Độ âm điện của nguyên tử
• Khái niệm: đặc trưng cho khả năng hút cặp electron liên kết trong phân tử về phía mình.
• Thang độ âm điện theo Pauling:
Giá trị tuyệt đối của hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử A và B được tính theo công thức sau:  −  = 0,102  A B AB 1  = D − (D + D ) AB AB A2 B2 2
Trong đó:  ,  lần lượt là độ âm điện của nguyên tử A và B. A B
DAB là năng lượng phân ly liên kết đơn trong phân tử A-B đơn vị là kJ.mol-1. D
và D là năng lượng phân ly liên kết đơn trong phân tử A-A và B-B, kJ.mol-1. A B 2 2
Chú ý thay số DAB, D và D phải để đơn vị là kJ/mol. A B 2 2
• Thang độ âm điện theo Mulliken
Độ âm điện được tính từ năng lượng ion hóa thứ nhất I1 và năng lượng gắn kết electron thứ nhất Ae1. I A 1 1 e  − = + 0,17 516
Trong đó I1 và Ae1 đều tính bằng kJ/mol
• Sự biến thiên của độ âm điện theo chu kỳ và theo nhóm
- Từ trái sang phải trong một chu kỳ, độ âm điện tăng dần do sự tăng điện tích hạt nhân Z.
- Từ trên xuống trong cùng một nhóm, độ âm điện giảm dần, do bán kính nguyên tử
tăng nhanh trong một nhóm.
Bán kính nguyên tử và ion
• Bán kính cộng hóa trị được tính bằng một nửa khoảng cách giữa hai tâm của 2
nguyên tử giống nhau liên kết với nhau trong đơn chất ở 25oC. 1 r = d
, d là độ dài liên kết X-X, r X −
X là bán kính cộng hóa trị. 2 X X
• Bán kính kim loại được tính bằng một nửa khoảng cách giữa hai tâm của 2 nguyên
tử kim loại gần nhau nhất trong tinh thể kim loại ở 25oC.
• Bán kính ion: khoảng cách giữa hai tâm ion dương và ion âm gần nhau nhất trong
tinh thể ion bằng tổng bán kính ion dương và ion đó. r + = + r − dAX A X
• Quy luật biến đổi của bán kính nguyên tử và ion
- Từ trái sang phải trong một chu kỳ, bán kính giảm dần.
- Từ trên xuống dưới trong một nhóm A, bán kính nguyên tử và ion cùng điện tích tăng dần.
- Từ trên xuống dưới trong cùng một nhóm B, bán kính nguyên tử và ion cùng
điện tích biến đổi chậm, thường tăng ít hoặc không đổi.
Bài tập luyện tập Bài 1:
a. Tính độ điện âm của flo và clo theo Pauling dựa vào các số liệu năng lượng liên kết (kJ.mol-1) sau: HF HCl F2 Cl2 H2 E(kJ.mol-1) 565 431 151 239 432
Biết độ âm điện của nguyên tử H là 2.2
b. Tính năng lượng liên kết Cl - F.
Gợi ý tính theo công thức Pauling suy ra χF và χCl, từ đó thay ngược lại để tính DCl-F. Bài 2:
Tính độ điện âm của flo và clo theo Mulliken dựa vào các số liệu (kJ.mol-1) sau: I1(F) =
1681; I1(Cl) = 1255; A1(F) = - 333; A1(Cl) = - 348.
Đáp số: χF ≈ 4,07; χCl ≈ 3,28
Bài 3: Tính bán kính:
a, Cộng hóa trị của flo, biết rằng độ dài liên kết trong phân tử F2 là 0,142 nm
b, kim loại natri, biết rằng khoảng cách giữa hai tâm nguyên tử natri gần nhau nhất trong
tinh thể kim loại Na là 0,372 nm
c, ion Cs+ trong tinh thể CsCl, biết rằng khoảng cách giữa hai tâm ion Cs+ và Cl- gần nhau
nhất trong tinh thể là 0,356 nm và bán kính của ion Cl- là 0,181 nm.
ĐS. a) 0,071 nm; b) 0,186 nm; c) 0,175 nm
Bài 4: Tính độ âm điện của clo theo:
a, Pauling, biết rằng các năng lượng phân ly liên kết (kJ/mol) như sau:
DClF = 245; DF2 = 155; DCl2 = 240. Độ âm điện của F là 4,0.
b, Theo Mulliken dựa vào năng lượng ion hóa thứ nhất và năng lượng gắn kết electron thứ nhất của clo như sau:
I1 = 1251 kJ/mol. Ae1 = -349 kJ/mol. ĐS. a) 3,3; b) 3,27.
Bài 5: Tính bán kính:
a, Cộng hóa trị của Cl, biết rằng độ dài liên kết trong phân tử Cl2 là 0,1988 nm
b, kim loại Fe-α, biết rằng khoảng cách giữa hai tâm nguyên tử Fe gần nhau nhất trong tinh thể kim loại là 0,248 nm
c, ion I- trong tinh thể CsI, biết rằng khoảng cách giữa hai tâm ion Cs+ và I- gần nhau nhất
trong tinh thể là 0,385 nm và bán kính của ion Cs+ là 0,169 nm.
ĐS: a, 0,0994 nm; b, 0,124 nm; c, 0,216 nm
Bài 5: Tính độ âm điện của iot theo:
a, Pauling, biết rằng các năng lượng phân ly liên kết (kJ/mol) như sau:
DH-I = 295; DI-I = 149; DH-H = 432. Độ âm điện của H là 2,2.
b, Theo Mulliken dựa vào năng lượng ion hóa thứ nhất và năng lượng gắn kết electron thứ nhất của Iot như sau:
I1 = 1008 kJ/mol. Ae1 = -295 kJ/mol. ĐS. a) 2,4; b) 2,7; c) 2,22.