Question

Phân tử H₂O có cấu tạo hình chữ V với góc liên kết HOH bằng 104,5⁰.

1. Theo lý thuyết lai hóa, nguyên tử oxi trong phân tử H₂O ở trạng thái lai hóa nào? Mô tả sự hình thành liên kết trong H₂O theo giả thiết lai hóa đó.

2. Giải thích tại sao góc liên kết trong phân tử H₂O lại nhỏ hơn so với góc của tứ đều (109,5^o)?

Answer 1

1. Để giải thích cấu trúc hình học của phân tử H₂O, thuyết lai hóa cho rằng nguyên tử O ở trạng thái lai hóa tứ diện sp³.

Sự hình thành các liên kết trong phân tử H₂O được giải thích như sau:

Hai obitan lai hóa chứa electron độc thân sẽ xen phủ với 2 obitan 1s của 2 nguyên tử H tạo thành 2 liên kết .

Hai obitan lai hóa chứa cặp electron của O không tham gia liên kết hướng về hai đỉnh của hình tứ diện.

2. Do 2 cặp electron không liên kết trên nguyên tử O chỉ chịu lực hút của hạt nhân nguyên tử O nên 2 cặp electron này chiếm vùng không gian rộng hơn so với 2 cặp electron liên kết (chịu lực hút của hai hạt nhân). Do vậy nó tạo ra lực đẩy đối với đám mây các cặp electron liên kết, làm các đám mây này hơi bị ép lại, do vậy góc liên kết thực tế là 104,5⁰ nhỏ hơn so với góc của tứ diện đều.