Table of Contents
1. Định nghĩa liên kết cộng hóa trị là gì?
Liên kết cộng hóa trị là loại liên kết được hình thành giữa hai loại nguyên tử bằng cách dùng chung 1 hoặc nhiều cặp electron. Chúng ta cũng có thể hiểu đây là một loại liên kết giữa hai nguyên tử hoặc hai ion trong đó các cặp electron dùng chung với nhau.
Lúc này, mỗi cặp electron sẽ được chia sẻ giữa hai tài nguyên và được gọi là cặp liên kết. Nếu điều ngược lại không được chia sẻ thì chúng sẽ được gọi là cặp đơn độc. Đối với nhiều phân tử, việc dùng chung electron sẽ khiến mỗi nguyên tử đạt được nhiều cấu hình electron có tính ổn định cao.
Bản chất của liên kết cộng hóa trị bao gồm nhiều loại liên kết. Chúng bao gồm liên kết σ, liên kết π, liên kết agostic, liên kết kim loại, liên kết cộng và liên kết ba. Khái niệm liên kết cộng hóa trị xuất hiện vào năm 1939. Bản chất của loại liên kết này là chia sẻ hóa trị.
Lấy ví dụ một định nghĩa liên kết cộng hóa trị cụ thể như:
Trong phân tử H2, nguyên tử H chia sẻ hai electron thông qua liên kết cộng hóa trị. Chúng ta phải biết rằng cộng hóa trị mạnh nhất giữa các nguyên tố có độ âm điện tương tự nhau. Điều này có nghĩa là liên kết cộng hóa trị không nhất thiết phải xảy ra giữa hai nguyên tử của cùng một nguyên tố.
Như vậy chúng ta đã tìm hiểu khá chi tiết liên kết cộng hóa trị là gì. Tiếp theo chúng ta cùng nghiên cứu phân loại 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 được chia sẻ giữa các nguyên tử không được chia sẻ như nhau.
Đặc biệt, điều kiện để tạo được liên kết cộng hóa trị có cực là một bên của nguyên tử phải có độ âm điện lớn hơn bên còn lại. Nếu vậy thì việc chia sẻ 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 độ âm điện nhỏ hơn. Phía hơi âm chứa nhiều nguyên tử có độ âm điện hơn. Cuối cùng, hợp chất cộng hóa trị sẽ được hình thành sẽ có thế năng tĩnh điện.
Liên kết cộng hóa trị không phân cực
Loại liên kết cộng hóa trị này được hình thành do các nguyên tử chia sẻ electron với nhau. Điều kiện để xuất hiện liên kết cộng hóa trị không phân cực là hai nguyên tử cần có cường độ điện từ bằng nhau hoặc tương tự nhau. Lúc này, các giá trị lực điện tử sẽ ngày càng gần nhau hơn, tạo nên lực hút ngày càng mạnh mẽ hơn. Ngoài ra, tình trạng tương tự cũng sẽ xảy ra với các phân tử khí.
Liên kết đơn cực
Liên kết cộng hóa trị đơn cực sẽ xuất hiện khi hai phân tử chỉ có chung một cặp electron. Liên kết đơn thường yếu hơn liên kết đôi hoặc liên kết ba, nhưng chúng ổn định hơn với một biên độ nhỏ. Sở dĩ xảy ra tình trạng này là do khả năng phản ứng của liên kết đơn cực này khá thấp nên việc mất electron sẽ không bị ảnh hưởng nhiều.
Liên kết đôi có cực
Liên kết cộng hóa trị đôi có cực xuất hiện khi hai nguyên tử có chung hai cặp electron với nhau. Người ta thường biểu diễn liên kết đôi phân cực bằng hai dấu gạch ngang giữa hai nguyên tử trong cùng một phân tử. Thông thường, loại liên kết đôi này sẽ mạnh hơn liên kết đơn.
Liên kết cộng hóa trị ba cực
Loại liên kết cộng hóa trị này được coi là có độ ổn định kém nhất. Liên kết ba sẽ xuất hiện khi có 3 cặp electron dùng chung hai nguyên tử trong phân tử.
