Hoạt động mở đầu (trang 67) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Trong việc hình thành liên kết hóa học, không phải lúc nào các nguyên tử cũng cho, nhận electron hóa trị với nhau như trong liên kết ion. Thay vào đó, chúng có thể cùng nhau sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet. Trong trường hợp này, một loại liên kết hóa học mới được hình thành. Đó là loại liên kết gì?
Trả lời:
- Liên kết mà các nguyên tử sử dụng chung các electron hóa trị để cùng thỏa mãn quy tắc octet được gọi là liên kết cộng hóa trị
1. Liên kết Hydrogen
a. Tìm hiểu về liên kết hydrogen
Câu hỏi 1 (trang 67) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Giữa liên kết S-H và liên kết O-H liên kết nào phân cực mạnh hơn? Vì sao?
Trả lời:
- Liên kết O-H phân cực mạnh hơn. Vì hiệu độ âm điện O-H = 1,24 mạnh hơn hiệu độ âm điện của H-S = 0,38
Câu hỏi 2 (trang 68) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Quan sát các Hình 11.2 và 11.3, em hiểu thế nào là liên kết hydrogen giữa các phân tử?
Trả lời:
Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết
Câu hỏi 3 (trang 68) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: So sánh độ bền của liên kết hydrogen với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.
Thứ tự tăng dần độ bền liên kết: Liên kết hydrogen < liên kết cộng hóa trị < liên kết ion.
Luyện tập (trang 68) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Điều gì đã khiến H2O có nhiệt độ sôi cao hơn H2S? Giải thích?
Lời giải:
- Lý do khiến H2O có nhiệt độ sôi cao hơn H2S:
+ Liên kết hydrogen của H2O bền hơn
+ Sự phân cực liên kết trong H2O lớn hơn
b. Tìm hiểu vai trò, ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lí của nước
Câu hỏi 4 (trang 68) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: So sánh nhiệt độ sôi và khả năng hòa tan trong nước giữa NH3 và CH4. Giải thích
Trả lời:
- Phân tử NH3 có khả năng liên kết hydrogen liên phân tử do N có độ âm điện cao
- Phân tử CH4 không có khả năng liên kết hydrogen liên phân tử do C có độ âm điện thấp
=> Phân tử NH3 có nhiệt độ sôi cao hơn và khả năng hòa tan trong nước tốt hơn soi với CH4
Câu hỏi 5 (trang 69) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Giải thích vì sao một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác
Lời giải:
Phân tử nước có hai nguyên tử H liên kết với nguyên tử O (có độ âm điện lớn) nên mỗi nguyên tử H trong phân tử nước này có thể tạo liên kết hydrogen với nguyên tử O trong phân tử nước khác. Bên cạnh đó, nguyên tử O còn 2 cặp electron chưa liên kết nên có thể tạo 2 liên kết hydrogen với nguyên tử H trong 2 phân tử nước khác. Như vậy một phân tử nước có thể tạo được liên kết hydrogen tối đa với bốn phân tử nước khác.
Vận dụng (trang 69) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Vì sao nên tránh ướp lạnh các ion bia, nước giải khát,... trong ngăn đá của tủ lạnh
Lời giải:
- Khi ướp lạnh các lon bia, nước giải khát, ... trong ngăn đá của tủ lạnh thì có thể làm thể tích của dung dịch trong lon bia và nước giải khát tăng lên rất nhiều khi mở ra có thể gây nổ.
2. Tương tác Van Der Waals
a. Giới thiệu về tương tác Van Der Waals
Câu hỏi 6 (trang 69) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Quan sát Hình 11.7, cho biết thế nào là một lưỡng cực tạm thời?
- Trong các phân tử, các electron không ngừng chuyển động. Khi các electron di chuyển tập trung về một phía bất kì của phân tử sẽ hình thành nên các lưỡng cực tạm thời.
Câu hỏi 7 (trang 70) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực hút nào?
Trả lời:
- Các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng hút nhau bằng lực tương tác van der Waals
b. Tìm hiểu ảnh hưởng của tương tác Van Der Waals đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi các chất
Câu hỏi 8 (trang 70) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Giải thích xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các nguyên tố khí hiếm trong bảng 11.1
Trả lời:
- Trong bảng 11.1, theo chiều từ trái sang phải, bán kính của các nguyên tố tăng dần, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi giảm dần.
Vận dụng (trang 70) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Tại sao nhện nước có thể di chuyển trên mặt nước?
Lời giải:
- Giữa các phân tử nước hình thành lực liên kết hydrogen
=> Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước trên bề mặt nước và giữa các phân tử nước trên bề mặt và lớp nước bên dưới tạo ra sức căng bề mặt cho nước
- Chân của con nhện nước gồm các chất kị nước (không phân cực), phân tử các chất nảy đẩy nước khiến cho chân của nhện nước không bị nước bao bọc và tụt xuống dưới nước. Vì vậy chúng có thể di chuyển trên bề mặt nước mà không làm vỡ bề mặt nước
Bài tập
Bài tập 1 (trang 71) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Hợp chất nào dưới đây tạo được liên kết hydrogen liên phân tử
A. CH4
B. H2O
C. PH3
D. H2S
Đáp án đúng là: B
A. CH4 không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết C-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực
B. H2O tạo được liên kết hydrogen vì liên O-H phân cực. Nguyên tử H mang một phần điện tích dương (linh động) của phân tử H2O này tương tác bằng lực hút tĩnh điện với nguyên tử O mang một phần điện tích âm của nguyên tử H2O khác.
C. PH3 không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết P-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
D. H2S không tạo được liên kết hydrogen vì liên kết S-H là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Bài tập 2 (trang 71) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Sự phân bố electron không đồng đều trong một số nguyên tử hay một phân tử hình thành nên:
A. Một ion dương
B. Một ion âm
C. Một lưỡng cực vĩnh viễn
D. Một lưỡng cực tạm thời
Đáp án D. Một lưỡng cực tạm thời
Bài tập 3 (trang 71) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Khí hiếm nào dưới đây có nhiệt độ sôi thấp nhất?
A. Ne
B. Xe
C. Ar
D. Kr
Đáp án A
Trong cùng 1 nhóm, đi từ trên xuống dưới, khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng
=> Tương tác van der Waals tăng
=> Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy tăng
=> Ne có nhiệt độ sôi thấp nhất
Bài tập 4 (trang 71) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Biểu diễn liên kết hydrogen giữa các phân tử:
a) Hydrogen fluoride
b) Ethanol (C2H5OH) và nước
Lời giải:
a) Liên kết hydrogen được hình thành giữa các phân tử HF:
b) Liên kết hydrogen được hình thành giữa H2O và C2H5O
Bài tập 5 (trang 71) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 11: Trong hai chất ammonia (NH3) và phosphine (PH3), theo em chất nào có nhiệt độ sôi và độ tan trong nước lớn hơn? Giải thích
Lời giải:
- Nhiệt độ sôi của NH3 lớn nhiệt độ sôi của PH3
- Độ tan trong nước của NH3 lớn hơn độ tan trong nước của PH3