MolDraw › Công cụ hóa học › Kiểm tra độ phân cực liên kết và moment lưỡng cực
Kiểm tra độ phân cực liên kết và moment lưỡng cực
Tóm tắt: Chọn hai nguyên tố để biết hiệu độ âm điện Pauling, loại liên kết (không phân cực, cộng hóa trị phân cực hay ion), nguyên tử nào mang δ− và % tính ion. Hoặc nhập một phân tử để xem nó có phân cực không, dựa trên hình dạng VSEPR và tổng vector của các lưỡng cực liên kết. Miễn phí và chạy trên trình duyệt web.
Chọn hai nguyên tố để xem hiệu độ âm điện, loại liên kết, đầu nào mang δ+ và δ−, và % tính ion. Hoặc nhập một phân tử (công thức như XeF4, hoặc chuỗi SMILES) để biết nó có phân cực không, kèm hình dạng VSEPR, các lưỡng cực liên kết và tổng vector của chúng được vẽ ra.
Ví dụ:
Ví dụ:
Công thức dùng được cho phân tử và ion có một nguyên tử trung tâm (như SF4 hoặc NO3-). Dùng SMILES cho các trường hợp khác: Cl/C=C\Cl là cis, Cl/C=C/Cl là trans.
Độ phân cực liên kết: công thức và ngưỡng
ΔEN = |χA − χB| % tính ion = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100 (Pauling)
| ΔEN (Pauling) | Loại liên kết | Ví dụ |
|---|---|---|
| nhỏ hơn 0,4 | cộng hóa trị không phân cực | Cl–Cl (0), C–H (0,35), C–S (0,03) |
| 0,4 đến 1,7 | cộng hóa trị phân cực | H–Cl (0,96), C–O (0,89), O–H (1,24) |
| 1,7 đến 2,0 | ranh giới: ion trong hầu hết sách giáo khoa, cộng hóa trị phân cực trong một số sách | H–F (1,78), B–F (1,94) |
| lớn hơn 2,0 | ion | Na–Cl (2,23), K–F (3,16) |
Trang này dùng quy ước phổ biến: dưới 0,4 không phân cực, 0,4 đến 1,7 cộng hóa trị phân cực, trên 1,7 ion, và đánh dấu 1,7 đến 2,0 là vùng ranh giới vì một số sách giáo khoa đặt ngưỡng ở 2,0. Liên kết giữa hai phi kim vẫn là cộng hóa trị dù ΔEN lớn (H–F). Nguyên tử có độ âm điện lớn hơn mang δ−, và mũi tên lưỡng cực hướng về phía nó (đuôi có gạch chéo đánh dấu đầu δ+).
Độ phân cực phân tử trong ba bước
- Vẽ công thức Lewis và xác định hình dạng bằng VSEPR.
- Vẽ mũi tên lưỡng cực cho mỗi liên kết phân cực, hướng về nguyên tử mang δ−.
- Cộng các mũi tên như vector. Hình dạng đối xứng (thẳng, tam giác phẳng, tứ diện, lưỡng tháp tam giác, bát diện, vuông phẳng) với các nguyên tử ngoài giống nhau sẽ triệt tiêu: không phân cực. Cặp electron tự do trên nguyên tử trung tâm hoặc các nguyên tử ngoài khác nhau thường để lại lưỡng cực tổng: phân cực.
Ví dụ có lời giải
Liên kết H–F
ΔEN = 3,98 − 2,20 = 1,78.
% ion = (1 − e^(−0,79)) × 100 = 54,7%.
Cộng hóa trị phân cực (ranh giới), F mang δ−
Nước, H₂O
AX₂E₂, gấp khúc (104,5°). Cả hai lưỡng cực O–H (ΔEN 1,24) hướng về O và một phần cùng chiều.
Phân cực, 1,85 D
BF₃
AX₃, tam giác phẳng. Ba lưỡng cực B–F bằng nhau lệch nhau 120° có tổng bằng không.
Không phân cực (liên kết phân cực, phân tử không phân cực)
NH₃ và NF₃
Cả hai đều có dạng chóp tam giác. Trong NH₃, cặp electron tự do và các lưỡng cực N–H cùng hướng (1,47 D); trong NF₃ chúng ngược hướng (0,24 D).
Cả hai đều phân cực
PCl₅ (kiểu đề NEET)
AX₅, lưỡng tháp tam giác: hai lưỡng cực trục triệt tiêu và ba lưỡng cực xích đạo triệt tiêu.
Không phân cực
CH₂Cl₂
Tứ diện, nhưng hai liên kết C–Cl (0,61) và hai liên kết C–H (0,35) hướng ngược nhau.