3. Tính chất của các hợp chất có liên kết cộng hóa trị
Tính chất của các hợp chất liên kết cộng hóa trị
Tính chất của hợp chất cộng hóa trị được thể hiện rõ nét qua những đặc điểm sau:
Các phân tử có liên kết cộng hóa trị có thể ở trạng thái rắn như: lưu huỳnh, sắt, đường, v.v., ở trạng thái lỏng như: nước, rượu, v.v., hoặc ở trạng thái khí như: carbon dioxide. , clo, hydro,..
Thông thường, các hợp chất này sẽ có điểm sôi và điểm nóng chảy khá thấp, thậm chí entanpy phản ứng tổng hợp và bay hơi thấp hơn.
Đặc điểm của liên kết cộng hóa trị trong các chất phân cực là chúng sẽ tan trong dung môi phân cực, chẳng hạn như nước. Một số chất phân cực như: rượu etylic, đường,…
Tính chất của liên kết cộng hóa trị trong các chất không phân cực như lưu huỳnh, các ion sẽ tan trong dung môi không phân cực như benzen, cacbon tetraclorua,… Đặc biệt, các hợp chất có liên kết cộng hóa trị không phân cực sẽ không dẫn điện được ở bất kỳ trạng thái nào.
4. Sự khác biệt giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị
Sự khác biệt giữa liên kết ion và liên kết cộng hóa trị
Sự khác biệt chính giữa liên kết ion và cộng hóa trị là:
Liên kết ion được gọi là liên kết hóa học giữa hai nguyên tử khác nhau (giữa kim loại và phi kim loại) trong đó một nguyên tử nhường electron cho nguyên tử khác.
Liên kết cộng hóa trị là một loại liên kết hóa học mạnh. Loại liên kết này sẽ diễn ra khi các nguyên tử tương tự (giữa hai phi kim loại) kết hợp và chia sẻ các electron thay vì nguyên tử lấy electron từ vật thể khác.
Đặc điểm của liên kết ion
Đặc điểm chính của liên kết ion là liên kết hóa học được tạo ra giữa hai nguyên tử khác nhau, trong đó một nguyên tử nhường electron cho nguyên tử khác. Do đó, hai nguyên tử này đều trở thành ion vì lúc này mỗi nguyên tử có ít hơn 1 electron, trong khi nguyên tử kia có thêm 1 nguyên tử.
Ngoài ra, các ion kim loại mất 1 electron sẽ mang điện tích dương và các ion phi kim loại nhận thêm 1 electron sẽ mang điện tích âm. Điều này sẽ khiến các chất đối lập thu hút và các ion sẽ bị hút mạnh vào nhau để tạo thành liên kết.
Thông thường các hợp chất ion ở dạng rắn, ví dụ như muối. Khi hòa tan trong nước, nhờ nhiệt độ nóng chảy cao nên chúng tạo ra tính dẫn điện cao.
Liên kết với nhau và kết hợp với trí tuệ
Liên kết cộng hóa trị thường bao gồm nhiều loại tương tác khác nhau, trong đó có liên kết n, liên kết giữa kim loại với kim loại, liên kết giữa hai electron lưỡng tâm,…
Liên kết cộng hóa trị xảy ra khi một nguyên tử có 1 electron ở lớp vỏ ngoài và một nguyên tử khác cần 1 electron để lấp đầy lớp vỏ ngoài. Lúc này, hai nguyên tử này sẽ kết hợp với nhau để chia sẻ electron. Kết quả là cả hai nguyên tử đều có lớp vỏ ngoài đầy đủ, tạo nên cấu hình điện tử ổn định.
Đối với liên kết ion, nếu nguyên tử kim loại có 1 electron ở lớp vỏ ngoài và phi kim cần 1 electron để hoàn thành lớp vỏ ngoài thì nguyên tử kim loại sẽ nhường electron cho phi kim.
Tương tự như trên, đối với liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử sẽ chia sẻ electron như nhau.
Tóm lại, bài viết trên của Đông Á đã trình bày một cách khái quát nhất về liên kết cộng hóa trị là gì cũng như nghiên cứu các loại liên kết cộng hóa trị cũng như tính chất, đặc điểm của loại liên kết này. Ngoài ra, bài viết còn giúp chúng ta phân biệt rõ ràng sự khác biệt giữa liên kết cộng hóa trị và liên kết ion một cách đầy đủ và chi tiết nhất.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
