Bài giảng Hóa vô cơ đại cương - Trạng thái tập hợp các chất

Chương 4 TRẠNG THÁI TẬP HỢP CÁC CHẤT Một chất có thể tồn tại ở trạng thái khí, lỏng hay rắn, ở một điều kiện nào đó, là tùy ở tương quan giữa hai yếu tố: a/ Chuyển động của các tiểu phân làm cho chúng phân bố hỗn độn và có khuynh hướng chiếm toàn bộ thể tích không gian của bình đựng. Yếu tố này được đánh giá bằng động năng chuyển động của hạt. b/ Lực tương tác giữa các tiểu phân liên kết các tiểu phân thành những tập hợp chặt chẽ có cấu trúc xác định. Yếu tố này được đánh giá bằng thế năng tương tác giữa các tiểu phân. 1. Ba trạng thái tồn tại của vật chất * Ở trạng thái tinh thể: Các tiểu phân được sắp xếp thành những cấu trúc xác định vì thế năng tương tác giữa các tiểu phân lớn hơn động năng chuyển động nhiệt của chúng nên mỗi tiểu phân hầu như không còn khả năng chuyển động tịnh tiến mà chỉ dao động quanh vị trí cân bằng. * Ở trạng thái khí: Các phân tử khí chuyển động gần như tự do, chiếm toàn bộ thể tích bình đựng, chúng va chạm đàn hồi với nhau và với thành bình đựng vì: * Ở trạng thái lỏng: Chất lỏng có thể tích xác định nhưng không có hình dạng xác định vì sự khác biệt giữa động năng chuyển động nhiệt của phân tử và thế năng tương tác giữa chúng không lớn, do đó phân tử chất lỏng vẫn có các chuyển động quay, dao động và tịnh tiến, nhưng không thể thoát khỏi vùng tác dụng của lưc Van der Waals ( cỡ 10A) QUÁ TRÌNH CHUYỂN TRẠNG THÁI 2. Trạng thái khí a/ Tính chất - Các phân tử (hay nguyên tử, trong trường hợp khí hiếm) ở cách xa nhau, khoảng cách đó vượt xa kích thước của phân tử. Những phân tử khí chỉ chiếm vào quãng một phần nghìn thể tích của khí ở áp suất thường. VD : 1 gam iot rắn có thể tích chừng 0,2cm3 trong khi 1 gam hơi iot ở áp suất 1atm và nhiệt độ 1840 chiếm thể tích 143cm3, nghĩa là lớn gấp 700 lần. b/ Áp suất khí Vì luôn luôn chuyển động, những phân tử khí va chạm với nhau và va chạm vào thành của bình đựng. Sự va chạm vào thành bình đó xảy ra thường xuyên nên luôn luôn tạo ra một áp lực lên thành bình. Áp lực đó, khi tính trên một đơn vị bề mặt được gọi là áp suất của khí. c/ Khí lý tưởng Ở áp suất thấp và nhiệt độ cao, các phân tử khí chuyển động rất hỗn loạn và ở rất xa nhau nên các khí khác nhau có tính chất khá gần nhau. Ở áp suất gần số không ( Chân không), kích thước của các phân tử so với thể tích chung của khí và tương tác giữa các phân tử đều bé đến mức có thể bỏ qua được. Khí như vậy gọi là khí lý tưởng. Khí đó tuân theo phương trình PV = nRT. Đó là phương trình trạng thái khí lý tưởng. d/ Khí thực Nhưng ở áp suất cao và nhiệt độ thấp, các phân tử khí ở gần nhau hơn, lực Van de Van đã mạnh hơn và không thể bỏ qua được. Trong những điều kiện đó, đặc tính của khí thể hiện rõ rệt hơn. Khí như vậy gọi là khí thực. Đối với khí thực, phương trình trạng thái trên đây không thể áp dụng được mà phải dùng phương trình Van de Van hay còn gọi là phương trình trạng thái khí thực: Đối với khí thực, phương trình trạng thái trên đây không thể áp dụng được mà phải dùng phương