NF3, PCL3, PH3, H3PO4, NH3, H3PO4, H3PO2
Viết công thức Lewis
Trình bày rõ ràng…
Viết công thức Lewis
Trình bày rõ ràng đúng , đầy đủ + 10 tim + 10 x 5*
Chúng ta sẽ lần lượt xét từng phân tử theo yêu cầu của đề bài nhé.
Nguyên tắc chung để viết công thức Lewis:
1. Xác định nguyên tử trung tâm: Thường là nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn (trừ Hydro).
2. Tính tổng số electron hóa trị: Cộng số electron hóa trị của tất cả các nguyên tử trong phân tử.
3. Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn: Sử dụng các cặp electron chung để tạo liên kết giữa nguyên tử trung tâm và các nguyên tử xung quanh.
4. Thỏa mãn quy tắc octet (hoặc quy tắc 2 electron cho Hydro): Phân bố các electron còn lại xung quanh các nguyên tử sao cho nguyên tử trung tâm và các nguyên tử xung quanh có đủ 8 electron (trừ Hydro chỉ cần 2 electron). Nếu nguyên tử trung tâm chưa đủ octet, có thể hình thành liên kết đôi hoặc liên kết ba bằng cách “rút” các cặp electron từ các nguyên tử xung quanh.
5. Kiểm tra điện tích hình thức (nếu cần): Để xác định công thức Lewis hợp lý nhất. Tuy nhiên, với các bài tập cơ bản ở lớp 10, chúng ta thường chỉ cần đạt được quy tắc octet là đủ.
Bây giờ, chúng ta sẽ áp dụng các nguyên tắc này vào từng phân tử:
—
1. NF3 (Nitrogen trifluoride)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong NF3, Nitơ (N) có độ âm điện nhỏ hơn Flo (F). Vậy N là nguyên tử trung tâm.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Nitơ (N) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Flo (F) thuộc nhóm VIIA, có 7 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 5 (của N) + 3 \ 7 (của 3 F) = 5 + 21 = 26 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn.
Ta có N ở trung tâm, nối với 3 nguyên tử F bằng 3 liên kết đơn. Mỗi liên kết đơn sử dụng 2 electron.
N – F
/ | \
F F
Số electron đã dùng cho 3 liên kết đơn = 3 \* 2 = 6 electron.
* Bước 4: Thỏa mãn quy tắc octet.
Số electron còn lại = 26 – 6 = 20 electron.
Ta lần lượt phân bố các electron này cho các nguyên tử xung quanh (nguyên tử F) trước để chúng đạt octet. Mỗi nguyên tử F cần 6 electron nữa (vì đã có 2 electron từ liên kết với N).
Vậy 3 nguyên tử F sẽ nhận 3 \* 6 = 18 electron.
Số electron còn lại sau khi phân bố cho F = 20 – 18 = 2 electron.
Số electron này sẽ được đặt vào nguyên tử trung tâm (N).
Kiểm tra:
* Mỗi nguyên tử F: có 6 electron tự do và 2 electron trong liên kết đơn với N, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
Nguyên tử N: có 2 electron tự do và 3 \ 2 = 6 electron trong 3 liên kết đơn với F, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
* Công thức Lewis của NF3:
. .
: F :
. | .
: F – N – F :
. | . .
. .
—
2. PCl3 (Phosphorus trichloride)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong PCl3, Photpho (P) có độ âm điện nhỏ hơn Clo (Cl). Vậy P là nguyên tử trung tâm.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Photpho (P) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Clo (Cl) thuộc nhóm VIIA, có 7 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 5 (của P) + 3 \ 7 (của 3 Cl) = 5 + 21 = 26 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn.
Ta có P ở trung tâm, nối với 3 nguyên tử Cl bằng 3 liên kết đơn. Mỗi liên kết đơn sử dụng 2 electron.
P – Cl
/ | \
Cl Cl
Số electron đã dùng cho 3 liên kết đơn = 3 \* 2 = 6 electron.
