Liên kết cộng hóa trị hóa học là gì năm 2024

Liên kết cộng hóa trị phối trí, còn được gọi là liên kết cộng hóa trị phối hợp, liên kết cộng hóa trị cho–nhận, liên kết phối trí hay liên kết lưỡng cực (tiếng Anh: coordinate covalent bond, dative bond, dipolar bond, hoặc coordinate bond) là một dạng liên kết cộng hóa trị hai tâm, hai electron (2c-2e) (two-center, two-electron covalent bond), trong đó hai electron dùng chung chỉ đến từ một nguyên tử duy nhất. Khi liên kết được tạo thành, độ bền của nó không khác gì so với liên kết cộng hóa trị. Liên kết của các ion kim loại với các phối tử liên quan đến loại tương tác này. Loại tương tác này là trung tâm của lý thuyết acid và base Lewis.

Liên kết cộng hóa trị phối trí thường được tìm thấy trong các phức chất.

Ví dụ[sửa | sửa mã nguồn]

Sự hình thành một adduct của amonia và bor trifluoride, liên quan đến sự hình thành liên kết cộng hóa trị phối trí.

Liên kết cộng hóa trị phối trí khá phổ biến. Trong tất cả các phức chất nước kim loại [M(H2O)n]m+, liên kết giữa nước và cation kim loại được mô tả là liên kết cộng hóa trị phối trí. Tương tác kim loại–phối tử trong hầu hết các hợp chất cơ kim và hầu hết các hợp chất phối trí được mô tả tương tự nhau.

Thuật ngữ liên kết lưỡng cực được sử dụng trong hóa hữu cơ cho các hợp chất như amin oxide mà cấu trúc electron có thể được mô tả dưới dạng amin cơ bản "tặng" hai electron cho nguyên tử oxy.

R 3N → O

Mũi tên → chỉ ra rằng cả hai electron trong liên kết đều bắt nguồn từ moiety amin. Trong một liên kết cộng hóa trị tiêu chuẩn, mỗi nguyên tử đóng góp một electron. Do đó, một cách mô tả khác là amin nhường một electron cho nguyên tử oxy, sau đó, electron này được sử dụng cùng với electron chưa ghép cặp còn lại trên nguyên tử nitơ, để tạo thành liên kết cộng hóa trị tiêu chuẩn. Quá trình chuyển electron từ nitơ sang oxy tạo ra các điện tích hình thức, vì vậy cấu trúc electron cũng có thể được mô tả là:

R 3N+ O−

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

^ International Union of Pure and Applied Chemistry. "coordinate bond". Toàn văn bản Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.

Liên kết cộng hóa trị là loại liên kết được tạo thành giữa 2 loại nguyên tử bằng 1 hoặc nhiều cặp electron sử dụng chung. Chúng ta cũng có thể hiểu đây là loại liên kết ở giữa 2 nguyên tử hay 2 ion mà trong đó các cặp electron được chia sẻ cho nhau.

Lúc này, mỗi cặp electron sẽ được chia sẻ giữa 2 tài nguyên và được gọi là cặp liên kết. Nếu ngược lại không được chia sẻ, chúng sẽ được gọi là cặp đơn độc. Đối với nhiều phân tử, dùng chung electron sẽ khiến cho mỗi một nguyên tử đạt được nhiều cấu hình electron có độ bền vững cao.

Bản chất của liên kết hóa trị bao gồm rất nhiều loại liên kết. Trong đó gồm có liên kết σ, liên kết π, liên kết agostic, liên kết kim loại, liên kết cộng và liên kết tam nhị. Khái niệm liên kết cộng hóa trị xuất hiện xuất hiện từ năm 1939. Bản chất của loại liên kết này là chia sẻ hóa trị.

Lấy ví dụ về định nghĩa liên kết cộng hóa trị cụ thể như là:

Trong phân tử H2 có nguyên tử H sử dụng chung hai electron thông qua liên kết cộng hóa trị. Chúng ta phải biết rằng tính cộng hóa trị mạnh nhất giữa những nguyên tốt có độ âm điện tương đương với nhau. Điều này mang ý nghĩa giữa hai nguyên tử cùng một nguyên tố không nhất thiết xảy ra liên kết cộng hóa trị.

Như vậy, chúng ta đã tìm hiểu khá chi tiết thế nào là liên kết cộng hóa trị là gì. Tiếp theo hãy cùng nghiên cứu phân loại những liên kết cộng hóa trị phổ biến hiện nay.

2. Các loại liên kết cộng hóa trị phổ biến hiện nay

Các loại liên kết cộng hóa trị phổ biến hiện nay

Hiện nay, chúng ta có 5 loại liên kết cộng hóa trị phổ biến như sau:

Liên kết cộng hóa trị có cực

Loại liên kết cộng hóa trị này hình thành khi các electron dùng chung giữa những nguyên tử không được chia sẻ bằng nhau.

Trong đó, điều kiện để tạo ra liên kết cộng hóa trị có cực là một phía nguyên tử có độ âm điện phải cao hơn phía còn lại. Có như vậy, việc chia sẻ các electron sẽ diễn ra không đồng đều.

Đặc điểm của liên kết cộng hóa trị có cực là phân tử sẽ nghiêng về phía chứa nguyên tử có chứa độ âm điện thấp hơn. Về phía hơi âm có chứa nguyên tử độ âm điện cao hơn. Cuối cùng lại, hợp chất cộng hóa trị sẽ được tao ra sẽ có thế tĩnh điện.

Liên kết cộng hóa trị không cực

Loại liên kết cộng hóa trị này được tạo thành nhờ vào các nguyên tử chia sẻ các electron với nhau. Điều kiện để xuất hiện liên kết cộng hóa trị không cực là cần hai nguyên tử lực lượng cùng điện từ hay tương tự nhau. Lúc này, giá trị lực điện tử sẽ ngày càng gần nhau tạo nên sức hút ngày càng mạnh mẽ. Ngoài ra, các phân tử khí cũng sẽ ra trường hợp tương tự.

Liên kết đơn phân cực

Loại kết cộng hóa trị đơn phân cực sẽ xuất hiện khi có 2 phân tử chia sẻ duy nhất cho một cặp electron. Liên kết đơn thường yếu ớt hơn so với liên kết đôi hay liên kết ba, tuy nhiên nhờ vào một độ nhỏ mà nó lại có tính ổn định hơn. Nguyên nhân cho tình trạng này là do mức độ phản ứng của liên kết đơn phân cực này khá thấp nên khi bị mất electron cũng sẽ không bị ảnh hưởng nhiều.

Liên kết đôi phân cực

Liên kết cộng hóa trị đôi phân cực xuất hiện khi có 2 nguyên tử chia sẻ 2 cặp electron với nhau. Người ta thường biểu thị loại liên kết đôi phân cực bằng hai đường gạch ngang ở giữa 2 nguyên tử ở trong cùng 1 phân tử. Thông thường, loại liên kết đôi này sẽ mạnh mẽ hơn so với liên kết đơn.

Liên kết cộng hóa trị ba phân cực

Đây là loại liên kết cộng hóa trị được đánh giá là có độ ổn định kém nhất. Liên kết ba phân cực sẽ xuất hiện khi có 3 cặp electron chia sẻ hai nguyên tử trong một phân tử.

3. Tính chất của hợp chất cộng hóa trị liên kết

Tính chất của hợp chất cộng hóa trị liên kết

Tính chất của hợp chất cộng hóa trị được thể hiện rõ nét thông qua những đặc điểm sau đây:

• Dạng tồn tại::

Các phân tử có liên kết cộng hóa trị có thể ở trạng thái chất rắn như là: lưu huỳnh, sắt, đường,.. ở trạng thái chất lỏng như: nước, rượu,.., ở trạng thái chất khí như: cacbonic, clo, hidro,..

