Luyện tập Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals

Ethanol tan vô hạn trong nước do nước và ethanol có thể tạo liên kết hydrogen với nhau.

Liên kết hydrogen ảnh hưởng tới tính chất của nước như: đặc điểm tập hợp, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi.

Quy tắc octet không được sử dụng khi xem xét sự hình thành của:

(3) Liên kết hydrogen.

(4) Tương tác van der Waals.

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) với một nguyên tử khác (có độ âm điện lớn) còn cặp electron riêng.

Tương tác van der Waals là một loại liên kết rất yếu, hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các cực trái dấu của phân tử.

Phát biểu đúng: (a), (c).

Phát biểu (b) không đúng, vì: Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi càng cao.

Phát biểu (d) không đúng, vì: Tương tác Van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi các chất, nhưng ở mức độ ảnh hưởng yếu hơn so với liên kết hydrogen.

Mức độ ảnh hưởng của tương tác van der Waals yếu hơn so với liên kết hydrogen

Liên kết hydrogen giữa nguyên tử H (liên kết với nguyên tử O có độ âm điện lớn) với nguyên tử O còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết).

Vậy chọn đáp án H₂O.

NH₃ có độ tan trong nước lớn hơn PH₃ là đúng vì NH₃ có thể tạo liên kết hydrogen với nước còn PH₃ thì không. Do đó NH₃ tan tốt trong nước.

Giữa các phân tử H₂O, HF, C₂H₅OH có liên kết hydrogen

Hợp chất không tạo được liên kết hydrogen liên phân tử là H₂S.

Liên kết hydrogen làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của nước.

Do ảnh hưởng của liên kết hydrogen nên nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của H₂O cao hơn nhiều so với H₂­S và CH₄.

Giữa H₂O và C₂H₅OH có thể tạo ra 4 kiểu liên kết hydrogen

H₂O và H₂O

H₂O và C₂H₅OH

C₂H₅OH và C₂H₅OH

C₂H₅OH và H₂O.

Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của chất phụ thuộc chính vào hai yếu tố: khối lượng phân tử và liên kết giữa các phân tử.

Trong dãy halogen, tương tác van der Waals tăng theo sự tăng của số electron (và proton) trong phân tử, làm tăng nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi của các chất.

Điều kiện cần và đủ để tạo thành liên kết hydrogen:

Nguyên tử hydrogen liên kết với các nguyên tử có độ âm điện lớn như F, O, N,...

Nguyên tử F, O, N,... liên kết với hydrogen phải có ít nhất một cặp electron hóa trị chưa liên kết

Giữa các phân tử C₂H₅OH tồn tại liên kết hydrogen giữa nguyên tử H (liên kết với O có độ âm điện lớn) và nguyên tử O còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.

H₂O có liên kết hydrogen liên phân tử còn H₂S không có liên kết này nên H₂O có nhiệt độ sôi cao hơn H₂S.

Liên kết hydrogen mạnh mẽ hơn rất nhiều so với tương tác Van der Waals

Giữa các phân tử hydrogen fluoride (HF) có liên kết hydrogen, còn HI thì không

Để phá vỡ được liên kết hydrogen liên phân tử HF cần cung cấp năng lượng để phá vỡ liên kết và động năng để phân tử chuyển động nhiều hơn so với phân tử HI.

Do đó nhiệt độ sôi của HF cao hơn HI cũng như HI có nhiệt độ sôi thấp hơn HF.

CH₃OH là chất lỏng ở điều kiện thường do giữa các phân tử CH₃OH có thể hình thành liên kết hydrogen.

Tương tác van der Waals làm tăng nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất nhưng ở mức độ ảnh hưởng yếu hơn so với liên kết hydrogen. Khi khối lượng phân tử tăng, kích thước phân tử tăng kéo theo tương tác van der Waals tăng