HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV cho HS tìm hiểu SGK và kết hợp kiến thức đã được học:

+ Trình bày sự khác nhau giữa công thức electron và công thức Lewis.

+ Viết công thức electron và công thức Lewis của HCl, và O₂.

- GV đặt câu hỏi: Trình bày các bước để viết công thức Lewis.

+ Ở bước 1: hãy nêu lại cách xác định electron hóa trị của một nguyên tử? Nêu lại electron hóa trị của các nguyên tử theo nhóm A?

(Các electron thuộc lớp ngoài cùng hoặc sát lớp ngoài cùng tham gia vào quá trình tạo thành liên kết.

Nhóm IA: 1 electron hóa trị, nhóm IIA: 2 electron hóa trị, tương tự với các nhóm khác từ IIIA đến VIIIA).

+ Giải thích cách tính tổng số electron hóa trị của CO₂?

(C thuộc nhóm IVA có 4 electron hóa trị, O thuộc nhóm VIA có 6 electron hóa trị).

+ Bước 2: GV giới thiệu nguyên tử trung tâm và phối tử.

Xác định nguyên tử trung tâm và phối tử của phân tử CO₂?

(nguyên tử trung tâm: C, phối tử: O).

+ GV hướng dẫn HS thực hiện bước 3 và bước 4.

Ví dụ với CO₂, không còn electron hóa trị còn lại mà C lại thiếu 4 electron nên sẽ tạo liên kết đôi với O.

+ Căn cứ các bước đã nêu ở trên, hãy giải thích từng bước khi viết công thức Lewis của các chất: PCl₃

+ GV lưu ý: trong một số trường hợp nguyên tử trung tâm có thể có số lẻ electron hoặc nhiều hơn 8 electron.

- GV cho HS thực hiện theo nhóm đôi làm Câu hỏi 1, 2, và câu 3 ý a, b.  GV hỏi thêm

+ Xác đinh tổng số electron hóa trị của các phân tử.

+ Bước 2: xác định nguyên tử trung tâm, phối tử.

+ Ở bước 4: ta điền số electron còn lại hay sẽ sử dụng liên kết đôi, liên kết ba?

(NH₃: , có tổng số electron hóa trị là 8. Nguyên tử trung tâm: N, phối tử: H. Ở bước 4, ta điền số electron còn lại vào nguyên tử N).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành các yêu cầu, hoạt động cặp đôi, kiểm tra chéo đáp án.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

I. Công thức Lewis

1. Công thức electron, công thức Lewis

Công thức electron

Khi biểu diễn liên kết giữa các nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung, ta được công thức electron.

Công thức Lewis:

Khi thay mỗi cặp electron dùng chung trong công thức electron bằng một gạch nối (-), ta được công thức Lewis.

Ví dụ:

2. Các bước viết công thức Lewis

Bước 1: Xác định tổng số electron hóa trị trong phân tử.

Bước 2: Vẽ khung phân tử với các liên kết đơn.

Nguyên tử trung tâm của một phân tử hay ion là nguyên tử cần nhiều nhất số electron để tạo octet cho vỏ hóa trị của nó (hay nguyên tử có số oxi hóa cao nhất về giá trị tuyệt đối), các nguyên tử khác của phân tử hay ion đó là phối tử.

Bước 3: Điền các electron hóa trị chưa tham gia liên kết vào các nguyên tử xung quanh để đạt octet.

Bước 4: Tính số electron hóa trị còn lại.

+ Nếu còn electron hóa trị: sử dụng để hoàn thành octet của nguyên tử trung tâm.

+ Nếu electron hóa trị hết: nguyên tử trung tâm chưa đạt octet thì chuyển các cặp electron hóa trị từ nguyên tử xung quanh để tạo liên kết đôi hoặc liên kết ba với nguyên tử trung tâm.

Ví dụ:

Câu hỏi 1: Đáp án B.

Số electron lớp ngoài cungd của C và S đều tuân theo quy tắc octet.

Câu hỏi 2:

Bước 1: Xác định tổng số electron hóa trị trong phân tử: (1.5)=(3.1) = 8.

Bước 2: Vẽ khung phân tử với các liên kết đơn:

Bước 3: Hoàn thiện octet cho nguyên tử N:

Bước 4: Tính số electron hóa trị còn lại = 8 – [(1.5)+(3.1)] = 0.

Câu hỏi 3:

a) Cl₂:

 N₂:

b) SO₂:

SO₃:

HOẠT ĐỘNG CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV giới thiệu cho HS về mô hình VSEPR và công thức phân tử với dưới dạng

AX_nE_m

+ Giải thích sự phân bố về phương diện hình hịc của các cặp electron xung quanh nguyên tử trung tâm dựa trên sự đẩy của các cặp electron đó.

- GV lưu ý về công thức:

m + n = q: tổng số cặp electron bao quanh nguyên tử A.

- Quy tắc thuyết sức đẩy:

+ Cấu hình các liên kết của nguyên tử hay ion trung tâm đa hoá trị chỉ phụ thuộc vào tổng số cặp electron hoá trị  bao quanh nó.

+ Kích thước các orbital của cặp electron hoá trị được phân bố sao cho sức đẩy giữa các cặp electron đó là tối thiểu.

+ Sức đẩy của các cặp electron giảm theo thứ tự: .

+ Nguyên tử trung tâm  có độ âm điện lớn sẽ kéo mây electron của cặp electron liên kết về phía nó nhiều hơn làm cho góc liên kết tăng. Phối tử  có độ âm điện lớn sẽ kéo mây electron của cặp electron liên kết về phía nó nhiều hơn làm cho góc liên kết giảm.

Ví dụ: phân tử  có công thức VSEPR là  với cấu tạo Lewis:

Trong đó, sức đầy của cặp electron chưa liên kết (E) là lớn nhất, tiếp theo là sức đẫy giữa các cặp electron của  và , cuối cùng là sức đẩy giữa các cặp electron của .

- GV cho HS tìm hiểu về hình dạng một số phân tử và ion dạng

AX_n.

- GV cho HS ví dụ minh họa về phân tử CO₂,

+ Nguyên tử trung tâm là C, xung quanh nguyên tử trung tâm C không có cặp electron chưa liên kết, chỉ có hai cặp electron liên kết đẩy nhau, nên góc hóa trị lớn nhất là 180^o.

- Với n = 3, Ví dụ SO₃,

xung quanh nguyên tử trung tâm S có ba cặp electron hóa trị liên kết đẩy nhau, nên góc hóa trị lớn nhất là 120^o.

Tương tự HS tìm hiểu và trả lời câu hỏi.

_-- GV đặt câu hỏi:

+ Nếu n = 2 thì mô hình phân tử có dạng gì, nêu một số phân tử và ion làm ví dụ? Tương tự với n = 3, n = 4.

(n = 2, mô hình là đường thẳng. n = 3, mô hình là tam giác phẳng.

n = 4, mô hình là tứ diện).

- GV cho HS sơ đồ H₂O để minh họa:

Phân tử có ba nguyên tử, bình thường hay viết dưới dạng đường thẳng nhưng theo mô hình Sức đẩy giữa các cặp electron hóa trị, hai cặp e chưa liên kết đẩy mạnh hơn cặp e liên kết nên phân tử có cấu trúc dạng góc.

- GV cho HS tìm hiểu về dự đoán hình học một số trường hợp: SO₂, NH₃, H­₂O.

- GV giới thiệu về trường hợp tổng quát:

Tổng  quyết định dạng hình học của phân tử.
phân tử có dạng đoạn thẳng;
 và
phân tử có dạng tam giác phẳng;
 và
phân tử có dạng tứ diện;
 và
phân tử có dạng lưỡng tháp tam giác;
 và  phân tử có dạng lưỡng tháp tứ giác (bát diện).

- GV cho HS làm Câu hỏi 5, 6, 7 theo nhóm đôi.

- GV có thể cho HS một số hình ảnh minh họa trực quan hơn:

https://www.youtube.com/watch?v=nxebQZUVvTg

(Từ 0:42 đến 18:00).

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành các yêu cầu, hoạt động cặp đôi, kiểm tra chéo đáp án.

- GV: quan sát và trợ giúp HS.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

II. Cấu trúc hình học của một số phân tử

1. Mô hình VSEPR (mô hình lực đẩy giữa các cặp electron hóa trị)

- Liên kết cộng hóa trị có tính định hướng không gian nên phân tử có hình dạng nhất định.

- Các cặp electron hóa trị được phân bố xung quanh nguyên tử trung tâm sao cho lực đẩy giữa chúng là nhỏ nhất.

- Công thức các chất viết dưới dạng AX_nE_m

A: nguyên tử trung tâm;

X: nguyên tử liên kết với nguyên tử A; n là số nguyên tử;

E: cặp electron hóa trị chưa liên kết của nguyên tử A; m là số cặp electron.

Nếu nguyên tử trung tâm lẻ một electron thì electron đó vẫn được tính tương đương một cặp electron.

Ví dụ:

CH₄, NH₃E, OH₂E₂.

2. Hình dạng một số phân tử và ion

- Sử dụng mô hình VSEPR để dự đoán dạng hình học của một số phần tử AX_n (n = 2, 3, 4...) và AX_nE_m (n = 2, 4 và m = 1, 2)

a) Trường hợp AX_n (n = 2, 3, 4...)

b) Dự đoán dạng hình học của một số trường hợp AX_nE_m (n = 2, 4 và m = 1, 2)

Câu hỏi 5:

Đáp án . Nguyên tử  có 5 e hoá trị, sau khi liên kết với  còn lại 1 cặp e chưa liên kết nên công thức VSEPR có dạng  (E là cặp e chưa liên kết).

Câu hỏi 6:

Câu hỏi 7:

Công thức theo mô hình VSEPR của  là  với dạng hình học là gấp khúc (chữ  ). Phân tử  phân cực do liên kết  - F phân cực về phía có nguyên tử  do độ âm điện .

HĐ CỦA GV VÀ HS

SẢN PHẨM DỰ KIẾN

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ:

- GV đặt vấn đề: Khi sử dụng sự xen phủ các orbital nguyên tử tạo thành liên kết hóa học, không giải thích được góc liên kết ở một số trường hợp.

+ Ví dụ: CH₄. GV nhấn mạnh: 4 orbital lai hóa xen phủ với các orbital 1s của bốn nguyên tử H, tạo ra bốn liên kết , nên góc liên kết  trong tứ diện đều (có nguyên tử C ở tâm) bằng .

- Để giải thích có thể sử dụng khái niệm lai hóa orbital.

- HS tìm hiểu SGK, trả lời:

+ Thế nào là lai hóa orbital?

+ Một số trạng thái lai hóa cơ bản? (sp, sp², sp³).

- GV chiếu hình ảnh, hướng dẫn về lai hóa sp³,

Cho ví dụ về hình ảnh lai hóa của AO của NF_3.

- Tương tự với các chất BF₃, BeF₂, để giới thiệu các trường hợp lai hóa AO sp², sp.

- GV hướng dẫn tổng quát:

+ Tổng số liên kết  của nguyên tử trung tâm A với các nguyên tử xung quanh X+ số cặp electron hóa trị của A chưa liên kết.

(Cặp electron liên kết được biểu diễn bằng dấu gạch, electron chưa liên kết có thể là electron độc thân và liên kết kép được coi là 1 liên kết).

+ Nếu tổng số này là 2 thì trạng thái lai hóa sp, là 3 thì trạng thái lai hóa sp², là 4 thì trạng thái lai hóa sp³.

- Ví dụ: Nguyên tử C trong CO₂ (O=C=O) chỉ có 2 liên kết nên ở trạng thái lai hóa sp.

Nguyên tử N trong NO₂ (O-N=O) có 3 liên kết nên ở trạng thái lai hóa sp².

- GV chú ý cho HS: Các kiểu lai hóa quyết định dạng hình học của phân tử

+ Lai hoá sp: đường thẳng

+ Lai hoá sp²: tam giác phẳng

+ Lai hoá : hình tứ diện (hoặc tháp tam giác)

- HS thực hiện nhóm đôi làm Câu hỏi 10, 11a và 11 b.