* Bước 4: Thỏa mãn quy tắc octet.
Số electron còn lại = 26 – 6 = 20 electron.
Ta lần lượt phân bố các electron này cho các nguyên tử xung quanh (nguyên tử Cl) trước để chúng đạt octet. Mỗi nguyên tử Cl cần 6 electron nữa.
Vậy 3 nguyên tử Cl sẽ nhận 3 \* 6 = 18 electron.
Số electron còn lại sau khi phân bố cho Cl = 20 – 18 = 2 electron.
Số electron này sẽ được đặt vào nguyên tử trung tâm (P).
Kiểm tra:
* Mỗi nguyên tử Cl: có 6 electron tự do và 2 electron trong liên kết đơn với P, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
Nguyên tử P: có 2 electron tự do và 3 \ 2 = 6 electron trong 3 liên kết đơn với Cl, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
* Công thức Lewis của PCl3:
. .
: Cl :
. | .
: Cl – P – Cl :
. | . .
. .
—
3. PH3 (Phosphine)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong PH3, Photpho (P) có độ âm điện nhỏ hơn Hydro (H). Vậy P là nguyên tử trung tâm.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Photpho (P) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Hydro (H) thuộc nhóm IA, có 1 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 5 (của P) + 3 \ 1 (của 3 H) = 5 + 3 = 8 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn.
Ta có P ở trung tâm, nối với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết đơn. Mỗi liên kết đơn sử dụng 2 electron.
P – H
/ | \
H H
Số electron đã dùng cho 3 liên kết đơn = 3 \* 2 = 6 electron.
* Bước 4: Thỏa mãn quy tắc octet.
Số electron còn lại = 8 – 6 = 2 electron.
Hydro chỉ cần 2 electron (quy tắc 2 electron), chúng đã có đủ 2 electron từ liên kết đơn.
Số electron còn lại (2 electron) sẽ được đặt vào nguyên tử trung tâm (P).
Kiểm tra:
* Mỗi nguyên tử H: có 2 electron trong liên kết đơn với P (đạt quy tắc 2 electron).
Nguyên tử P: có 2 electron tự do và 3 \ 2 = 6 electron trong 3 liên kết đơn với H, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
* Công thức Lewis của PH3:
. .
H – P – H
|
H
—
4. H3PO4 (Phosphoric acid)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong H3PO4, Photpho (P) thường là nguyên tử trung tâm, liên kết với Oxy (O). Các nguyên tử Hydro (H) thường liên kết với nguyên tử Oxy.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Hydro (H) thuộc nhóm IA, có 1 electron hóa trị.
* Photpho (P) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Oxy (O) thuộc nhóm VIA, có 6 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 3 \ 1 (của 3 H) + 5 (của P) + 4 \* 6 (của 4 O) = 3 + 5 + 24 = 32 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn.
Ta hình dung cấu trúc ban đầu: P ở trung tâm, liên kết với 4 nguyên tử O. Mỗi nguyên tử O này lại liên kết với 1 nguyên tử H.
Tuy nhiên, thông thường trong axit có oxi, nguyên tử trung tâm (P) sẽ liên kết với các nguyên tử oxi, và các nguyên tử oxi này có thể mang điện tích âm hoặc liên kết đôi với nguyên tử trung tâm. Các nguyên tử Hydro sẽ liên kết với nguyên tử Oxy, tạo thành nhóm -OH.
Vậy cấu trúc ban đầu ta xét là: P liên kết với 4 O, và mỗi O này lại liên kết với 1 H. Điều này tạo ra 4 liên kết P-O và 4 liên kết O-H. Tuy nhiên, điều này không đúng vì tổng số nguyên tử H chỉ có 3.
Trong H3PO4, cấu trúc đúng là: P là nguyên tử trung tâm. Có 3 nhóm -OH và 1 nguyên tử O liên kết trực tiếp với P.
Vậy ta sẽ có 3 liên kết P-O (trong nhóm -OH) và 1 liên kết P=O.
Nghĩa là P liên kết với 4 nguyên tử O, trong đó 3 O liên kết với H và 1 O không liên kết với H.
Ta nối P với 4 O, rồi nối 3 trong số 4 O với H.
P – O – H
| |
O O – H
|
O – H
Số liên kết đơn: 3 (P-O) + 3 (O-H) = 6 liên kết đơn, dùng 6 * 2 = 12 electron.
Số liên kết đôi (dự kiến): 1 (P=O), dùng 2 electron.
Tổng số electron cho liên kết = 12 + 2 = 14 electron.
Tuy nhiên, cách này vẫn chưa dựa trên nguyên tắc đếm electron.
Ta quay lại nguyên tắc chung:
Nguyên tử trung tâm là P. P sẽ liên kết với các nguyên tử O. 3 nguyên tử H sẽ liên kết với 3 trong số 4 nguyên tử O.
P ở trung tâm, liên kết với 4 O.
Ta có 3 nguyên tử H. Mỗi H sẽ gắn vào một nguyên tử O. Vậy ta có 3 nhóm -OH.
Cấu trúc dự kiến: P liên kết với 4 O. 3 O này mỗi cái liên kết với 1 H.
Số electron hóa trị = 32.
Nối P với 4 O bằng liên kết đơn: 4 x P-O, dùng 8 electron.
Mỗi O còn lại cần 6 electron để đủ octet. 4 O cần 4 x 6 = 24 electron.
Tổng electron đã dùng = 8 (liên kết P-O) + 24 (electron tự do trên O) = 32 electron.
Bây giờ, ta cần phân bố 3 nguyên tử H. Mỗi H sẽ tạo 1 liên kết với O.
Ta có thể “rút” 1 cặp electron từ 3 nguyên tử O để tạo liên kết với 3 nguyên tử H.
Nhưng việc phân bố electron cho H phải được thực hiện sau khi các nguyên tử chính đã ổn định.
Cách tiếp cận đúng hơn cho các axit có oxi:
Nguyên tử trung tâm: P.
Các nguyên tử xung quanh P: 4 nguyên tử O.
Các nguyên tử H: 3 nguyên tử, mỗi nguyên tử H gắn vào một nguyên tử O.
Vậy, ta có 3 nhóm -OH và 1 nguyên tử O “riêng lẻ”.
Cấu trúc: P liên kết với 4 O. 3 O liên kết với H.
Hãy nối P với 4 O bằng liên kết đơn trước.
P – O
| |
O O
|
O
Tổng số electron là 32.
Nối P với 4 O bằng liên kết đơn: 4 x P-O, dùng 8 electron.
Còn lại 32 – 8 = 24 electron.
Phân bố cho 4 O để đủ octet: mỗi O cần 6 electron, vậy 4 x 6 = 24 electron.
Bây giờ, 3 nguyên tử H sẽ tạo liên kết với 3 trong số 4 nguyên tử O. Mỗi H cần 1 electron để tạo liên kết đơn.
Ta sẽ lấy 1 electron từ mỗi nguyên tử O này để tạo liên kết O-H.
Và H cũng góp 1 electron để tạo liên kết O-H.
Cấu trúc lúc này có 4 liên kết P-O và 3 liên kết O-H.
Ta đang có 3 nguyên tử O với 6 electron tự do mỗi cái và 1 nguyên tử O với 6 electron tự do.
Chọn 3 nguyên tử O để gắn H vào. Ta bỏ đi 1 cặp electron trên 3 O này để tạo liên kết O-H.
Số electron trên 3 O gắn H: 6 – 2 (dùng tạo O-H) = 4 electron tự do.
Số electron trên nguyên tử O còn lại: 6 electron tự do.
Tổng electron tự do bây giờ: 3 x 4 + 6 = 12 + 6 = 18 electron.
Số electron đã dùng cho liên kết: 4 (P-O) + 3 (O-H) = 7 liên kết, tức 14 electron.
Tổng electron đã dùng = 14 + 18 = 32 electron.
Kiểm tra octet:
* 3 nguyên tử O (trong -OH): 2 electron trong liên kết O-H, 2 electron trong liên kết P-O, 4 electron tự do => 8 electron. (Đạt octet)
* 1 nguyên tử O (riêng lẻ): 2 electron trong liên kết P-O, 6 electron tự do => 8 electron. (Đạt octet)
* 3 nguyên tử H: 2 electron trong liên kết O-H. (Đạt quy tắc 2 electron).
* Nguyên tử P: 4 liên kết P-O, mỗi liên kết 2 electron => 8 electron. (Đạt octet).
Tuy nhiên, H3PO4 thường có một liên kết đôi P=O để làm giảm điện tích âm hình thức trên các nguyên tử và tăng độ bền.
Nếu ta xem xét cấu trúc với một liên kết P=O:
Ta có 4 nguyên tử O liên kết với P. Nếu có 1 liên kết P=O, thì còn lại 3 liên kết P-O.
Tổng số electron là 32.
Giả sử có 1 liên kết P=O và 3 liên kết P-O.
Trong đó, 3 nguyên tử O còn lại sẽ liên kết với H để tạo thành nhóm -OH.
Cấu trúc: P liên kết đôi với 1 O, và liên kết đơn với 3 O khác. 3 O này lại liên kết với 3 H.
* 1 liên kết P=O: 4 electron.
* 3 liên kết P-O: 3 x 2 = 6 electron.
* 3 liên kết O-H: 3 x 2 = 6 electron.
Tổng số electron cho liên kết = 4 + 6 + 6 = 16 electron.
Còn lại 32 – 16 = 16 electron.
Phân bố electron tự do:
* Nguyên tử O trong liên kết đôi P=O: cần 4 electron để đủ octet.
* 3 nguyên tử O trong nhóm -OH: mỗi cái cần 4 electron để đủ octet (đã có 2 electron trong O-H và 2 electron trong P-O).
Tổng electron tự do cần phân bố = 4 + 3 x 4 = 4 + 12 = 16 electron.
Vừa đủ 16 electron còn lại.
Kiểm tra octet:
* Nguyên tử O trong P=O: 4 electron (liên kết đôi) + 4 electron tự do = 8 electron.
* 3 nguyên tử O trong -OH: 2 electron (O-H) + 2 electron (P-O) + 4 electron tự do = 8 electron.
* 3 nguyên tử H: 2 electron (O-H).
* Nguyên tử P: 4 electron (P=O) + 3 x 2 electron (P-O) = 10 electron.
Lúc này, P có 10 electron, hơi khác quy tắc octet nhưng được chấp nhận trong H3PO4 vì P có thể mở rộng octet. Đây là công thức Lewis hợp lý nhất cho H3PO4.
* Công thức Lewis của H3PO4:
: O :
||
H – O – P – O – H
|
O – H
(Lưu ý: Các cặp electron tự do trên các nguyên tử O có thể được biểu diễn rõ ràng hơn)
: O :
||
H – O – P – O – H
..|..
: O :
..|..
H
Hoặc với các cặp electron tự do cho rõ ràng hơn:
: O :
||
H – O – P – O – H
| ..
: O :
..|..
H
Để gọn gàng và thể hiện đúng nhất:
..
: O :
||
H – O – P – O – H
..|
: O :
..|
H
Và để dễ nhìn hơn, ta biểu diễn các cặp electron tự do:
..
: O :
||
H – O – P – O – H
..|
: O :
..|
H
Chúng ta sẽ sử dụng công thức với liên kết đôi P=O vì nó phổ biến và hợp lý hơn.
