Giải bài tập trang 14 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1 - Cánh diều

Giải bài tập trang 14 Chuyên đề Hóa 10 - Cánh diều

Bài tập 1 trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Viết công thức Lewis của CF₄, C₂H₆, C₂H₄ và C₂H₂.

Trả lời:

- Công thức Lewis của CF₄

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử CF₄.

C có 4 electron hóa trị, F có 7 electron hóa trị. Trong phân tử CF₄ có 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử F. Vậy N₁ = 1.4 + 4.7 = 32 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 4.2 = 8 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 32 – 8 = 24 electron

Bước 3: Sử dụng 24 electron này để tạo octet cho F trước (vì F có độ âm điện cao hơn)

Bước 4: Nguyên tử C đã được octet. Vậy công thức Lewis của CF₄ là

- Công thức Lewis của C₂H₆

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử C₂H₆.

C có 4 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử C₂H₆ có 2 nguyên tử C và 6 nguyên tử H. Vậy N₁ = 2.4 + 6.1 = 14 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 7.2 = 14 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 14 – 14 = 0 electron

Bước 3: Nguyên tử C và H đều đã được octet. Vậy công thức Lewis của C₂H₆ là

- Công thức Lewis của C₂H₄

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử C₂H₄:

C có 4 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử C₂H₄, có 2 nguyên tử C và 4 nguyên tử H. Vậy N₁ = 2.4 + 4.1 = 12 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 5.2 = 10 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 12 – 10 = 2 electron

Bước 3: Sử dụng N₃ = 2 electron để tạo octet cho C trước

Bước 4: Đã sử dụng hết 2 electron để tạo octet cho C. Tuy nhiên C còn lại chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử C vừa được tạo octet tạo thành cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử C. Các nguyên tử H đã đủ octet. Vậy công thức Lewis của C₂H₄ là

- Công thức lewis của C₂H₂

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử C₂H₂:

C có 4 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử C₂H₂, có 2 nguyên tử C và 2 nguyên tử H. Vậy N₁ = 2.4 + 2.1 = 10 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 3.2 = 6 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 10 – 6 = 4 electron

Bước 3: Sử dụng N₃ = 4 electron để tạo octet cho một C trước

Bước 4: Đã sử dụng hết 4 electron để tạo octet cho một C. Tuy nhiên C còn lại chưa đủ octet nên ta chuyển 2 cặp electron của nguyên tử C vừa được tạo octet tạo thành cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử C. Các nguyên tử H đã được octet.

Vậy công thức Lewis của C₂H₂ là

Bài tập 2 trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Viết công thức Lewis của H₂O. Dự đoán dạng hình học phân tử và dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm.

Trả lời:

- Công thức Lewis của H₂O

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử H₂O:

O có 6 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử H₂O, có 2 nguyên tử H và 1 nguyên tử O. Vậy N₁ = 2.1 + 1.6 = 8 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 2.2 = 4 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 8 – 4 = 4 electron

Bước 3: Sử dụng N₃ = 4 electron để tạo octet cho O. Các nguyên tử H đã được octet.

Công thức Lewis của H₂O là

- Dự đoán hình dạng phân tử và dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm O

Xung quanh nguyên tử trung tâm O có 4 đám mây E (hai cặp electron chưa liên kết và hai cặp electron chung), do lực đẩy giữa các đám mây nên 4 đám mây E này phải có vị trí xa nhau nhất ⇒ 4 đám mây hướng về 4 đỉnh của một hình tứ diện đều.

⇒ Dự đoán phân tử nước có cấu tạo góc (góc liên kết 109,5^o); nguyên tử trung tâm O ở dạng lai hóa sp³:

1 AO 2s tổ hợp với 3 AO 2p tạo 4 AO lai hóa sp³

2 AO lai hóa sp³ chứa electron độc thân của nguyên tử O xen phủ với 2 AO s của nguyên tử H tạo thành 2 liên kết σ.

Chú ý:

Do cặp electron chưa liên kết chiếm khoảng không gian lớn hơn so với các cặp electron liên kết, tương tác đẩy giữa các cặp electron chưa liên kết lớn hơn tương tác đẩy giữa các cặp electron liên kết, nên góc liên kết $\widehat{HOH}$ thực tế bằng 104,5^o, nhỏ hơn góc hóa trị theo lí thuyết (109,5^o).

Bài tập 3 trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Dựa theo công thức Lewis của CHCl₃ xác định được dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm C trong phân tử này là

A. sp           B. sp²           C. sp³

Trả lời:

Đáp án đúng là: C

Công thức Lewis của CHCl₃ là

Nguyên tử trung tâm C có 4 liên kết đơn xung quanh tương ứng với 4 đám mây electron. Công thức VSEPR của CHCl₃ là AE₄

Do 4 đám mây hướng tới 4 đỉnh của một tứ diện nên dạng hình học không gian của CHCl₃ có dạng tứ diện

⇒ Trạng thái lai hóa của nguyên tử C trong phân tử CHCl₃ là sp³.

Bài tập 4* trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Xác định công thức Lewis của nitric acid (HNO₃). Cho biết nguyên tử H liên kết với O mà không phải với N.

Trả lời:

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị (N₁) của phân tử HNO₃:

N có 5 electron hóa trị, O có 6 electron hóa trị, H có 1 electron hóa trị. Trong phân tử HNO₃, có 1 nguyên tử H, 3 nguyên tử O và 1 nguyên tử N

⇒ Tổng số electron hóa trị N₁ = 1.1 + 3.6 + 1.5 = 24 electron

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

Số electron hóa trị đã dùng để xây dựng khung là N₂ = 4.2 = 8 electron

Số electron hóa trị còn lại là N₃ = N₁ – N₂ = 24 – 8 = 16 electron

Bước 3: Sử dụng N₃ = 16 electron để tạo octet cho O trước

Bước 4: Đã sử dụng hết 16 electron để tạo octet cho O. Tuy nhiên N chưa đủ octet nên ta chuyển 1 cặp electron của nguyên tử O (không liên kết với H) tạo thành cặp electron dùng chung cho hai nguyên tử O và N

Bài tập 5* trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Viết công thức Lewis và xác định dạng hình học của CS₂. Xác định dạng lai hóa của nguyên tử trung tâm C trong phân tử này.

Trả lời:

Công thức Lewis của CS₂

Xung quanh nguyên tử C có hai đám mây electron hóa trị, do lực đẩy giữa 2 đám mây electron nên 2 đám mây này phải xa nhau nhất → CS₂ có dạng đường thẳng theo mô hình VSEPR.

Bài tập 6* trang 14 Chuyên đề Hóa 10: Viết công thức Lewis của PCl₅ và SF₆

Trả lời:

Công thức Lewis của PCl₅:

Công thức Lewis của SF₆:

Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Hóa lớp 10 Cánh diều với cuộc sống hay, chi tiết khác:

Giải bài tập trang 6 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 8 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 9 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 10 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 11 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 12 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1

Giải bài tập trang 13 Chuyên đề Hóa 10 Bài 1