Liên kết hidro là gì? Có những loại liên kết hidro nào? Liên kết hidro trong phân tử quyết định đến tính chất vật lý và hóa học như thế nào?… Tưởng chừng như “gặp” nhiều thì sẽ nắm rõ nhưng thực tế thì không phải vậy, chúng ta thường rất hay nhầm lẫn chúng với những liên kết khác. Lúc bài tập này nhớ nhưng bài tập khác thì quên cũng là chuyện hết sức bình thường.
Bạn đang xem: Liên kết Hidro là gì? [Chi tiết] 5+ Điều cần biết về Liên Kết Hidro!
Đừng quá lo lắng nhé! Ở bài viết này, gia sư dạy hóa lớp 12 của Thành Tâm sẽ lần lượt giải đáp một cách chi tiết và dễ hiểu về liên kết này. Ngoài ra, chúng tôi sẽ hướng dẫn bạn cách phân biệt và ghi nhớ chúng nhanh nhất có thể. Hãy cùng đọc và tham khảo nhé!
Liên kết hidro là gì?
Liên kết Hidro là lực hút tĩnh điện chủ yếu giữa nguyên tử Hidro [H] liên kết cộng hóa trị với một nguyên tử hoặc nhóm có độ âm điện cao hơn, đặc biệt là các nguyên tố bậc hai Nito [N], oxy [O] hoặc Flo [F].
Hiểu một cách đơn giản là: Liên kết Hidro là tương tác tĩnh điện yếu giữa phần tử Hidro mang điện tích dương với phần tử mang điện tích âm [thường là cặp electron tự do của nguyên tố có độ âm điện lớn như [F, O, N, Cl, S,…]
Điều kiện để có liên kết Hidro
- Điều kiện cần: trong hợp chất phải có chứa nguyên tử H
- Điều kiện đủ: H phải liên kết trực tiếp với nguyên tố có độ âm điện lớn và bản thân nguyên tố đó phải có cặp đôi electron tự do.
Cách biểu diễn liên kết Hidro
Liên kết Hidro được biểu diễn dưới dạng: H…Y. Dấu 3 chấm đó chính là dạng biểu diễn của liên kết Hidro.
Có mấy loại liên kết hidro?
Có hai loại liên kết Hidro như sau:
Liên kết hidro liên phân tử là gì?
Liên kết Hidro liên phân tử là liên kết được tạo giữa phân tử này và phân tử khác.
Liên kết hidro nội phân tử là gì?
Liên kết Hidro nội phân tử là liên kết hidro tạo thành trong chính phân tử chất đó.
- Điều kiện cần: Hợp chất phải chứa 2 nhóm chức trở lên.
- Điều kiện đủ: Khi tạo thành liên kết Hidro phải tạo được vòng 5 đến 6 cạnh.
Cách đánh giá độ mạnh yếu của liên kết Hidro
Muốn xét độ mạnh yếu của liên kết Hidro ta phải xét lực tương tác tĩnh điện giữa hai phần tử mang điện trái dấu đó.
- Nếu lực hút đó càng mạnh thì liên kết hidro càng bền và ngược lại.
- Liên kết Hidro càng bền khi Hidro càng linh động và phần tử mang điện tích âm có cặp electron càng linh động.
- Độ mạnh của liên kết hidro theo thứ tự: Axit > Phenol > Rượu
Ảnh hưởng của liên kết Hidro đến nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy
Với những hợp chất có liên kết Hidro, khi chuyển sang trạng thái rắn sang lỏng [nhiệt độ nóng chảy], lỏng sang hơi thì phải tốn thêm một phần năng lượng để bẻ gãy liên kết hidro. Do vậy, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của hợp chất có liên kết hidro cao hơn so với những hợp chất không có liên kết H.
Ảnh hưởng của liên kết Hidro đến tính tan
- Tạo ra nhiều liên kết hidro của các phân tử chất tan với dung môi thì độ tan càng lớn.
- Trong OH, ancol tạo nhiều liên kết hidro trong nước. Alcol nhỏ OH lớn hơn rất nhiều lực liên kết mạnh hòa tan tốt.
Ảnh hưởng đến độ điện li
Nhiều liên kết hidro giữa phân tử hiđro ít linh động nên khó điện li bởi vậy đường và ancol là chất không điện li.