Phân cực, 1,60 D
Lỗi thường gặp
- Liên kết phân cực không phải lúc nào cũng tạo phân tử phân cực. CO₂, BF₃, CCl₄ và XeF₄ có liên kết phân cực nhưng không có lưỡng cực tổng.
- Đoán hình dạng chỉ từ công thức. SF₄ và XeF₄ trông giống nhau trên giấy, nhưng các cặp electron tự do cho dạng bập bênh và dạng vuông phẳng.
- Dùng hình vẽ phẳng cho phân tử 3D. CH₂Cl₂ vẽ thành chữ thập phẳng trông đối xứng, nhưng trong không gian 3D nó là tứ diện và phân cực.
- Vẽ mũi tên sai chiều. Trong hóa học, mũi tên lưỡng cực liên kết hướng về nguyên tử mang δ− (độ âm điện lớn hơn). Vật lý thường dùng quy ước ngược lại.
- Coi ngưỡng là chính xác. 0,4 và 1,7 chỉ là mốc tham khảo. Tính chất liên kết thay đổi liên tục theo ΔEN.
Tổng vector là một mô hình tính theo đơn vị ΔEN, dùng để quyết định các lưỡng cực liên kết có triệt tiêu hay không. Moment lưỡng cực thực (tính bằng debye) còn phụ thuộc độ dài liên kết và cặp electron tự do; giá trị đo được hiển thị khi đã biết.
Thể hiện lưỡng cực trong hình vẽ của bạn. Vẽ cấu trúc, thêm nhãn δ+ và δ− cùng mũi tên trong MolDraw, trình soạn thảo cấu trúc hóa học trực tuyến miễn phí, và xuất PNG hoặc SVG.
Mở trình soạn thảo MolDrawCâu hỏi thường gặp
Làm thế nào để biết liên kết phân cực hay không phân cực?
Lấy hiệu độ âm điện Pauling. Hiệu dưới 0,4 là cộng hóa trị không phân cực, 0,4 đến 1,7 là cộng hóa trị phân cực và trên 1,7 thường được gọi là ion. H–Cl: 3,16 − 2,20 = 0,96, nên liên kết là cộng hóa trị phân cực với Cl mang δ−.
Làm thế nào để tính phần trăm tính ion?
Công thức Pauling là % ion = (1 − e^(−ΔEN²/4)) × 100. Với H–Cl, ΔEN = 0,96, nên % ion = (1 − e^(−0,23)) × 100 = 20,6%. Với H–F, ΔEN = 1,78 cho khoảng 55%.
Làm thế nào để biết phân tử có phân cực không?
Xác định hình dạng bằng VSEPR, vẽ mũi tên lưỡng cực cho mỗi liên kết phân cực và cộng chúng như vector. Nếu chúng triệt tiêu (hình dạng đối xứng với các nguyên tử ngoài giống nhau và không có cặp electron tự do trên nguyên tử trung tâm), phân tử không phân cực. Nếu không, phân tử phân cực. Nước có dạng gấp khúc, nên các lưỡng cực O–H không triệt tiêu.
Vì sao CO2 không phân cực dù liên kết C=O phân cực?
CO2 có dạng thẳng. Hai lưỡng cực liên kết C=O bằng nhau và ngược chiều, nên chúng triệt tiêu và moment lưỡng cực tổng bằng 0.
Vì sao CCl4 không phân cực còn CHCl3 phân cực?
Trong CCl4 tứ diện, bốn lưỡng cực C–Cl giống nhau triệt tiêu. Trong CHCl3, một Cl được thay bằng H, nên các lưỡng cực không còn triệt tiêu. CHCl3 có moment lưỡng cực khoảng 1,04 D.
Vì sao XeF4 không phân cực còn SF4 phân cực?
XeF4 có dạng vuông phẳng: hai cặp electron tự do nằm đối diện nhau và bốn lưỡng cực Xe–F triệt tiêu. SF4 có dạng bập bênh do một cặp electron tự do, nên các lưỡng cực S–F không triệt tiêu.
cis- hay trans-1,2-dichloroethene phân cực?
Đồng phân cis phân cực (khoảng 1,9 D) vì cả hai lưỡng cực C–Cl hướng về cùng một phía. Đồng phân trans không phân cực (0 D) vì hai lưỡng cực C–Cl ngược chiều và triệt tiêu.
Công cụ hóa học liên quan
Đọc hướng dẫn đầy đủ: Giải thích độ phân cực liên kết và moment lưỡng cực.
Cập nhật lần cuối: