BÀI 12: LIÊN KẾT HYDROGEN VÀ TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

MỞ ĐẦU

Hai phân tử nước có thể liên kết được với nhau. Dựa vào sự phân bố điện tích trong phân tử nước (Hình 12.1), cho biết liên kết giữa hai phân tử nước có thể được hình thành qua cặp nguyên tử nào.

(1) O với O.

(2) H với H.

(3) O với H.

Giải thích sự lựa chọn của em.

Giải nhanh:

Chọn (3) vì nguyên tử O của phân tử nước này và nguyên tử H của phân tử nước kia sẽ hút nhau bằng lực hút tĩnh điện.

I. LIÊN KẾT HYDROGEN

Câu 1: Vì sao nguyên tử H của phân tử H₂O không tạo được liên kết hydrogen với nguyên tử C của phân tử CH₄?

Giải nhanh:

Vì nguyên tử C không còn cặp electron riêng

Luyện tập 1: Viết các khả năng tạo thành liên kết hydrogen giữa một phân tử H₂O và một phân tử NH₃.

Giải nhanh:

- Nguyên tử H trong phân tử H₂O với nguyên tử N trong phân tử NH₃

- Nguyên tử H trong phân tử NH₃ với nguyên tử O trong phân tử H₂O.

Vận dụng 1: Vì sao HF có tính acid yếu hơn rất nhiều so với HCl? Biết rằng tính acid của một chất càng mạnh nếu phân tử đó càng dễ phân li thành ion H⁺.

Giải nhanh:

Độ âm điện của F lớn hơn Cl nên tương tác hút tĩnh điện giữa H và F lớn hơn giữa H và Cl nên trong phân tử HCl dễ phân li ion H⁺ hơn.

Luyện tập 2: Vẽ các liên kết hydrogen được hình thành giữa H₂O với mỗi phân tử NH₃, C₂H₅OH.

Giải nhanh:

- H₂O và NH₃

hoặc

- H₂O và C₂H₅OH

hoặc

Vận dụng 2: Hãy giải thích vì sao trong quá trình chưng cất rượu, C₂H₅OH bay trước H₂O mặc dù khối lượng phân tử C₂H₅OH lớn hơn rất nhiều khối lượng phân tử H₂O

Giải nhanh:

Vì liên kết hydrogen giữa các phân tử nước với nhau bền vững hơn rất nhiều liên kết hydrogen giữa các phân tử rượu.

II. TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

Vận dụng 3: Giải thích vì sao con tắc kè có thể di chuyển trên mặt kính trơn nhẵn, thẳng đứng. 

Giải nhanh:

Vì có tương tác van der Waals giữa bàn chân con tắc kè và mặt kính.

Vận dụng 4: Sưu tầm hình ảnh tinh thể nước đá, bông tuyết.

Giải nhanh:

Vận dụng 5: Thu thập thông tin liên quan đến các hiện tượng có xuất hiện của liên kết hydrogen, tương tác van der Waals trong thực tiễn.

Giải nhanh:

- Liên kết hydrogen giữa phân tử nước trên bề mặt và phân tử nước bên dưới tạo sức căng mặt nước khiến nhện di chuyển được trên mặt nước.

- Tương tác giữa các phân tử nước và các phân tử xà phòng tạo thành màng mỏng, giữ được không khí bên trong bay lên.

BÀI TẬP

Bài 1: Liên kết hydrogen xuất hiện giữa những phân tử cùng loại nào sau đây?

A. CH₄

B. NH₃

C. H₃C-O-CH₃

D. PH₃

Giải nhanh:

Chọn đáp án B.

Bài 2: Nhiệt nóng chảy và nhiệt độ sôi của hai chất HBr và HF như sau:

Hãy gán công thức chất thích hợp vào các ô có dấu?.

Giải nhanh:

Bài 3: Những phát biểu nào sau đây đúng khi nói về các loại liên kết?

a) Liên kết hydrogen yếu hơn liên kết ion và liên kết cộng hóa trị.

b) Liên kết hydrogen mạnh hơn liên kết ion và liên kết cộng hóa trị.

c) Tương tác van der Waals yếu hơn liên kết hydrogen.

d) Tương tác van der Waals mạnh hơn liên kết hydrogen.

Giải nhanh:

Phát biểu a, d đúng.

Bài 4: Các liên kết biểu diễn bằng các đường nét đứt được minh họa như hình dưới đây có vai trò quan trọng trong việc làm bền chuỗi xoắn đôi DNA. Đó là loại liên kết gì?

A. Liên kết ion                                            B. Liên kết cộng hóa trị có cực

C. Liên kết cộng hóa trị không cực               D. Liên kết hydrogen.

Giải nhanh:

Chọn đáp án D.

Bài 5: Một kết quả nghiên cứu mới đây cho thấy các phân tử NH₃ có thể liên kết với nhau thành những cụm (NH₃)_n với n = 3 – 6. (Theo ACS Omega 2020, 5, 49, 31724-31729)

Vì sao các phân tử NH₃ có thể hình thành được cụm phân tử này?

Giải nhanh:

Vì nguyên tử H có thể liên kết với nguyên tử N còn cặp electron riêng.