Liên kết cộng hóa trị là gì? Các hợp chất có liên kết cộng hóa trị
Trước khi tìm hiểu chi tiết liên kết cộn hóa trị là gì, cùng khám phá lịch sử nghiên cứu, các mốc
thời gian quan trọng liên quan đến liên kết này nhé!
 1919: Irving Langpuir đã đề cập tới liên kết này năm 1919 với mục đích mô tả các cặp electron được chia
sẻ bởi các nguyên tử lân cận. Mặc dù vậy, ý tưởng về liên kết cộng hóa trị có thể đđãtifm ra từ trước đó.
 1926 Gilbert N.Lewis đã mô tả sự dùng chung các cặp electron giữa các nguyên tử. Ông đề xuất rằng:
Một nguyên tử tạo ra đủ các liên kết cộng hóa trị để lấp đầy lớp vỏ ngoài cùng. Ông giớ thiệu kí hiệu
Lewis, dấu chấm electron, cấu trúc dấu chấm Lewis trong đó các e hóa trị được biểu diễn dưới dạng nốt
chấm xung quanh các kí hiệu nguyên tử. Các cặp electron nằm giữa các nguyên tử đại diện cho các liên
kết cộng hóa trị, nhiều cặp electron đại diện cho nhiều liên kết. Bên cạnh đó là cách biểu diễn liên kết đôi,
liên kết ba dướ dạng các gạch thẳng.
 1927: Walter Heitler và Fritz London được ghi nhận là những người đầu tiên giải thích thành công một
liên kết hóa học ( cụ thể là phân tử hidro ) bằng cơ học lượng tử.
 1939: thuật ngữ liên kết cộng hóa trị được sử dụng lần đầu tiên
1. Liên kết cộng hóa trị là gì?
Liên kết cộng hóa trị là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung. Viết tắt : LKCHT
Nói cách khác , liên kết này được hiểu là giữa hai nguyên tử hay ion trong đó các cặp electron sẽ
được chia sẻ với nhau.
Mỗi cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử được gọi là cặp liên kết, ngược lại nếu không
được chia sẻ sẽ được gọi là cặp đơn độc. Với nhiều phân tử, việc dùng chung electron khiến cho
mỗi nguyên tử đạt nhiều cấu hình eletron bền vững.
2. Liên kết hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau - Sự hình thành đơn chất
2.1. Sự hình thành phân tử hidro ( H2 )
Nguyên tử H ( z = 1 ) có cấu hình electron 1s
. Trong đó hai nguyên tử H liên kết với nhau
bằng cách mỗi nguyên tử H góp 1 electron tạo thành một cặp e chung. Như vậy trong phân tử H2
mỗi nguyên tử H có 2 electron, giống cấu hình electron bền vũng của khí hiếm heli:
 Công thức electron : H : H
 Công thức cấu tạo: H - H. Giữa hai nguyên tố H có một cặp electron liên kết biểu thị bằng gạch ( - )
 Đây là liên kết đơn.
2.2. Sự hình thành phân tử Nito ( N2)
Nguyên tử N ( z = 7 ) có cấu hình electron là: 1s 2s 2p
với 5 electron ở lớp ngoài cùng.
Trong phân tử nito N, mỗi nguyên tử phải góp chung 3 electron để đạt cấu hình electron của nguyên
tử khí hiếm gần nhất là Ne.
Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp electron. Liên kết được biểu thị bằng ba gạch ( = ), đây là liên kết ba.
 Công thức electron: : N ( 6 chấm ) N :
 Công thức cấu tạo : N ( 3 gạch ) N
Liên kết này bền nên khí nito kém hoạt động hóa học ở nhiệt độ thường. Kết luận:
Từ sự hình thành phân tử Nito và hidro ở trên, ta có kết luận về liên kết cộng hóa trị như sau:
 Liên kết được hình thành trong phân tử Hidro và Nito về liên kết cộng hóa trị.
 Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
 Mỗi cặp electron chung tạo nên một liên kết cộng hóa trị.
 Các phân tử H2 và N được tạo nên từ nguyên tử của cùng một nguyên tố có độ âm điện giống nhau, nên
các cặp e chung không bị hút lệch về phía nguyên tử nào. Vì thế, đây là liên kết cộng hóa trị không cực.
3. Liên kết giữa các nguyên tử khác nhau - Sự hình thành hợp chất
3.1. Sự hình thành phân tử hidro clorua ( HCl )
Trong phân tử hidro clorua, mỗi nguyên tử H và C góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron chung.
