TÍNH CHẤT CỦA HỢP CHẤT CỘNG HÓA TRỊ (CÓ VÍ DỤ MINH HỌA) - HÓA HỌC - 2026

Tính chất của các hợp chất cộng hóa trị dựa trên nhiều yếu tố phụ thuộc cơ bản vào cấu trúc phân tử. Để bắt đầu, liên kết cộng hóa trị phải tham gia vào các nguyên tử của bạn và không thể có điện tích; nếu không, người ta sẽ nói về các hợp chất ion hoặc phối trí.

Trong tự nhiên có quá nhiều trường hợp ngoại lệ, trong đó ranh giới phân chia giữa ba loại hợp chất trở nên mờ nhạt; đặc biệt là khi xem xét các đại phân tử, có khả năng chứa cả vùng cộng hóa trị và vùng ion. Nhưng nhìn chung, các hợp chất cộng hóa trị tạo ra các đơn vị hoặc phân tử đơn giản, riêng lẻ.

Bờ biển của một bãi biển, một trong những ví dụ vô tận về các nguồn hợp chất cộng hóa trị và ion. Nguồn: Pexels.

Các khí tạo nên bầu khí quyển và những làn gió thổi vào các bờ biển không gì khác hơn là nhiều phân tử có thành phần không đổi. Oxy, nitơ, carbon dioxide, là những phân tử rời rạc có liên kết cộng hóa trị và có liên quan mật thiết đến sự sống của hành tinh.

Và ở phía biển, phân tử nước, OHO, là ví dụ tinh túy của hợp chất cộng hóa trị. Trên bờ biển, nó có thể được nhìn thấy phía trên các bãi cát, là một hỗn hợp phức tạp của các oxit silic bị xói mòn. Nước là chất lỏng ở nhiệt độ phòng và đặc tính này sẽ rất quan trọng cần lưu ý đối với các hợp chất khác.

Liên kết cộng hóa trị

Trong phần giới thiệu, các chất khí được đề cập có liên kết cộng hóa trị. Nếu bạn nhìn vào cấu trúc phân tử của chúng, bạn sẽ thấy rằng liên kết của chúng là gấp đôi và liên kết ba: O = O, N≡N và O = C = O. Ngược lại, các khí khác có liên kết đơn: HH, Cl-Cl, FF và CH ₄ (bốn liên kết CH có dạng hình học tứ diện).

Đặc điểm của các liên kết này, và do đó của các hợp chất cộng hóa trị, là chúng là lực định hướng; nó đi từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, và các electron của nó, trừ khi có cộng hưởng, sẽ được bản địa hóa. Trong khi trong các hợp chất ion, tương tác giữa hai ion là không định hướng: chúng hút và đẩy các ion lân cận khác.

Điều này ngụ ý những hậu quả tức thì về tính chất của các hợp chất cộng hóa trị. Tuy nhiên, về liên kết của nó, có thể, miễn là không có điện tích ion, để khẳng định rằng một hợp chất có liên kết đơn, đôi hoặc ba là cộng hóa trị; và thậm chí còn hơn thế nữa, khi đây là những cấu trúc dạng chuỗi, được tìm thấy trong hydrocacbon và polyme.

Một số hợp chất cộng hóa trị liên kết thành nhiều liên kết, như thể chúng là chuỗi. Nguồn: Pexels.

Nếu không có điện tích ion nào trong các chuỗi này, như trong polyme Teflon, chúng được cho là hợp chất cộng hóa trị thuần túy (về mặt hóa học chứ không phải về mặt cấu tạo).

Độc lập phân tử

Vì liên kết cộng hóa trị là lực định hướng, nên chúng luôn xác định một cấu trúc rời rạc, chứ không phải là một sự sắp xếp ba chiều (như xảy ra với cấu trúc tinh thể và mạng). Các phân tử nhỏ, trung bình, hình khuyên, khối hoặc với bất kỳ kiểu cấu trúc nào khác, có thể được mong đợi từ các hợp chất cộng hóa trị.

Các phân tử nhỏ, ví dụ, bao gồm khí, nước và các hợp chất khác như: I ₂ , Br ₂ , P ₄ , S ₈ (có cấu trúc giống vương miện), As ₂ , và các polyme silic và carbon.

Mỗi người trong số họ có cấu trúc riêng của nó, độc lập với các liên kết của các nước láng giềng của nó. Để nhấn mạnh điều này, hãy xem xét dạng thù hình của cacbon, fullerene, C ₆₀ :

Fullerenes, một trong những dạng thù hình thú vị nhất của than đá. Nguồn: Pixabay.

Lưu ý rằng nó có hình dạng giống như một quả bóng đá. Mặc dù các quả bóng có thể tương tác với nhau, nhưng chính liên kết cộng hóa trị của chúng đã xác định cấu trúc biểu tượng này; nghĩa là, không có mạng lưới hợp nhất của các quả cầu kết tinh, nhưng tách rời (hoặc nén chặt).

Tuy nhiên, các phân tử trong cuộc sống thực không đơn độc: chúng tương tác với nhau để tạo ra chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn có thể nhìn thấy được.

