Bài tập so sánh năng lượng ion hóa

Bài tập buổi 7 - 8 Bài 1 Sử dụng thuyết VB hãy viết công thức của phân tử O 2 và C 2. Nghiên cứu tính chất của O 2 và C 2 người ta thu được các kết quả thực nghiệm sau:

Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol

Độ dài liên kết, pm

Từ tính

O 2 495 131 Thuận từ C 2 620 121 Nghịch từ a) Kết quả thực nghiệm này có phù hợp với cấu tạo phân tử đưa ra bởi thuyết VB không biết rằng: EC=C trong C 2 H 4 = 615 kJ/mol, ECC trong C 2 H 2 = 812 kJ/mol, và EO-O trong H 2 O 2 = 142 kJ/mol. b) Sử dụng thuyết MO hãy giải thích kết quả thực nghiệm thu được. Bài 2 Lí thuyết obitan phân tử (MO) có thể được áp dụng để xác định sự lấp đầy các obitan (orbital occupancy) của CN, NN, và NO. a) Bậc liên kết trong mỗi phân tử trên là bao nhiêu?

2. Phân tử nào trong các phân tử CN, N 2 , và NO có IE (năng lượng ion hóa) cao nhất? Phân tử nào có IE thấp nhất? [IE(X) = ΔHo f(X+ ) – ΔHo f(X)] c) Phân tử nào có ái lực electron cao nhất? (Ái lực electron là năng lượng phóng thích khi gắn một electron vào một tiểu phân và có trị số dương khi quá trình nhận electron là tỏa nhiệt). d) Sự thêm hoặc bớt các electron của CN hoặc NO tạo thành các tiểu phân có cùng số electron với N 2. Những tiểu phân có cùng số electron thu được sẽ có độ bền liên kết tương tự N 2 không? Nếu có thì tại sao? Nếu không thì vì sao? Bài 3

1. Hãy cho biết cấu hình hình học của phân tử và ion dưới đây, đồng thời

sắp xếp các góc liên kết trong chúng theo chiều giảm dần. Giải thích.

1. NO 2 ; NO2+; NO2-.

2. NH 3 ; NF 3.

1. So sánh momen lưỡng cực giữa hai phân tử NH 3 và NF 3. Giải thích.

Bài 4 Nitơ hình thành nhiều loại oxit

1. Cho biết bậc liên kết trong phân tử NO? Giải thích
2. Trên NO có một electron chưa tham gia liên kết, electron định vị chủ yếu trên nguyên tử N hay O? Tại sao?
3. Năng lượng ion hóa của N(k) nguyên tử là 1400 kJ mol–1. So sánh năng lượng ion hóa của NO(k) với 1400 kJ–1?
4. Phân tử N 2 O 3 có hai dạng đồng phân cấu trúc. Vẽ công thức cấu tạo Lewis của hai đồng phân này? Bài 5 a. Vẽ cấu trúc Lewis của F 3 ClO, F 2 ClO2+ và F 4 ClO- , cho biết sự lai hóa của nguyên tử trung

tâm.

2. Hãy xây dựng giản đồ MO cho NO- , và cho biết khi kết hợp với H+ để tạo thành phân tử

HNO thì lúc này H+ sẽ liên kết với N hay O?

Bài 6

Thực nghiệm cho biết, NH 3 phản ứng với BF 3 tạo ra một chất rắn X duy nhất, có màu trắng.

1. Viết phương trình hóa học của phản ứng. Cho biết phản ứng đó thuộc loại nào. Tại sao?

bết công thức Lewis của mỗi phân tử trong phản ứng trên. Cho biết dạng hình học của mỗi

phân tử đó theo thuyết VSEPR (thuyết về sự đẩy giữa các cặp electron ở lớp vỏ hóa trị).

3. Dự đoán giá trị của góc liên kết trong phân tử chất X.

Bài 7

Cho số liệu về năng lượng liên kết và độ dài liên kết của các phân tử, ion như sau:

N 2 N 2  O 2 O 2 

Năng lượng liên kết (kJ ‒ 1 ) 945 841 498 623 Độ dài liên kết (pm) 110 112 121 112 Dữ kiện trên cho thấy khi N 2 mất đi một electron để hình thành ion N 2

 thì năng lượng

liên kết giảm, độ dài liên kết tăng; trong khi đó, khi O 2 mất đi một electron để hình thành ion

O 2  thì năng lượng liên kết lại tăng còn độ dài liên kết giảm. Dựa vào thuyết MO hãy giải

thích hiện tượng này.

Bài 8

Vẽ cấu trúc Lewis của các phân tử/ion sau: SeCl 4 , BrF 5 , ClO3-, SOF 4. Xác định dạng hình học

của các phân tử/ion trên theo mô hình VSEPR.