Độ âm điện của clo là 3,16 lớn hơn độ âm điện của hidro là 2,2
⇒ Cặp electron liên tục bị lệch về phía clo, đây là một liên kết cộng hóa trị phân cực. Kết luận:
 Liên kết cộng hóa trị có cực: Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử.
 Trong công thức electron của phân tử có cực, người ta đặt cặp electron chung lệch về phía kí hiệu của
nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Ví dụ: H : Cl
3.2. Sự hình thành phân tử khí cacbon dioxit ( CO2 ) ( có cấu tạo thẳng ):
Cấu hình electron của C ( z = 6 ) là 1s 2s 2p
với 4 electron ở lớp ngoài cùng.
Cấu hình electron của O ( z = 8 ) là 1s 2s 2p
với 6 electron ở lớp ngoài cùng.
Trong phân tử CO2, nguyên tử C ở giữa 2 nguyên tử O. Nguyên tử C góp chung ở mỗi nguyên tử
O 2 electron, mỗi nguyên tử O góp chung với nguyên tử C 2 electron tạo ra 2 liên kết đôi.
Từ sự hình thành của CO2, ta có nhận xét sau:
 Theo công thức electron, mỗi nguyên tử C hay O đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng, đạt cấu hình bền vững của khí hiếm.
 Độ âm điện của oxi là 3,44 độ lớn độ âm điện của C là 2,55 ⇒ Cặp electron chung lệch về phía oxi.
 Liên kết giữa oxi và cacbon là phân cực, nhưng CO2 có cấu tạo thẳng nên hai liên kết đôi phân cực ( C =
O ) triệt tiêu nhau. Kết quả: CO2 là phân tử không phân cực.
4. Liên kết cộng hóa trị có mấy loại?
4.1. Liên kết cộng hóa trị có cực
Liên kết cộng hóa trị có cực được tạo thành khi các electron dùng chung giữa các nguyên tử không
được chia sẻ bằng nhau.
 Điều kiện xảy ra: một bên nguyên tử có độ âm điện cao hơn bên còn lại ( sẽ có lực hút mạnh hơn ). Chính
vì thế, việc chia sẻ các electron không đồng đều.
 Đặc điểm: phan tử nghiêng về phía chứa nguyên tử có độ âm điện thấp hơn, còn phía hơi âm chứa nguyên
tử có độ âm điện cao.
 Kết quả: hợp chất công hóa trị được hình thành sẽ có một thế tĩnh điện.
4.2. Liên kết hóa trị không cực
Liên kết cộng hóa trị không cực được tạo ra khi các nguyên tử chia sẻ các electron là bằng nhau.
Điều kiện xảy ra: cả hai nguyên tử có lực tương tự hoặc cùng điện từ. Trong đó, các giá trị lực điện
tử của chúng càng gần nhau thì sức hút càng mạnh. Điều này cùng xảy ra trong các phân tử khí ( diatomic ).
4.3. Liên kết đơn phân tử
Liên kết đơn phân tử xảy ra khi hai phân tử đều chỉ chia sẻ một cặp electron duy nhất. So với liên
kết đôi và ba, liên kết đơn yếu hơn và mật độ nhỏ hơn nhưng lại là liên kết ổn định nhất. Nguyên
nhân là do mức độ phản ứng của liên kết thấp, đồng nghĩa với việc bị mất electron sẽ bị ảnh hưởng.
4.4. Liên kết đôi phân tử
Liên kết đôi phân tử là tên gọi của hiện tượng: Hai nguyên tử chia sẻ hai cặp e cho nhau. Liên kết
này được biểu diễn bằng hai đường gạch ngang giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử. Liên
kết này mạnh hơn so với liên kết đơn nhưng kém ổn định hơn.
4.5. Liên kết ba phân tử
Liên kết ba phân tử là liên kết kém ổn định nhất trong số các liên kết cộng hóa trị. Liên kết này
xảy ra khi có ba cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử.
5. Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị
- Dạng tồn tại: các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hóa trị có thể là chất răn ( lưu huỳnh,
đường, sắt... ), chất lỏng ( rượu, nước ,... ) hoặc chất khí ( clo, cacbonic, hidro,... ). Các chất này
thường có điểm nóng chảy và điểm sôi thấp, có entanpi hóa hơi cùng nhiệt hạch thấp hơn.
- Ở những chất có cực : ví dụ như đường, ancol etylic,,.. sẽ tan nhiều trong dung môi có cực như nước.
- Ở những chất không cực: ví dụ như ion, lưu huỳnh... tan trong những dung môi không cực như
cacbon tetraclorua, benzen,... các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không có khả năng
dẫn điện ở mọi trạng thái.