Liên kết Hidro trong phân tử nước
Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thông qua liên kết hidro và nhờ vậy có lực hút phân tử lớn. Liên kết H trong phân tử nước không phải là liên kết bền vững. Liên kết của các phân tử nước thông qua liên kết Hidro chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây, sau đó các phân tử nước tách ra khỏi liên kết này và liên kết với các phân tử nước khác.
KẾT LUẬN:
Liên kết Hidro [H] thuộc nhóm liên kết cộng hóa trị. Liên kết này ảnh hưởng trực tiếp đến sự trạng thái tồn tại, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy và tính tan của một chất. Gia sư dạy hóa lớp 12 của Thành Tâm hi vọng qua bài viết này, các bạn sẽ lần lượt giải đáp được những thắc mắc của mình về loại liên kết này.
Chúc các bạn học tốt !
Xin chân thành cảm ơn quý đối tác, quý PHHS, đội ngũ gia sư và học viên đã tin tưởng trung tâm Thành Tâm.
TRUNG TÂM GIA SƯ THÀNH TÂM – NƠI CUNG CẤP GIA SƯ CHẤT LƯỢNG HÀNG ĐẦU TẠI HCM
Văn phòng đại diện: 35/52 Đường 44, Phường Hiệp Bình Chánh, Quận Thủ Đức, HCM
Bạn đang đọc bài viết từ chuyên mục Hóa học tại website //edu.dinhthienbao.com.
Liên kết hidro là một loại liên kết yếu được hình thành khi nguyên tử hidro đã tham gia liên kết cộng hóa trị với nguyên tử của một nguyên tố âm điện mạnh lại tương tác với một nguyên tử âm điện khác có cặp electron chưa liên kết [chưa chia].
1. Bản chất liên kết hidro
Nguyên tử hidro chỉ có 1 electron, khi tham gia liên kết đôi electron dùng chung lệch hẳn về phía nguyên tử của nguyên tố có độ âm điện lớn khiến nó trở nên gần như một "proton trần". Vì thế nó có khả năng tiến lại rất gần vỏ electron của một nguyên tử âm điện khác do lực hút tĩnh điện giữa chúng. Khi đó một liên kết yếu được hình thành, người ta gọi đó là liên kết hidro. Những ion như Li+; Na+... không thể hình thành liên kết kiểu tương tự như thế được bởi vì vỏ electron của nguyên tử đã ngăn cản chúng lại quá gần vỏ electron của các nguyên tử khác.
Liên kết hidro là một loại liên kết yếu được hình thành khi nguyên tử hidro đã tham gia liên kết cộng hóa trị với nguyên tử của một nguyên tố âm điện mạnh lại tương tác với một nguyên tử âm điện khác có cặp electron chưa liên kết [chưa chia].
Biểu diễn:
AX-H...YB
X,Y thường là F, O, N [ở Y có ít nhất 1 cặp electron chưa chia]. A và B là phần còn lại của phân tử.
Liên kết hidro không phù hợp với hóa trị của hidro. Vì vậy, trong nhiều năm người ta cho rằng nó có bản chất tĩnh điện. Nhưng khi tính toán kĩ càng, người ta nhận thấy nó cũng có bản chất cơ lượng tử như các liên kết khác giữa các phân tử. Phân tích năng lượng cho thấy, liên kết hidro cũng có đặc trưng cộng hóa trị rõ ràng. Đó là liên kết 3 tâm [X, H, Y] được đảm bảo bởi hai cặp electron, một cặp electron ở liên kết X -H, một cặp electron chưa chia ở Y. Khoảng cách giữa hai nguyên tử X và Y trong liên kết hidro X -H...Y nhỏ hơn nhiều tổng bán kính Van de Van của chúng, điều đó cho thấy hai cặp electron đó không phải là riêng rẽ, không đẩy nhau mà đã có tương tác trao đổi, chúng không định vị mà hợp thành obitan chung cho cả 3 nguyên tử liên kết. Tuy nhiên, nguyên tử H vẫn liên kết bất đối xứng với X và Y, một bên liên kết mạnh, một bên liên kết yếu mặc dù sự khác nhau là không lớn lắm và thay đổi tùy từng trường hợp cụ thể.