Lực lượng giữa các phân tử

Lực liên phân tử giữ các phân tử riêng lẻ lại với nhau phụ thuộc nhiều vào cấu trúc của chúng.

Các hợp chất cộng hóa trị không cực (chẳng hạn như chất khí) tương tác thông qua một số loại lực nhất định (phân tán hoặc London), trong khi các hợp chất cộng hóa trị có cực (chẳng hạn như nước) tương tác bởi các loại lực khác (lưỡng cực-lưỡng cực). Tất cả những tương tác này có một điểm chung: chúng có hướng, giống như liên kết cộng hóa trị.

Ví dụ, các phân tử nước tương tác thông qua liên kết hydro, một loại lực lưỡng cực-lưỡng cực đặc biệt. Chúng được định vị theo cách mà các nguyên tử hydro hướng về phía nguyên tử oxy của phân tử lân cận: H ₂ O - H ₂ O. Và do đó, những tương tác này thể hiện một hướng cụ thể trong không gian.

Vì lực liên phân tử của các hợp chất cộng hóa trị hoàn toàn có hướng, điều đó có nghĩa là các phân tử của chúng không thể liên kết với nhau một cách hiệu quả như các hợp chất ion; và kết quả là điểm sôi và điểm nóng chảy có xu hướng thấp (T <300 ° C).

Do đó, các hợp chất cộng hóa trị ở nhiệt độ phòng thường là chất khí, chất lỏng hoặc chất rắn mềm, vì các liên kết của chúng có thể quay, tạo sự linh hoạt cho các phân tử.

Độ hòa tan

Độ hòa tan của các hợp chất cộng hóa trị sẽ phụ thuộc vào ái lực của chất tan - dung môi. Nếu chúng là apolar, chúng sẽ hòa tan trong dung môi apolar như dichloromethane, chloroform, toluen và tetrahydrofuran (THF); nếu chúng phân cực, chúng sẽ hòa tan trong các dung môi phân cực, chẳng hạn như rượu, nước, axit axetic băng, amoniac, v.v.

Tuy nhiên, ngoài ái lực giữa chất tan-dung môi như vậy, có một hằng số trong cả hai trường hợp: các phân tử cộng hóa trị không phá vỡ (với một số ngoại lệ) liên kết của chúng hoặc phân hủy các nguyên tử của chúng. Ví dụ, các loại muối phá hủy bản dạng hóa học của chúng khi hòa tan, phân giải các ion của chúng một cách riêng biệt.

Độ dẫn nhiệt

Là chất trung tính, chúng không cung cấp môi trường thích hợp cho sự di chuyển của các electron, và do đó, chúng là chất dẫn điện kém. Tuy nhiên, một số hợp chất cộng hóa trị, chẳng hạn như hydro halogenua (HF, HCl, HBr, HI) phân ly liên kết của chúng để tạo ra các ion (H ⁺ : F ^- , Cl ^- , Br ^- …) và trở thành axit (hydracid).

Chúng cũng là chất dẫn nhiệt kém. Điều này là do lực lượng giữa các phân tử của chúng và sự dao động của các liên kết của chúng hấp thụ một phần nhiệt được cung cấp trước khi các phân tử của chúng tăng năng lượng.

Pha lê

Các hợp chất cộng hóa trị, miễn là lực lượng giữa các phân tử của chúng cho phép, có thể được sắp xếp theo cách để tạo ra một dạng cấu trúc; và do đó, một tinh thể cộng hóa trị, không có điện tích ion. Vì vậy, thay vì một mạng lưới các ion có một mạng lưới các phân tử hoặc nguyên tử liên kết cộng hóa trị.

Ví dụ về những tinh thể này là: đường nói chung, iốt, DNA, oxit silica, kim cương, axit salicylic, trong số những loại khác. Ngoại trừ kim cương, các tinh thể cộng hóa trị này có điểm nóng chảy thấp hơn nhiều so với các tinh thể ion; tức là muối vô cơ và hữu cơ.

Những tinh thể này mâu thuẫn với đặc tính là chất rắn cộng hóa trị có xu hướng mềm.

Người giới thiệu

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học. (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
2. Leenhouts, Doug. (Ngày 13 tháng 3 năm 2018). Đặc điểm của các hợp chất ion và cộng hóa trị. Đấu kiếm. Phục hồi từ: sciining.com
3. Toppr. (sf). Hợp chất cộng hóa trị. Được khôi phục từ: toppr.com
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 05 tháng 12 năm 2018). Tính chất hợp chất cộng hóa trị hoặc phân tử. Phục hồi từ: thinkco.com
5. Wyman Elizabeth. (2019). Hợp chất cộng hóa trị. Học. Phục hồi từ: study.com
6. Ophardt C. (2003). Hợp chất cộng hóa trị. Chembook ảo. Khôi phục từ: chemistry.elmhurst.edu
7. Tiến sĩ Gergens. (sf). Hóa học hữu cơ: Hóa học của các hợp chất cacbon. . Đã khôi phục từ: works.sdmesa.edu
8. Quimitube. (2012). Tính chất của phân tử chất cộng hoá trị. Được khôi phục từ: quimitube.com