Thông thường, các hợp chất này sẽ có điểm sôi và điểm nóng chảy khá thấp, đồng thời nhiệt hạch và entanpi hóa hơi thấp hơn nữa.

• Một đặc điểm của liên kết cộng hóa trị ở những chất có cực là sẽ tan nhiều ở trong môi trường dung môi có cực, ví dụ như: nước. Một số chất có cực, chẳng hạn như: ancol etylic, đường,...
• Tính chất của liên kết cộng hóa trị ở những chất không cực, chẳng hạn như: lưu huỳnh, ion sẽ tan trong dung môi không cực, như là: benzen, cacbon tetraclorua,... Đặc biệt, những hợp chất có liên kết cộng hóa trị không cực sẽ không thể dẫn điện ở trong mọi trạng thái.

4. Điểm khác biệt giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị

Điểm khác biệt giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị

Sự khác biệt đặc trưng giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị chính đó chính là:

• Liên kết ion được gọi là liên kết hóa học giữa 2 nguyên tử khác nhau (giữa kim loại và phi kim) mà một nguyên tử nhường e với một nguyên tử khác.
• Liên kết cộng hóa trị là một loại liên kết hóa học mạnh khác nữa. Loại liên kết này sẽ diễn ra khi các nguyên tử tương tự nhau (giữa 2 phi kim) kết hợp lại và chia sẻ electron thay vì nguyên tử lấy e từ đối tượng khác.

Đặc điểm của liên kết ion

Đặc điểm chính của liên kết ion chính là liên kết hóa học được tạo ra giữa 2 nguyên tử khác nhau mà trong đó, một nguyên tử sẽ nhường e cho một nguyên tử khác. Chính vì vậy, hai nguyên tử này đều trở thành các ion vì lúc này mỗi nguyên tử đều có ít hơn 1 e, trong khi đó nguyên tử kia lại có thêm 1 nguyên tử.

Ngoài ra, ion kim loại bị mất 1 điện tử sẽ có điện tích dương và các ion phi kim loại thu được 1 e sẽ có điện tích âm. Điều này sẽ tạo nên các mặt đối lập thu hút và các ion sẽ bị hút mạnh vào nhau để tạo thành liên kết.

Thông thường các hợp chất ion thưởng sẽ ở dạng rắn, ví dụ như là muối. Khi chúng hòa tan vào nước, nhờ vào điểm nóng chảy cao mà tạo độ dẫn điện cao.

Liên kế cộng hóa trí

Liên kết cộng hóa trị thường bao gồm nhiều loại tương tác khác nhau, trong dó có liên kết n, liên kết giữa kim loại và kim loại, liên kết giữa 2 e hai tâm,...

Liên kết cộng hóa trị xuất hiện khi nguyên tử có 1 e ở lớp vỏ ngoài và 1 nguyên tử khác yêu cầu 1 e để lấp đầy lớp vỏ ngoài. Lúc này, hai nguyên tử này sẽ kết hợp lại với nhau để cùng chia sẻ electron. Kết quả là cả hai nguyên tử đều có được vỏ ngoài đầy đủ tạo nên cấu hình điện tử ổn định.

Đối với liên kết ion, nếu nguyên tử kim loại có 1 e ở lớp vỏ ngoài và phi kim cần đến 1 e để hoàn thành lớp vỏ ngoài của nó thì nguyên tử kim loại sẽ đưa e cho phi kim.

Cũng tương tự như trên, đối với liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử sẽ chia sẻ e bằng nhau.

Tóm lại, bài viết trên đây của Đông Á đã trình bày một cách khái quát nhất liên kết cộng hóa trị là gì cũng như nghiên cứu các loại liên kết cộng hóa trị và tính chất, điểm đặc trưng của loại liên kết này. Ngoài ra, bài viết còn giúp chúng ta phân biệt rõ sự khác biệt giữa liên kết cộng hóa trị và liên kết ion một cách đầy đủ và chi tiết nhất.