Bài 9

Sử dụng thuyết sức đẩy các cặp electron hóa trị (VSEPR), hãy vẽ các dạng hình học dạng

hình học khả dĩ của phân tử ClF 3. Cho biết dạng hình học nào bền nhất? Vì sao?

Bài 10

1. Sử dụng mô hình VSEPR dự đoán dạng hình học của các ion và phân tử

sau: XeF 4 , BCl 3 , NF 3 , S 2 O

2 3

 , SiF62-, NO 2

 , I 3

 , IF 5.

1. Sự biến đổi góc liên kết: NH 3 107 o → PH 3 93,6o

PH 3 93,6o → PF 3 96,3o

Bài 11

1. Dựa vào thuyết obitan phân tử (thuyết MO), vẽ giản đồ năng lượng, viết cấu hình electron

của các phân tử và ion: OF; OH; NO+. Từ đó,

1. Cho biết độ bội liên kết của những phân tử và ion trên. b. So sánh I 1 của các phân tử và ion trên với I 1 của các nguyên tử tương ứng.

nguyên tử lưu huỳnh, cacbon và nitơ cho Thioure – S, S – dioxit đã đề ra ở câu a. Bài 15

Hidro azotua HN 3 (có cấu trúc thẳng) và xiclotriazen HN 3 ( có cấu tạo mạch vòng)

1. Vẽ tất cả các cấu trúc Lewis có thể có của hydro azotua HN 3 và xiclotriazen HN 3. Tính

điện tích hình thức của các nguyên tử đối với mỗi cấu trúc.

2. Chỉ ra hai công thức khả dĩ nhất của hidro azotua

3. Dựa trên thuyết sức đẩy VSEPR hãy ước lượng giá trị các góc liên kết trong hydro azotua.

4. Xác định trạng thái lai hóa của các nguyên tử nitơ trong hai công thức cộng hưởng chính

của hydro azotua.

Bài 16

1. Có nghiên cứu cho thấy H2+ có khoảng cách (độ dài) liên kết là 106 pm và enthalpy phân li liên kết là 225 kJ mol-1. Các giá trị tương ứng của phân tử trung hòa là 74 pm và 436 kJ mol-1. Các giá trị này của H2+ có phù hợp với giản đồ orbital phân tử của ion này không? Giải thích. b. Giả sử rằng H3+ có dạng tam giác (dạng hình học khả dĩ), hãy mô tả các orbital phân tử của ion này và dự đoán bậc liên kết H-H. Bài 17 Cho các phân tử: xenon điflorua (1), xenon tetraflorua (2), xenon trioxit (3), xenon tetraoxit (4), bo triflorua (5). Vẽ cấu trúc hình học phân tử (cả các cặp electron tự do (nếu có) của nguyên tử trung tâm) của các chất từ (1) đến (6), dự đoán góc liên kết ở mỗi phân tử nói trên. Bài 18

Giả thiết ion F 2  được tạo thành từ nguyên tử F và ion F  . a. Thuyết liên kết cộng hóa trị (thuyết VB) có thể giải thích được sự hình thành ion F 2  theo con đường nêu trên hay không? Giải thích. b. Vẽ giản đồ năng lượng MO và viết cấu hình electron phân tử cho ion F 2  . Theo thuyết MO, ion này có tồn tại hay không? Giải thích. Bài 19 a) Sắp xếp và giải thích trật tự tăng dần năng lượng ion hóa của các nguyên tử, phân tử và ion sau: O, O 2 , O2 + , và O2 - . b) So sánh năng lượng ion hóa của nguyên tử C, nguyên tử O và phân tử CO. Bài 20 Áp dụng thuyết orbial phân tử (thuyết MO), hãy chỉ ra hiệu ứng (ảnh hưởng) của mỗi quá trình ion hóa sau đây tới độ bền liên kết của phân tử tương ứng:

Bài 21

Trong số carbonyl halogenua COX 2 người ta chỉ điều chế được 3 chất: COF 2 , COCl 2 và COBr 2. a) Vì sao không có hợp chất COI 2. b) So sánh góc liên kết ở các phân tử halogenua đã biết. Bài 22 Thực nghiệm cho biết cả ba hợp chất CHBr 3 , SiHBr 3 , CH(CH 3 ) 3 đều có cấu tạo tứ diện. Có ba trị số góc liên kết tại tâm là 110o; 111o; 112o(không kể tới H khi xét các góc này). Độ âm điện của H là 2,20; CH 3 là 2,27; Csp 3 là 2,47; Si là 2,24; Br là 2,50. Dựa vào mô hình sự đẩy giữa các cặp e hóa trị (VSEPR) và độ âm điện, hãy cho biết trị số góc của mỗi hợp chất và giải thích. Bài 23 Dựa vào cấu tạo phân tử, hãy giải thích: