BÀI 18
SỰ LAI HÓA CÁC OBITAN NGUYÊN TỬ
SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT ĐƠN,
LIÊN KẾT ĐÔI, LIÊN KẾT BA
I. KHÁI NIỆM VỀ SỰ LAI HÓA
Xét liên kết trong phân tử CH4
Viết công thức electron, công thức cấu tạo của phân tử CH4
CTE
CTCT
H
C
1s2
1s2
2s2
2p2
C*
Trong phân tử CH4 có 2 loại liên kết khác nhau:
+ 1 liên kết s-s
+ 3 liên kết s-p
109o28’
Thực nghiệm:
I. KHÁI NIỆM VỀ SỰ LAI HÓA
Để giải thích cho trường hợp trên và các trường hợp tương tự, các nhà bác học Slater và Pauling đã đề ra thuyết lai hóa.
Các liên kết C-H đều giống nhau
Các góc liên kết đều bằng 109o28’
Mô hình phân tử CH4
I. KHÁI NIỆM VỀ SỰ LAI HÓA
Theo thuyết này:
4 obitan lai hóa sp3
4AO lai hóa sp3 xen phủ với 4AO 1s của 4H tạo thành 4 liên kết C-H giống hệt nhau.
I. KHÁI NIỆM VỀ SỰ LAI HÓA
Vậy lai hóa là gì?
- Sự lai hóa obitan nguyên tử là sự tổ hợp “trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hóa giống nhau, nhưng định hướng khác nhau trong không gian.
Vậy vì sao các obitan lại lai hóa với nhau?
- Các obitan hóa trị ở các phân lớp khác nhau có năng lượng và hình dạng khác nhau cần được đồng nhất để được liên kết bền với các nguyên tử khác.
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
1. Lai hóa sp
Lai hóa sp là gì?
AO s
AO p
180o
2AO lai hóa sp
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
1. Lai hóa sp
- Lai hóa sp là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p tạo thành 2 obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng, đối xứng nhau.
Lai hóa sp thường gặp trong những phân tử có đặc điểm như thế nào?
- Lai hóa sp thường gặp trong những phân tử thằng hàng (góc liên kết bằng 180o) như BeH2, C2H2, BeCl2…
Thí dụ: Sự hình thành liên kết trong phân tử BeH2
H
Be
1s2
1s2
2s2
2p0
Be*
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
1. Lai hóa sp
AO 2s
AO 2p
H
H
Be
180o
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
2. Lai hóa sp2
Lai hóa sp2 là gì?
AO s
AO p
AO p
120o
3AO lai hóa sp2
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
2. Lai hóa sp2
- Lai hóa sp2 là sự tổ hợp 1 obitan s với 2 obitan p tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến các đỉnh của tam giác đều.
Lai hóa sp2 thường gặp trong những phân tử có đặc điểm như thế nào?
- Lai hóa sp2 thường gặp trong những phân tử có góc liên kết phẳng bằng 120o như BF3, C2H4,…
Thí dụ: Sự hình thành liên kết trong phân tử BF3
F
B
1s2
1s2
2s2
2p0
B*
2p5
2s2
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
2. Lai hóa sp2
AO 2s
AO 2p
AO 2p
120o
Phân tử BF3
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
3. Lai hóa sp3
Lai hóa sp3 là gì?
AO p
AO p
AO p
AO s
109o28’
4AO lai hóa sp3
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
3. Lai hóa sp3
- Lai hóa sp3 là sự tổ hợp 1 obitan s với 3 obitan p tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của hình tứ diện đều, các trục đối xứng của chúng tạo với nhau một gốc 109o28’
Lai hóa sp3 thường gặp trong những phân tử có đặc điểm như thế nào?
- Lai hóa sp3 thường gặp ở các nguyên tử O, N, C trong các phân tử H2O, NH3, CH4, và các ankan.
Thí dụ: Sự hình thành liên kết trong phân tử CH4
H
C
1s2
1s2
2s2
2p2
C*
II. CÁC KIỂU LAI HÓA THƯỜNG GẶP
3. Lai hóa sp3
AO p
AO p
AO p
AO s
109o28’
Phân tử CH4
TỔNG KẾT
 Sự lai hóa obitan nguyên tử là sự tổ hợp “trộn lẫn” một số obitan trong một nguyên tử để được từng ấy obitan lai hóa giống nhau, nhưng định hướng khác nhau trong không gian.
- Lai hóa sp là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p tạo thành 2 obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng, đối xứng nhau.
- Lai hóa sp3 là sự tổ hợp 1 obitan s với 3 obitan p tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 định hướng từ tâm đến 4 đỉnh của hình tứ diện đều, các trục đối xứng của chúng tạo với nhau một gốc 109o28’.
- Lai hóa sp2 là sự tổ hợp 1 obitan s với 2 obitan p tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến các đỉnh của tam giác đều.
 Các obitan chỉ lai hóa được với nhau khi năng lượng của chúng xấp xỉ nhau.
BÀI TẬP
Bài tập 4 SGK trang 80: Mô tả sự hình thành liên kết trong các phân tử H2O, NH3 nhờ sự lai hóa sp3 các AO hóa trị của các nguyên tử O và N, mô tả hình dạng của các phân tử đó.
Phân tử H2O
Phân tử NH3