Lý thuyết Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der waals - Hóa Học 10 Chân trời sáng tạo

Liên kết hydrogen và tương tác van der waals I. Liên kết hydrogen 1. Tìm hiểu về liên kết hydrogen - Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, đượ

Lý thuyết Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der waals - Hóa Học 10 Chân trời sáng tạo.

Liên kết hydrogen và tương tác van der waals

Hóa Học 10 Liên kết hydrogen và tương tác van der waals

I. Liên kết hydrogen

1. Tìm hiểu về liên kết hydrogen

- Liên kết hydrogen là một loại liên kết yếu, được hình thành giữa nguyên tử H (đã liên kết với một nguyên tử có độ âm điện lớn, thường là F, O, N) với một nguyên tử khác có độ âm điện lớn (thường là F, O, N) còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.

- Liên kết hydrogen thường được biểu diễn bằng dấu ba chấm (…).

- Ví dụ:

+ Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước:

+ Liên kết hydrogen giữa các phân tử ammonia:

2. Vai trò, ảnh hưởng của liên kết hydrogen tới tính chất vật lý của nước

- Nước là một hợp chất có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với hợp chất có cùng cấu trúc phân tử nhưng không tạo được liên kết hydrogen giữa các phân tử với nhau.

Liên kết hydrogen giữa các phân tử nước:

- Ngoài ra, nước còn là một dung môi tốt, không chỉ hòa tan được nhiều hợp chất ion mà còn hòa tan được nhiều hợp chất có liên kết cộng hóa trị phân cực. Đặc biệt các hợp chất có thể tạo liên kết hydrogen với nước thường tan tốt trong nước.

Ví dụ: Alcohol tan tốt trong nước do tạo được liên kết hydrogen với nước

- Nước ở trạng thái rắn có thể tích lớn hơn khi ở trạng thái lỏng. Đó là do nước đá có cấu trúc tinh thể phân tử với 4 phân tử H2O phân bố ở 4 đỉnh của hình tứ diện đều, bên trong là cấu trúc rỗng. Điều này giải thích tại sao nước đá nổi lên trên nước lỏng.

II. Tương tác van der Waals

1. Giới thiệu về tương tác van der Waals

- Trong phân tử, các electron không ngừng chuyển động. Khi các electron di chuyển, tập trung về một phía bất kì của phân tử sẽ hình thành nên các lưỡng cực tạm thời.

- Các phân tử có lưỡng cực tạm thời cũng có thể làm các phân tử lân cận xuất hiện các lưỡng cực cảm ứng. Do đó, các phân tử có thể tập hợp tạo thành một mạng lưới với các tương tác lưỡng cực cảm ứng, được gọi là tương tác van der Waals.

Kết luận: Tương tác van der Waals là lực tương tác yếu giữa các phân tử, được hình thành do sự xuất hiện của các lưỡng cực tạm thời và lưỡng cực cảm ứng.

2. Ảnh hưởng của tương tác van der Waals đến nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi các chất.

- Tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất. Khi khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng thì tương tác van der Waals tăng.

Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals hóa học 10 tuy chỉ là những lực tương tác yếu, nhưng lại đóng vai trò cực kỳ to lớn trong việc quyết định tính chất vật lý, trạng thái tồn tại, độ tan, điểm sôi – từ đó ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của hàng loạt hợp chất trong tự nhiên và công nghệ.

Đối với học sinh THPT, việc nắm vững bài học này giúp:

Hiểu sâu bản chất các hiện tượng hóa học và sinh học, như tại sao nước bay hơi chậm, ADN có thể tự nhân đôi, hay vì sao phân tử không phân cực vẫn hút nhau.
Phân tích chính xác các câu hỏi phân hóa trong đề thi THPT Quốc gia (liên quan đến liên kết, điểm sôi, lực hút giữa phân tử,...).
Tạo nền tảng vững chắc để học tốt Hóa học lớp 11 (Liên kết phân tử hữu cơ), lớp 12 (Tương tác phân tử trong sinh học, dược học), và cả các môn khoa học khác như Sinh học – Vật lý – Khoa học vật liệu.