Nguyên tử P có 5 e hóa trị. Khi tạo liên kết với 4 O, mỗi O góp 2 e, tổng cộng 8 e. Tuy nhiên, P có thể mở rộng octet.
Với cấu trúc có 1 liên kết đôi P=O và 3 liên kết đơn P-O:
P: 5 e. Cần 4 liên kết với O.
Nếu có 1 liên kết đôi, P chia sẻ 4 e với O. Còn lại 1 e.
3 liên kết đơn, P chia sẻ 6 e với O.
Tổng số electron P tham gia liên kết là 4+6 = 10 e.
Trong công thức trên, P tạo 1 liên kết đôi với 1 O, và 3 liên kết đơn với 3 O khác. 3 O này lại liên kết với H.
* O trong P=O: có 2 cặp liên kết, cần 2 cặp tự do.
* O trong P-OH: có 1 cặp liên kết P-O, 1 cặp liên kết O-H, cần 2 cặp tự do.
* H: có 1 cặp liên kết O-H.
Công thức Lewis thể hiện sự phân bố electron:
..
: O :
||
H – O – P – O – H
..|
: O :
..|
H
—
5. NH3 (Ammonia)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong NH3, Nitơ (N) có độ âm điện nhỏ hơn Hydro (H). Vậy N là nguyên tử trung tâm.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Nitơ (N) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Hydro (H) thuộc nhóm IA, có 1 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 5 (của N) + 3 \ 1 (của 3 H) = 5 + 3 = 8 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết đơn.
Ta có N ở trung tâm, nối với 3 nguyên tử H bằng 3 liên kết đơn. Mỗi liên kết đơn sử dụng 2 electron.
N – H
/ | \
H H
Số electron đã dùng cho 3 liên kết đơn = 3 \* 2 = 6 electron.
* Bước 4: Thỏa mãn quy tắc octet.
Số electron còn lại = 8 – 6 = 2 electron.
Hydro chỉ cần 2 electron (quy tắc 2 electron), chúng đã có đủ 2 electron từ liên kết đơn.
Số electron còn lại (2 electron) sẽ được đặt vào nguyên tử trung tâm (N).
Kiểm tra:
* Mỗi nguyên tử H: có 2 electron trong liên kết đơn với N (đạt quy tắc 2 electron).
Nguyên tử N: có 2 electron tự do và 3 \ 2 = 6 electron trong 3 liên kết đơn với H, tổng cộng 8 electron (đạt octet).
* Công thức Lewis của NH3:
. .
H – N – H
|
H
—
6. H3PO2 (Hypophosphorous acid)
* Bước 1: Xác định nguyên tử trung tâm.
Trong H3PO2, Photpho (P) là nguyên tử trung tâm. Các nguyên tử Hydro (H) có thể liên kết trực tiếp với P hoặc gián tiếp qua O. Oxy (O) sẽ liên kết với P.
* Bước 2: Tính tổng số electron hóa trị.
* Hydro (H) thuộc nhóm IA, có 1 electron hóa trị.
* Photpho (P) thuộc nhóm VA, có 5 electron hóa trị.
* Oxy (O) thuộc nhóm VIA, có 6 electron hóa trị.
Tổng số electron hóa trị = 3 \ 1 (của 3 H) + 5 (của P) + 2 \* 6 (của 2 O) = 3 + 5 + 12 = 20 electron.
* Bước 3: Nối các nguyên tử bằng liên kết.
Cấu trúc của các axit có oxi thường tuân theo một quy luật nhất định. Với HxPOy, các nguyên tử H thường liên kết trực tiếp với P hoặc gián tiếp qua O.
Trong H3PO2, có 3 nguyên tử H, 1 nguyên tử P, 2 nguyên tử O.
Cấu trúc phổ biến của H3PO2 là: P liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử H, và liên kết với 2 nguyên tử O. Một trong 2 nguyên tử O này lại liên kết với nguyên tử H còn lại.
