Công thức Lewis của NH3 theo chương trình mới

Công thức Lewis của NH3 theo chương trình mới

1. Cách viết công thức Lewis

a) Cách 1: Viết công thức Lewis dựa vào công thức electron

Từ công thức electron, thay 1 cặp electron dùng chung bằng 1 gạch nối giữa hai nguyên tử ta được công thức Lewis

Từ công thức electron của NH₃ ta thấy mỗi nguyên tử H liên kết với nguyên tử N bằng 1 cặp electron, ta thay mỗi cặp electron này bằng một gạch nối “–”. Ta được công thức Lewis của NH₃ là:

b) Cách 2: Thực hiện lần lượt theo các bước sau

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị trong phân tử

Nitrogen (N) có 5 electron hóa trị, hydrogen có 1 electron hóa trị. Trong phân tử NH₃ có 1 nguyên tử N và 3 nguyên tử H.

Vậy tổng số electron hóa trị = 5 + 3.1 = 8 electron

Bước 2: Vẽ khung phân tử tạp bởi liên kết đơn giữa các nguyên tử

Trong phân tử NH₃, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, mỗi nguyên tử H cần 1 electron để đạt octet. Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh:

Bước 3: Tính số electron hóa trị chưa tham gia liên kết bằng cách lấy tổng số electron trừ số electron tham gia tạo liên kết.

Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là: 8 – 2.3 = 2 electron.

Hoàn thiện octet cho các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn trong sơ đồ.

Từ công thức (1), nguyên tử H đã đủ octet, hoàn thiện octet cho N. Xung quanh nguyên tử N mới có 6 electron, ta bổ sung 2 electron vào nguyên tử N. Ta được công thức (2) chính là công thức Lewis của NH₃:

(2)

- Nhận xét:

+ ∆χ(N – H) = |3,04 – 2,2| = 0,84 ⇒ Liên kết N – H trong phân tử NH₃ thuộc loại liên kết cộng hóa trị phân cực. Liên kết N – H phân cực về phía nguyên tử N.

+ Liên kết N – H được hình thành do sự xen phủ orbital s – p

+ Phân tử NH₃ có dạng tháp tam giác

 

2. Công thức electron của NH₃

- Sự tạo thành phân tử NH₃: Nguyên tử hydrogen (H) có cấu hình electron là 1s¹, nguyên tử nitrogen (N) có cấu hình electron là 1s²2s²2p³. Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất, nguyên tử N cần thêm 3 electron, mỗi nguyên tử H cần thêm 1 electron. Khi hình thành phân tử NH₃, mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron với nguyên tử N tạo thành 1 cặp electron dùng chung, ba nguyên tử H sẽ tạo thành 3 cặp electron với nguyên tử N.

- Công thức electron của NH₃ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử NH₃ có 3 cặp electron dùng chung. Cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử N.

+ Trong phân tử NH₃, nguyên tử N còn 1 cặp electron tự do, nguyên tử H không còn electron tự do.

3. Cách viết công thức cấu tạo

Từ công thức Lewis, ta loại bỏ đi các electron tự do (electron không tham gia liên kết) thu được công thức cấu tạo.

- Công thức cấu tạo của NH₃ là:

- Nhận xét: Trong phân tử NH₃ có 3 liên kết đơn N – H.

4. Bài tập mở rộng về NH3

Câu 1. Liên kết trong phân tử nào dưới đây không được hình thành do sự xen phủ giữa các orbital cùng loại (ví dụ cùng là orbital s, hoặc cùng là orbital p)?

A. Cl₂.

B. H₂.

C. NH₃.

D. Br₂.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Hydrogen (H) có cấu hình electron là 1s¹

Nitrogen (N) có cấu hình electron là 1s²2s²2p³

Liên kết trong phân tử NH₃ được hình thành do AO s (của H) xen phủ với AO p (của N).

Câu 2. Cho biết nguyên tử nitrogen (N) có 5 electron hóa trị. Số cặp electron dùng chung trong phân tử NH₃ là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Nguyên tử nitrogen (N) có 5 electron hóa trị. Để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm gần nhất, nguyên tử N cần thêm 3 electron, mỗi nguyên tử H cần thêm 1 electron. Khi hình thành phân tử NH₃, mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron với nguyên tử N tạo thành 1 cặp electron dùng chung, ba nguyên tử H sẽ tạo thành 3 cặp electron với nguyên tử N.

Công thức electron của NH₃ là:

Vậy trong phân tử NH₃ có 3 cặp electron dùng chung giữa N và H.

Câu 3. Trình bày các bước để viết công thức Lewis của phân tử NH₃.

Hướng dẫn giải

Bước 1. Tổng số electron hóa trị = 1.5 + 3.1 = 8 electron

Bước 2. Trong phân tử NH₃, nguyên tử N cần 3 electron để đạt octet, nguyên tử H cần 1 electron hóa trị để đạt octet. Vì vậy, N là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử H được xếp xung quanh:

 

Bước 3. Nguyên tử H đã đạt octet.

Bước 4. Số electron hóa trị còn lại là: 8 – 2.3 = 2

⇒ Chuyển 2 electron còn lại vào nguyên tử N để đạt octet, thu được công thức Lewis của phân tử NH₃.