử Cl liên kết cộng hoá trị này phân cực: H + H (Công thức electron) H – Cl HCl Công thức cấu tạo Công thức phân tử GV: Giới thiệu mô hình hình thành phân tử HCl. GV kết luận: Liên kết cộng hoá trị trong đó cặp e chung bị lệch về phía một 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. Hoạt động 6: (8 phút) b/ Sự hình thành phân tử khí cacbonic CO2 (có cấu tạo thẳng) GV: Viết cấu hình e của nguyên tử C (Z = tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp e chung. Mỗi cặp e 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 hai nguyên tử của cùng một 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. HS: Mỗi nguyện tử H và Cl góp 1e tạo thành một cặp e chung tạo thành 1 liên kết cộng hoá trị. HS: H + H H – Cl HS: Ghi kết luận. HS: C: 1s22s22p2 6), và O (Z = 8)? GV: Hãy trình bày sự góp chung e của chúng để tạo thành phân tử CO2, sao cho mỗi nguyên tử C và O điều có lớp vỏ e bền. Từ đó hãy suy ra công thức e và công thức cấu tạo. Biết phân tử CO2 có cấu tạo thẳng. GV kết luận: Theo công thức electron, mỗi nguyên tử C hay O điều có 8e ở lớp ngoài cùng đạt cấu hình của khí hiếm nên phân tử CO2 bền vững. Trong công thức cấu tạo, phân tử CO2 có 2 liên kết đôi. Liên kết giữa C và O là phân cực, nhưng thực nghiệm cho biết phân tử CO2 có cấu tạo thẳng nên phân tử này không phân cực. Hoạt động 7: (15 phút) 2. TÍNH CHẤT CỦA CÁC CHẤT CÓ LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ GV: Cho hs thảo luận: a. Kể tên các chất mà phân tử có liên kết cộng hoá trị? b. Tính chất của các chất có liên kết cộng hoá trị? O: 1s22s22p4 HS: Trong phân tử CO2, nguyên tử C ở giữa 2 nguyên tử O, nguyên tử C góp chung với mỗi nguyên tử O 2e, mỗi nguyên tử O góp chung với nguyên tử C 2e. Ta có: O C O O = C = O Công thức electron Công thức cấu tạo HS: Thảo luận: a. Các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trị có thể là: Các chất rắn: đường, S, I, Các chất lỏng: nước, rượu, xăng, dầu, Các chất khí: CO2, Cl2, H2, b. Các chất có cực như: rượu etylic, đường, tan nhiều trong dung môi có cực như nước. Phần lớn các chất không cực như S, I, 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. II. ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HOÁ HỌC Hoạt động 8: (10 phút) 1. QUAN HỆ GIỮA LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ KHÔNG CỰC, LIÊN KẾT CỘNG HOÁ TRỊ CÓ CỰC VÀ LIÊN KẾT ION GV: So sánh sự giống nhau và khác nhau HS: Thảo luận: giữa liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực và liên kết ion? GV kết luận: Giữa liện kết cộng hoá trị không cực và liên kết cộng hoá trị có cực và liên kết ion có sự chuyển tiếp với nhau. Sự phân loại chỉ có tính chất tương đối. Liên kết ion có thể coi là trường hợp riêng của liên kết cộng hoá trị. Hoạt động 9: (10 phút) 2. HIỆU ĐỘ ÂM ĐIỆN VÀ LIÊN KẾT HOÁ HỌC Trong phân tử, nếu cặp e chung ở giữa hai nguyên tử liên kết ta có liên kết cộng hoá trị không cực. Nếu cặp e chung lệch về một nguyên tử (có giá trị độ âm điện lớn hơn), thì đó lá liên kết cộng hoá trị không cực. Nếu cặp e chung lệch hẳn về một nguyên tử, ta sẽ có liên kết ion. GV: Để xác định kiểu liên kết trong phân tử hợp chất, người ta dựa vào hiệu độ âm điện. Theo thang độ âm điện của Pau–linh, người ta dùng hiệu độ âm điện để phân loại một cách tương đối loại liên kết hoá hoc theo qui ước sau: Hiệu độ âm điện () Loại liên kết 0 < 0,4 0,4 < 1,7 1,7 Liên kết cộng hoá trị không cực Liên kết cộng hoá trị có cực Liên kết ion GV: Xác định loại liên kết trong các phân tử: NaCl, HCl? Hoạt động 10: (8 phút) CỦNG CỐ – BÀI TẬP VỀ NHÀ GV: Hãy nhắc lại sự hình thành liên kết cộng hoá trị trong phân tử đơn chất và hợp chất như thế nào? HS: Ghi bảng vào. HS: a. Trong phân tử 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 - 2,20 = 0,96 < 1,7 liên kết giữa H và Cl là liên kết cộng hoá trị có cực. GV: So sánh với sự hình thành liên kết ion? (Ví dụ trong phân tử HCl và NaCl) GV: Phân biệt liên kết cộng hoá trị không cực, liên kết cộng hoá trị có cực, liên kết ion? GV: Sử dụng hiệu độ âm điện để xác định hợp chất có loại liên kết nào?