Vậy: 2 nguyên tử H gắn trực tiếp vào P. 1 nguyên tử O gắn vào P, nguyên tử O này lại gắn với nguyên tử H thứ 3. Nguyên tử O thứ 2 cũng gắn vào P.
Cấu trúc dự kiến: 2 liên kết P-H, 1 liên kết P-O, 1 liên kết O-H, 1 liên kết P-O.
Hay cách khác: P ở trung tâm. Liên kết với 2 nguyên tử H và 2 nguyên tử O. Một trong 2 nguyên tử O này sẽ liên kết với nguyên tử H còn lại.
* 2 nguyên tử H gắn trực tiếp vào P.
* 1 nguyên tử O gắn vào P, và nguyên tử O này lại gắn với 1 H.
* 1 nguyên tử O còn lại gắn vào P.
Cấu trúc: P liên kết với 2 H, 1 O, và 1 O khác. O thứ 2 liên kết với H.
Cụ thể hơn: P liên kết với 2 H, 1 O, và 1 O. Nguyên tử O thứ 2 này sẽ gắn với H.
=> 2 liên kết P-H, 1 liên kết P-O, 1 liên kết O-H, và 1 liên kết P-O còn lại.
Ta có 20 electron.
2 liên kết P-H: 2 \ 2 = 4 electron.
* 1 liên kết P-O: 2 electron.
* 1 liên kết O-H: 2 electron.
* 1 liên kết P-O (cho nguyên tử O còn lại): 2 electron.
Tổng số electron cho liên kết = 4 + 2 + 2 + 2 = 10 electron.
Còn lại 20 – 10 = 10 electron.
Phân bố electron tự do:
* Nguyên tử P: Đã có 5 liên kết, cần octet.
* 2 nguyên tử H: Đã có 2 electron (liên kết P-H).
* Nguyên tử O trong -OH: Đã có 2 electron (O-H) + 2 electron (P-O). Cần 4 electron để đủ octet.
* Nguyên tử O còn lại (liên kết với P): Đã có 2 electron (P-O). Cần 6 electron để đủ octet.
Tổng electron tự do cần phân bố = 4 (cho O trong -OH) + 6 (cho O còn lại) = 10 electron. Vừa đủ.
Kiểm tra octet:
* 2 nguyên tử H (liên kết với P): 2 electron (liên kết P-H). (Đủ quy tắc 2 electron).
* 1 nguyên tử H (trong -OH): 2 electron (liên kết O-H). (Đủ quy tắc 2 electron).
* 2 nguyên tử P: 2 electron (P-H) + 2 electron (P-H) + 2 electron (P-O) + 2 electron (P-O) = 8 electron. (Đủ octet).
* Nguyên tử O trong -OH: 2 electron (O-H) + 2 electron (P-O) + 4 electron tự do = 8 electron. (Đủ octet).
* Nguyên tử O còn lại (liên kết với P): 2 electron (P-O) + 6 electron tự do = 8 electron. (Đủ octet).
Vậy, công thức Lewis cho H3PO2 là:
. .
H – P – H
|
O – H
|
O
. .
Tuy nhiên, trong H3PO2, một nguyên tử O thường có liên kết đôi với P, và 2 nguyên tử H liên kết trực tiếp với P, và 1 nhóm -OH.
Cấu trúc với 1 liên kết đôi P=O thường bền hơn.
Với 20 electron.
Nếu có 1 liên kết P=O và 2 liên kết P-H và 1 liên kết O-H.
* 1 liên kết P=O: 4 electron.
2 liên kết P-H: 2 \ 2 = 4 electron.
* 1 liên kết O-H: 2 electron.
Tổng số electron cho liên kết = 4 + 4 + 2 = 10 electron.
Còn lại 20 – 10 = 10 electron.
Phân bố electron tự do:
* Nguyên tử P: 4 electron (P=O) + 2 electron (P-H) + 2 electron (P-H) = 8 electron. (Đủ octet).