2. Độ bền của liên kết hidro
Độ bền của liên kết hidro phụ thuộc nhiều yếu tố. Liên kết sẽ mạnh nhất khi 3 nguyên tử X, H, Y nằm thẳng hàng. Độ âm điện của X và Y càng lớn thì liên kết hidro càng mạnh vì thế liên kết hidro yếu dần theo chiều F>O>N>Cl, Br, S>P. Ngoài ra liên kết hidro còn chịu ảnh hưởng bởi phần còn lại của phân tử.
3. Liên kết hidro liên phân tử và nội phân tử
Trong sự tạo thành liên kết hidro, AX-H...YB, hợp phần AX-H đưa nguyên tử hidro vào liên kết nên được gọi là hợp phần cho hoặc chất cho, hợp YB đưa cặp electron chưa chia sẽ để tiếp nhận nguyên tử H phân cực nên được gọi là hợp phần nhận hoặc chất nhận. Sự phân chia như vậy cho thấy có sự tương đồng với tương tác axit - base, và thực ra sự tạo thành liên kết hidro thường là khởi đầu cho phản ứng axit - base. Thí dụ, ở vế trái trong cân bằng sau CH3COOH là chất cho, NH3 là chất nhận còn ở vế phải thì NH4+ là chất cho, CH3COO- là chất nhận.
Liên kết hidro mà hợp phần cho và hợp phần nhận ở hai phân tử khác nhau hoặc giống nhau được gọi là liên kết hidro liên phân tử.
Thí dụ
Liên kết hidro mà hợp phần cho và hợp phần nhận đều ở cùng một phân tử gọi là liên kết hidro nội phân tử.
Thí dụ
Để tạo được liên kết hdiro nội phân tử, hợp phần cho và hợp phần nhận phải ở hai vị trí sao cho H có thể tiếp cận với obitan chứa đôi electron chưa liên kết của Y, khi đó thường tạo ra vòng 5, 6 hoặc đôi khi 7 cạnh. Liên kết hidro nội phân tử thường kém bền hơn liên kết hidro liên phân tử. Vì vậy, nếu hai hợp phần cho và nhận trong một phân tử đã tạo thành liên kết hidro nội phân tử thì chúng không tham gia vào liên kết hidro liên phân tử nữa.
4. Ảnh hưởng của liên kết hidro đến tính chất vật lý
Nếu phân tử khối, momen lưỡng cực, hình dạng phân tử không khác nhau nhiều thì chất nào tạo được liên kết hidro liên phân tử, chất đó có tnc và ts cao hơn so với chất không tạo được liên kết hidro liên phân tử.
Những chất tạo nên liên kết hdiro bền với nhau thì tan tốt vào nhau.
Liên kết hidro nội phân tử ảnh hưởng đến tnc, ts và độ tan không giống như liên kết hidro liên phân tử. Trong những chất đồng phân hoặc những chất có cấu tạo tương tụ nhau, chất nào tạo nên liên kết hdiro nội phân tử thì có tnc, ts thấp hơn, độ tan trong dung môi phân cực thấp hơn, độ tan trong dung môi không phân cực cao hơn với chất tạo liên kết hidro liên phân tử.
Thí dụ:
Hằng số cân bằng là giá trị của thương số phản ứng được tính từ biểu thức cho trạng thái cân bằng hóa học . Nó phụ thuộc vào cường độ ion và nhiệt độ và không phụ thuộc vào nồng độ chất phản ứng và sản phẩm trong dung dịch.Hằng số cân bằng là một đại lượng không thứ nguyên [không có đơn vị]. Mặc dù tính toán thường được viết cho hai chất phản ứng và hai sản phẩm, nhưng nó hoạt động cho bất kỳ số lượng người tham gia phản ứng.
View detail
Dung môi là một chất lỏng, rắn, hoặc khí dùng để hòa tan một chất tan rắn, lỏng, hoặc khí khác, tạo thành một dung dịch có thể hòa tan trong một thể tích dung môi nhất định ở một nhiệt độ quy định.
View detail
Chất xúc tác là chất làm cho phản ứng xảy ra nhanh hơn, tức là vận tốc của phản ứng tăng lên nhiều lần mà không bị tiêu hao trong quá trình phản ứng. Một số chất xúc tác còn tạo môi trường axit hay bazơ để các phản ứng hóa học xảy ra theo mong muốn.
View detail