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ:

- HS theo dõi SGK, chú ý nghe, tiếp nhận kiến thức, hoàn thành các yêu cầu, hoạt động cặp đôi, kiểm tra chéo đáp án.

Bước 3: Báo cáo, thảo luận:

- HS giơ tay phát biểu, lên bảng trình bày

- Một số HS khác nhận xét, bổ sung cho bạn.

Bước 4: Kết luận, nhận định: GV tổng quát lưu ý lại kiến thức trọng tâm và yêu cầu HS ghi chép đầy đủ vào vở.

III. Sự lai hóa orbital nguyên tử

1. Khái niệm lai hóa orbital

- Các orbital của cùng một nguyên tử có năng lượng gần nhau có thể tổ hợp với nhau tạo ra orbital mới có hình dạng giống nhau và có năng lượng bằng nhau nhưng định hướng khác nhau trong không gian, gọi là orbital lai hóa.

Số orbital lai hóa được hình thành bằng tổng số orbital tham gia lai hóa.

Ví dụ (SGK -tr9).

2. Một số trạng thái lai hóa cơ bản

a) Lai hóa sp³

Một AO s tổ hợp với ba AO p trong một nguyên tửu tạo ra bốn AO lai hóa sp³, hướng về bốn đỉnh của một tứ diện đều mà tâm của hình tứ diện là hạt nhân nguyên tử đang xét. Góc tạo bởi hai trục của hai AO kề nhau là 109,5^o. Lai hóa sp³ còn được gọi là lai hóa tứ diện.

Ví dụ: NF₃

b) Lai hóa sp²

Một AO s tổ hợp với hai AO p trong một nguyên tử, tạo ra ba AO lai hoá sp2 hướng về ba đình của một tam giác đều. Ba AO này cùng nằm trong một mặt phẳng, góc tạo bởi hai trục của hai AO kề nhau là 120°. Lai hoá sp2 còn được gọi là lai hoá tam giác phẳng.

Ví dụ: BF₃

c) Lai hóa sp

Một AO s tổ hợp với một AO p trong một nguyên tử tạo ra hai AO là 180^o. Lai hóa sp còn được gọi là lai hóa thẳng.

Ví dụ: BeF₂

Câu hỏi 10:

Trạng thái lai hoá của  là  là  là .

Nguyên tử  có tổng số liên kết  lai hoá .

 có tổng số liên kết  lai hoá .

 có tổng số liên kết  lai hoá sp.

Câu hỏi 11.

a) Phân tử  : Cấu hình electron của .

 lai hoá với  tạo hai  lai hoá sp và còn hai  không lai hoá.

Hai  lai hoá sp của  xen phủ với hai  của hai nguyên tử  tạo hai liên kết . Nguyên tử trung tâm Be không còn electron chưa liên kết nên hai  lai hoá đẩy nhau với lực lớn nhất tạo góc . Trong phân tử , nguyên tử  còn hai  không lai hoá và là  trống.

b) Phân tử  : Cấu hình electron hoá trị của .

Nguyên tử  ở trạng thái lai hoá  :

 gồm 3AO lai hóa + 1AO không lại hóa.

Nguyên tử  dùng  lai hoá  thứ nhất (chứa 1 e độc thân) xen phủ với  p của một trong hai nguyên tử  tạo liên kết  và dùng  không lai hoá chứa 1 e độc thân xen phủ với  p của chính nguyên tử  đó tạo ra liên kết . Nguyên tử  dùng  lai hoá  thứ hai chứa cặp e tạo liên kết cho - nhận với  trống của nguyên tử  còn lại và nguyên tử  còn  lai hoá  thứ ba chứa cặp e không liên kết. Do cặp e không liên kết đẩy mạnh hơn hai cặp e liên kết nên phân tử  có dạng góc (chữ  ).

Phân tử

Dạng hình học

Đường thẳng

Đường thẳng

Tam giác phẳng

Góc (chữ V)