* 2 nguyên tử H (liên kết với P): 2 electron (liên kết P-H). (Đủ quy tắc 2 electron).
* Nguyên tử H (trong -OH): 2 electron (liên kết O-H). (Đủ quy tắc 2 electron).
* Nguyên tử O trong P=O: 4 electron (liên kết đôi). Cần 4 electron tự do để đủ octet.
* Nguyên tử O trong -OH: 2 electron (O-H) + 2 electron (P-O). Cần 4 electron tự do để đủ octet.
Tổng electron tự do cần phân bố = 4 (cho O trong P=O) + 4 (cho O trong -OH) = 8 electron.
Ta còn thiếu 10 – 8 = 2 electron.
Điều này cho thấy công thức với liên kết đôi P=O chưa đúng hoặc cách đếm electron có vấn đề.
Quay lại với cấu trúc các nguyên tử liên kết trực tiếp:
P là nguyên tử trung tâm. Liên kết với 2 H, 2 O. Một trong 2 O liên kết với 1 H.
Ta có 20 electron.
Giả sử cấu trúc với 2 liên kết P-H, 1 liên kết P-O, 1 liên kết O-H, và 1 liên kết P-O nữa.
Nhưng đây là 2 nguyên tử O.
Cấu trúc đúng cho H3PO2: P là nguyên tử trung tâm. Liên kết với 1 nguyên tử O (tạo nhóm -OH), và liên kết với 2 nguyên tử H. Nguyên tử O này lại liên kết với 1 H. Nguyên tử O thứ hai liên kết với P.
Vậy, P liên kết với 2 H, 1 O. O này liên kết với H.
Và P liên kết với O thứ hai.
Cấu trúc: P liên kết với 2 H, 1 O, và 1 O. O thứ hai liên kết với H.
=> P liên kết với 2 H, P liên kết với O, O này liên kết với H. P liên kết với O thứ hai.
Cấu trúc: P liên kết với 2 H. P liên kết với O. O liên kết với H. P liên kết với O thứ hai.
Nguyên tử trung tâm P liên kết trực tiếp với 2 nguyên tử H. P liên kết với 1 nguyên tử O. Nguyên tử O này lại liên kết với 1 nguyên tử H. Nguyên tử O thứ hai liên kết trực tiếp với P.
=> 2 liên kết P-H, 1 liên kết P-O, 1 liên kết O-H, 1 liên kết P-O.
Số electron: 20.
2 liên kết P-H: 4 e.
1 liên kết P-O: 2 e.
1 liên kết O-H: 2 e.
1 liên kết P-O: 2 e.
Tổng cộng 10 e cho liên kết. Còn 10 e.
Phân bố cho nguyên tử trung tâm và các nguyên tử xung quanh.
Cấu trúc:
. .
O
|
H-P-O-H
|
H
Kiểm tra:
* P: 2 liên kết P-H (4e) + 1 liên kết P-O (2e) + 1 liên kết P-O (2e) = 8e. (Đủ octet)
* 2 nguyên tử H (liên kết P-H): 2e. (Đủ quy tắc 2e)
* Nguyên tử O trong -OH: 2e (O-H) + 2e (P-O). Cần 4e tự do.
* Nguyên tử O còn lại (liên kết P-O): 2e (P-O). Cần 6e tự do.
Tổng electron tự do: 4e + 6e = 10e. Vừa đủ.
* Công thức Lewis của H3PO2:
. .
O
|
H-P-O-H
|
H
—
Các em thấy đó, việc viết công thức Lewis đòi hỏi chúng ta phải hiểu rõ nguyên tắc, đếm chính xác số electron và phân bố chúng một cách hợp lý để các nguyên tử đạt được cấu hình electron bền vững theo quy tắc octet (hoặc quy tắc 2 electron cho Hydro).
Các em hãy luyện tập thêm với các phân tử khác nhé. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại hỏi thầy.
Chúc các em học tốt!
Xem ảnh