trình Van de Van hay còn gọi là phương trình trạng thái khí thực :   nRTnbV V an P        2 2 2V a Trong đó là đại lượng phản ánh tương tác giữa các tiểu phân b phản ánh thể tích riêng của các phân tử ( a và b được gọi là những hằng số Van de Van) 3. Trạng thái lỏng a/ Nguyên nhân hình thành Khi làm nguội các chất trạng thái khí, hay nén các chất khí thật mạnh, lực tương tác giữa các phân tử bắt đầu trội hơn năng lượng chuyển động của chúng, và ở nhiệt độ xác định (riêng cho từng chất), chất khí chuyển qua trạng thái lỏng. b/ Tính chất - Trong chất lỏng, khoảng cách trung bình giữa các phân tử nhỏ hơn so với chất khí, nhưng vẫn còn lớn hơn chất rắn khoảng 3%. - Lực tương tác giữa các tiểu phân chất lỏng đã lớn đáng kể, tuy nhiên chỉ mới đủ để ngăn cản sự chuyển động hỗn loạn chứ chưa đủ để làm ngừng hẳn sự chuyển động của chúng đối với nhau. ⇒ Do vậy chất lỏng giống chất khí ở chỗ không có hình dạng nhất định, nhưng lại giống chất rắn là có thể tích nhất định và nhất là có cấu trúc xác định. - Chất lỏng còn có 2 tính chất quan trọng : Tính nhớt - Thời gian dời chỗ chất lỏng và công tiêu thụ để vận chuyển chất lỏng theo đường ống phụ thuộc vào độ nhớt chất lỏng. Tính nhớt là tính chất các lớp chất lỏng cản lại chuyển động của chúng đối với nhau. F là lực cần thiết để làm chuyển dịch lớp chất lỏng này so với lớp chất lỏng kia thì : l SF      Trong đó : S - là diện tích tiếp xúc của hai lớp chất lỏng; v- là hiệu số tốc độ hai lớp l - là khoảng cách hai lớp. -Hệ số tỉ lệ được gọi là độ nhớt; Độ nhớt có đơn vị là poazơ ký hiệu là P; 1 P = 100 centi poazo (CPs)  Ở 200C độ nhớt các chất lỏng:  Benzen, nước và etanol, độ nhớt lần lượt là 0,0065 ; 0,0010 và 0,0012 poazơ. Hay lần lượt là 0,65 CPs; 0,1 CPs và 0,12 CPs.  Glixerin có độ nhớt cao hơn nhiều 14,99 poazơ(P).  Khi tăng nhiệt độ, độ nhớt các chất lỏng đều giảm. Sức căng bề mặt - Sức căng bề mặt là một tính chất đặc biệt của chất lỏng gây nên bởi sự hút lẫn nhau của các hạt và xuất hiện trên bề mặt phân chia giữa hai pha (lỏng-lỏng, lỏng – khí, lỏng - rắn) : + Những phân tử nằm bên trong chất lỏng, ở trong những điều kiện khác với những phân tử nằm trên bề mặt phân chia. Bên trong chất lỏng, những lực tương tác giữa một phân tử với những phân tử bao quanh đều bằng nhau và bù trừ nhau, nghĩa là hợp lực bằng số không + Ở bề mặt phân chia, hợp lực của những lực tương tác đó hướng xuống dưới. ⇒ Những phân tử ở trên bề mặt phân chia có xu hướng bị kéo vào phía bên trong của chất lỏng và liên tục ở vào trạng thái của một sức căng. Đó là sức căng bề mặt. - Vậy diện tích bề mặt càng lớn thì sức căng bề mặt sẽ càng lớn nên các chất lỏng có xu hướng giảm sức căng bề mặt bằng cách giảm diện tích của bề mặt của chúng. Với cùng một thể tích như nhau, khối hình cầu có diện tích bé nhất của bề mặt cho nên chất lỏng dễ dàng tạo ra giọt hình cầu và những giọt nhỏ lại dễ dàng dính với nhau tạo thành lớn hơn. P = 0 P ≠ 0 Khí Lỏng 4. Trạng thái rắn 4.1. Tinh thể và vô định hình Khi chuyển qua trạng thái rắn, khoảng cách giữa các phân tử trở nên nhỏ hơn, lực tương tác giữa chúng mạnh hơn nên chất rắn có thể tích và hình dạng không đổi. Chất rắn được đặc trưng bởi hai trạng thái : vô định hình và tinh thể, trong đó đa số chất rắn có cấu tạo tinh thể. 4.6.1. Chất tinh thể và chất vô định hình Chất tinh thể Chất vô định hình - Có khả năng tự kết tinh thành các tinh thể có - Là hạt có nhiều mặt lóng lánh, nhiều cạnh và nhiều chóp. Ở chỗ đập vỡ của một tinh thể, nhìn thấy rõ những tinh thể nhỏ hơn sắp xếp dưới các góc khác nhau - Bên trong tinh thể, các nguyên tử, phân tử, ion được sắp xếp - Chất tinh thể biến đổi trạng thái một cách đột ngột từ rắn sang lỏng (hay ngược lại) ở một nhiệt độ nhất định, đó là nhiệt độ nóng chảy (ví dụ đường saccaroz 1860, nhôm 6600) - Chất tinh thể còn biểu lộ tính chất vật lý ( như độ bền cơ học, sự khúc xạ ánh sáng, tính dẫn điện, dẫn nhiệt) không giống nhau theo những hướng khác nhau của tinh thể ( tính bất đẳng hướng hay tính dị hướng) - Bền hơn dạng vô định hình - Chúng tự kết tinh thành tinh thể có - Ở c ỗ vỡ của chất này rất nhẵn, không phẳng và hơi khom khom - Trong chất vô định hình các phân tử sắp xếp - Không có nhiệt độ nóng chảy nhất định, khi bị đốt nóng chúng mềm dần đến trạng thái chảy, sau đó biến đổi hoàn toàn thành lỏng. VD : Thủy tinh loại thường, ở 5000C bắt đầu mềm và chảy lỏng ở 10000C - Chất vô định hình có tính đẳng hướng, nghĩa là những tính chất vật lý như điện trở, chỉ số khúc xạ, độ dẫn nhiệt đều giống nhau trong mọi hướng Dạng tinh thể và dạng vô định hình phần lớn là những trạng thái khác nhau của cùng một chất. Tùy thuộc vào điều kiện chuyển từ các trạng thái khác sang trạng thái rắn, một chất có thể ở dạng tinh thể hay dạng vô định hình. VD : Trong những điều kiện thích hợp, người ta có thể chế được dạng tinh thể của những chất vô định hình điển hình như : cao su, thủy tinh. 4.2. Các hệ tinh thể Hình dạng tinh thể được nghiên cứu trong ngành khoa học gọi là tinh thể học. a/ Một vài khái niệm Tâm đối xứng: là điểm chia đôi tất cả những đoạn thẳng nối từ mặt này sang mặt khác của hình và đi qua nó. Mặt phẳng đối xứng: chia hình ra làm hai phần , phần này là ảnh của phần kia ở trong gương. Trục đối xứng: là đường khi quay hình xung quanh nó 3600, hình trùng với hình n lần. Số n gọi là bậc của trục. VD: n = 2 có trục đối xứng bậc hai, n = 3 có trục đối xứng bậc ba.. b/ Các hệ tinh thể  Các cạnh a0, b0, c0, các góc: γ, β, α được gọi là hằng số mạng.  Có 7 hệ tinh thể: Hệ tam tà, hệ đơn tà, hệ trực thoi, hệ tam phương, hệ tứ phương, hệ lục phương, hệ lập phương.  Căn cứ vào yếu tố đối xứng ( tâm, mặt phẳng, trục đối xứng) người ta phân các tinh thể thành 7 hệ . Tế bào sơ đẳng và hệ trục tọa độ qui ước Căn cứ vào yếu tố đối xứng (tâm, mặt phẳng, trục đối xứng) người ta phân các tinh thể thành 7 hệ sau: Tên gọi khác Tam tà (3 nghiêng); Đơn tà (1 nghiêng); Tứ giác (4 phương); Trực giao (Thoi); Trực thoi (3 phương); Lập phương (lập phương); Lục giác(6 phương) Tâm đáy Tâm khối Tâm mặt Tâm khối Tâm mặt 4. 3. Hiện tượng đồng hình và đa hình Hiện tượng đồng hình : là hiện tượng nhiều chất khác nhau có thể kết tinh cùng hệ tinh thể. VD : CaCO3, MgCO3, FeCO3 kết tinh trong hệ tam phương. Các chất đồng hình thường có công thức phân tử tương tự nhau. Tuy nhiên không phải tất cả những chất cùng công thức phân tử đều đồng hình nhau. VD : BaCO3 có cùng công thức như CaCO3 song lại kết tinh trong hệ trục thoi. Các chất đồng hình của nhau có tính chất đặc biệt là khi cùng kết tinh chúng có thể tạo nên những tinh thể hỗn tạp (còn gọi là dung dịch rắn), trong đó các tiểu phân cấu trúc này có thể thay thế hoàn toàn hoặc một phần tiểu phân cấu trúc kia. VD : KCl và KBr có thể tạo thành những tinh thể hỗn tạp theo tỉ lệ bất kì, trong mạng tinh thể của những chất này các ion Cl- và Br- có thể thay thế nhau không hạn chế. Hiện tượng đa hình : Tùy thuộc điều kiện, cùng một chất có thể tạo nên những tinh thể thuộc hệ khác nhau * Chú ý : VD : Cacbon có thể tồn tại dưới dạng kim cương (hệ lập phương) cứng không dẫn điện, than chì (hệ lục phương) mềm, dẫn điện ⇒ Cần phân biệt hiện tượng đa hình với hiện tượng thù hình. Hiện tượng đa hình liên quan với sự khác nhau về kiến trúc tinh thể của đơn chất cũng như hợp chất. Còn hiện tượng thù hình liên quan với sự khác nhau về cấu tạo hay kiến trúc tinh thể của đơn chất. 4. 4. Các kiểu mạng tinh thể Dựa vào bản chất các tiểu phân ở nút mạng và lực liên kết giữa chúng, người ta phân các mạng tinh thể thành 4 kiểu chính : + Mạng nguyên tử Nằm tại các mắt của mạng lưới là các nguyên tử trung hòa liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Trong kiến trúc của tinh thể người ta không thể tách riêng ra từng phân tử và toàn bộ tinh thể có thể coi là một phân tử khổng lồ. Vì liên kết rất bền nên những chất có mạng lưới nguyên tử đều cứng khó nóng chảy, khó bay hơi và thực tế không tan trong dung môi. VD : Điển hình là kim cương, tại các mắt mạng của mạng lưới tinh thể kim cương là những nguyên tử C, chúng đều ở trạng thái lai hóa sp3. Mỗi nguyên tử C đó liên kết cộng hóa trị với bốn nguyên tử C ở chung quanh bằng các orbitan lai hóa sp3 tạo thành hình tứ diện đều. + Mạng lưới phân tử Tại các mắt mạng của mạng lưới là các phân tử ( hoặc nguyên tử khí hiếm) liên kết với nhau bằng lực Van de Van. Lực này yếu hơn nhiều so với liên kết hóa học nên các tinh thể có mạng lưới phân tử đều dễ nóng chảy, rất dễ bay hơi. VD : Mạng lưới phân tử đơn giản hơn hết là mạng lưới của tinh thể khí hiếm, tại các mắt mạng lưới là những nguyên tử khí hiếm. Trừ Heli, tất cả các khí hiếm đều kết tính dưới dạng mạng lưới lập phương tâm diện, Heli kết tinh dưới dạng lục phương. Tinh thể iot cũng có mạng lưới lập phương tâm diện biến dạng. Liên kết giữa hai nguyên tử iot trong phân tử I2 là liên kết cộng hóa trị. Còn liên kết giữa các phân tử là lực Van de Van. + Mạng lưới ion •Nằm tại các mắt của mạng lưới là những ion dương và ion âm liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện cũng như trong trường hợp của mạng lưới nguyên tử, từ tinh thể không thể tách riêng ra từng phân tử một mà toàn bộ tinh thể được gọi là một phân tử khổng lồ. •Liên kết ion là liên kết bền nên những hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi khá cao. Chúng cũng có độ cứng khá lớn nhưng thua các hợp chất có mạng lưới nguyên tử. Ở trạng thái rắn, các hợp chất ion dẫn điện kém nhưng ở trạng thái nóng chảy chúng dẫn điện nhiều hơn. Một số lớn hợp chất ion dễ tan và điện li mạnh ở trong nước. + Mạng kim loại Các kim loại có mạng lưới tinh thể kiểu kim loại. Tại các mắt của mạng lưới là những hạt nhân của nguyên tử kim loại. Những hạt nhân này ở cách nhau những khoảng cách mà nguyên tử của chúng tiếp xúc với nhau, được gọi là cách gọi ghém sít sao nhất của các nguyên tử kim loại. Hai cách gói ghém sít sao nhất của các nguyên tử kim loại là cách gói ghém lập phương và cách gói ghém lục phương. Tính chất vật lý đặc trưng của kim loại là có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt và có tính dẻo (khả năng kéo dài, dát mỏng). Để giải thích những tính chất này, người ta sử dụng một số thuyết sau : * Thuyết “Khí electron” Thuyết này cho rằng mạng lưới kim loại gồm có các ion dương kim loại và các electron hóa trị chuyển động tự do trong toàn mạng lưới. Những electron này ở trong tinh thể kim loại có thể được coi như những phân tử khí ở trong một thể tích nào đó. * Thuyết “Vùng năng lượng” Để giải thích được khả năng di chuyển tự do của electron trong toàn bộ mạng lưới tinh thể kim loại trong khi việc bứt electron khỏi một nguyên tử kim loại ở trạng thái khí cần tiêu tốn một công khá lớn. Phương pháp MO cắt nghĩa như sau: Ví dụ Liti (Li): Mỗi nguyên tử Li có 1e hóa trị, khi hai nguyên tử Li tương tác với nhau, MO liên kết 2s đã được điền đầy với hai electron hóa trị, ngoài ra ta còn một MO phản liên kết với một số orbitan trống khác cách không xa ở phía trên orbitan đã được điền đầy. Tổng quát có N nguyên tử tương tác, mỗi trạng thái năng lượng nguyên tử sẽ hình thành N trạng thái năng lượng nguyên tử sẽ hình thành N trang thái năng lượng phân tử. Vì số N rất lớn (trong 1cm3 tinh thể kim loại có N = 1022 -1023 nguyên tử) nên N trạng thái năng lượng này phải rất gần nhau và chúng tạo thành miền năng lượng. Trong mỗi miền năng lượng như vậy, các trạng thái năng lượng chỉ chênh lệch nhau có 10-22eV. Như thế thực tế miền năng lượng có thể xem là giải năng lượng liên tục. N nguyên tử Li có N electron hóa trị từ đó miền hóa trị s của tinh thể Li mới điền đầy một nửa. Một nửa miền (tức là nửa số trạng thái năng lượng) còn lại tự do. Dưới tác dụng của điện trường các electron từ miền hóa trị dễ dàng chuyển sang vùng tự do (miền dẫn) tạo thành dòng electron có hướng. 4.5. Liên kết hóa học trong tinh thể ion a. Khái quát mô hình ion và sự hình thành tinh thể ion * Mô hình ion được hình thành trên cơ sở - Tinh thể của các chất mà ở nút mạng của chúng được hình thành bởi những cation và anion hình cầu với một bán kính xác định. - Lực tương tác giữa các ion trên nút mạng là lực hút tĩnh điện không định hướng. * Sự hình thành tinh thể ion Trong những tinh thể ion, các nguyên tử biến thành các ion dương hay âm xen lẫn nhau, và sự cố kết này có được là do sự hút tĩnh điện gây nên. Khi đó các nút lưới là do các ion dương hoặc âm lần lượt chiếm giữ, các ion này liên kết với nhau bằng liên kết ion. Vì liên kết ion là loại liên kết bền không định hướng, không bảo hoà, nên mạng lưới ion có đặc điểm: + Có độ bền cao, độ cứng cao. + Tuân theo nguyên lý sắp xếp đặc khít nhất. + Tính dẫn điện, dẫn nhiệt kém. Ví dụ: Trong mạng tinh thể ion NaCl có số phối trí bằng 6. Ô mạng cơ sở có dạng hình lập phương. Các ion Na+ nằm ở tâm và trung điểm các cạnh hình lập phương, các ion Cl- ở đỉnh và điểm giữa các mặt hình lập phương. Nếu xem các ion ở các nút mạng như những quả cầu tiếp xúc với nhau thì đối với mỗi ion ta sẽ tìm thấy một bán kính xác định và không đổi, khi ta chuyển từ trạng thái chất này sang hợp chất khác. Các cation có bán kính nhỏ hơn bán kính của nguyên tử kim loại tương ứng. Các cation nói chung có bán kính ion nhỏ hơn so với các anion. Các giá trị của bán kính theo angstrom (A0): Na+ Cl– 28 4.6 Năng lượng mạng lưới ion (Uion) (kJ/mol) Trong nhiều hợp chất: -Các nguyên tử có xu hướng mất hoặc thu vài e để có cấu hình e bền của nguyên tử khí trơ ngay trước hoặc sau trong bảng tuần hoàn. -Phân tử được tạo thành bởi sự chuyển e hóa trị từ nguyên tử này sang nguyên tử kia. -Nguyên tử mất e biến thành ion dương – cation. -Nguyên tử nhận e biến thành ion âm – anion. -Các ion mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau và đi lại gần nhau. r r 0 -Khi đến gần nhau, xuất hiện lực đẩy bởi tương tác của vỏ e của các ion. -Lực đẩy càng tăng khi các ion càng lại gần nhau và đến lúc cân bằng với lực hút thì các ion dừng lại ở khoảng cách nhất định. -Tương tác giữa các ion trong phân tử là tương tác tĩnh điện Uion là năng lượng cần thiết để phá vỡ 1 mol hợp chất ion ở thể rắn thành các ion tự do ở trạng thái khí và cơ bản. 29 Các công thức tính năng lượng mạng lưới ion Uion Năng lượng mạng lưới ion (Uion, kJ/mol) là năng lượng cần thiết để phá vỡ 1 mol hợp chất ion ở thể rắn thành các ion tự do ở trạng thái khí và cơ bản. AB(t.t) A+(k) + B - (k) UAB 30   2 1 1 / 4 ion o B Z Z e U aN J mol R n          Z+, Z- - số điện tích của cation va anion e – điện tích của electron, e = -1.602 . 10-19 [C] 0 – hằng số điện môi của chân không, 0 = 8,85.10-12 R – khoảng cách ngắn nhất giữa cation và anion trong hợp chất [m]. Khoảng cách giữa các ion trong tinh thể bằng tổng số bán kính của cation và anion được xác định trong tinh thể có cấu trúc kiểu NaCl N – số Avogadro; C – hằng số có giá trị phụ thuộc vào đơn vị dùng. C = 1.08.10-7 nếu r [m] và Uion [kJ/mol] α – hằng số Madelung có giá trị phụ thuộc kiểu cấu trúc tinh thể. αNaCl = 1.7475, αCsCl = 1.763 nB – hệ số đẩy Born có giá trị phụ thuộc vào cấu hình e của ion nB - He, Ne, Ar, Kr, Xe = 5, 7, 9, 10, 12 nB – LiF = 0.5(nB – Li = He + nB – F = Ne) = 0.5(5 + 7) = 6 Năng lượng mạng lưới ion Uion theo công thức Born-Landé 31 Năng lượng mạng lưới ion Uion theo Kapustinski r+, r- – lần lượt là bán kính ion dương và ion âm, m. Khoảng cách giữa các ion trong tinh thể bằng tổng số bán kính của cation và anion được xác định trong tinh thể có cấu trúc kiểu NaCl Tinh thể Uion – Thực nghiệm [kJ/mol] Uion – Lý thuyết [kJ/mol] NaCl NaBr NaI KCl KBr KI AgF AgCl AgBr AgI 769 736 690 702 674 637 954 904 895 883 783 745 673 688 658 619 861 729 696 652 Tồn tại 1 phần liên kết cộng hóa trị  R < r++r-  Uion-TN > Uion-LT 𝑈 = 1,08. 10−7. 𝑍+.𝑍−. 𝑛 𝑟++ 𝑟− (kJ/mol) Σn – số ion trong một phân tử 2R Bài tập 34 Năng lượng liên kết cộng hóa trị Echt 1916 Gilbert Newton Lewis (1875-1946) nhà hóa học người Mỹ xuất phát từ chỗ các nguyên tử có xu hướng đạt đến cấu hình e bền của khí trơ nhưng cho rằng liên kết được tạo thành bởi sự cho-nhận của e hóa trị của các nguyên tử tham gia liên kết để tạo thành các cặp e chung giữa hai nguyên tử.  Liên kết cộng hóa trị hay liên kết nguyên tử  Liên kết không cực: cặp e liên kết chung có mức độ như nhau với từng nguyên tử, Cl2.  Liên kết có cực: cặp e liên kết chung bị dịch về một trong hai nguyên tử, HCl.  Tính chất quan trọng của liên kết cộng hóa trị là độ bền liên kết với thước đo là năng lượng liên kết. Liên kết càng bền thì năng lượng liên kết càng lớn. Lewis was one of the giants of physical chemistry during the first half of the 20th century. After his Ph.D. with T. W. Richards at Harvard (1899) and brief periods on the faculty there and at MIT he went in 1912 to the University of California, Berkeley where he transformed the chemistry department from one which paid little attention to research to one of the pre-eminent departments in the country. He is most known for his research in thermodynamics (his 1923 book with Randall became the "bible" in the field), his proposal of the shared electron pair bond (summarized in his 1923 book "Valence and the Structure of Atoms and Molecules"), his description of acids and bases as electron-pair acceptors and donors, and for his researches on fluorescence, phosphorescence and theories of color in organic molecules. Lewis was always personally active in the laboratory, and it was while working there that he suddenly died. 35 Năng lượng liên kết cộng hóa trị Echt Năng lượng liên kết cộng hóa trị trong một phân tử: là năng lượng cần thiết để làm đứt liên kết đó. -Năng lượng tạo liên kết -Năng lượng phá vỡ liên kết Năng lượng của liên kết tăng khi độ bội của liên kết tăng A2: EA-A là nhiệt của phản ứng phân hủy phân tử thành 2 nguyên tử ở trạng thái khí. ABn: EA-B có giá trị tuyệt đối bằng 1/n năng lượng tạo thành phân tử đó từ các nguyên tử ở trạng thái khí. AnBm: áp dụng phương pháp lai hóa và cộng hưởng để tính. 36 Phản ứng hóa học xảy ra do sự phá vỡ liên kết trong các chất tham gia phản ứng và tạo thành liên kết trong các sản phẩm phản ứng , 1, 2 2 2 2 2 2 ( ) ( ) 2 ( ) 2 ( ) 2 ( )2 ( ) 2 ( ) NaCl a Na Cl Cl Na Cl H U H E I E Na r Cl k NaCl r Na k Cl kNa k Cl k              , 1,2 2 2 2a Na Cl Cl Na Cl NaClH H E I A U       Chu trình Born - Haiber