Các electron hóa trị, lớp vỏ ngoài cùng của các electron, là yếu tố quyết định lớn nhất về cách một nguyên tử phản ứng hóa học với các chất khác trong môi trường của nó. Số lượng và sự sắp xếp của lớp electron ngoài cùng rất quan trọng, như là vị trí của chính lớp vỏ, vì các lớp vỏ khác nhau chứa các số lượng electron khác nhau. Show Khi một nguyên tử hoặc ion chỉ có các lớp vỏ electron đầy đủ, nó ít phản ứng hóa học hơn; nghĩa là nó ít có xu hướng hình thành liên kết cộng hóa trị. Các khí cao quý, chẳng hạn như heli và neon, hầu như hoàn toàn không phản ứng vì lớp vỏ hóa trị hoàn toàn tự nhiên của chúng. Ngược lại, các nguyên tử chỉ cách một hoặc hai electron từ các lớp vỏ hóa trị đầy đủ, dù theo chiều dương hay chiều âm, đều là những nguyên tố dễ phản ứng nhất. Liên kết cộng hóa trị, còn gọi là liên kết phân tử là một liên kết hóa học được hình thành bằng việc dùng chung một hay nhiều cặp electron giữa các nguyên tử. Những cặp electron này được gọi là cặp electron dùng chung, và sự cân bằng lực hút và lực đẩy giữa các nguyên tử trong khi chia sẻ các electron được gọi là liên kết cộng hóa trị.[1][cầnnguồntốthơn] Với nhiều phân tử, việc dùng chung electron cho phép mỗi nguyên tử đạt được cấu hình electron bền vững. So sánh cấu trúc electron giữa liên kết 3 electron và liên kết cộng hóa trị.[10]Ví dụ đơn giản nhất cho liên kết ba electron là liên kết có thể được hình thành trong cation helium dimer, He+ Các phân tử có liên kết với số electron bất thường thường có tính phản ứng cao. Các loại liên kết này chỉ duy trì ổn định giữa những nguyên tố có độ âm điện tương đương nhau.[11] Cộng hưởngSửa đổiCó những trường hợp mà chỉ mỗi cấu trúc Lewis không đủ để giải thích cấu trúc electron trong một phân tử, do vậy cần có sự chồng chất cấu trúc. Các nguyên tử trong các phân tử này có thể liên kết một cách khác biệt trong những cấu trúc khác biệt (liên kết đơn trong một cái, liên kết đôi trong cái khác, hoặc không có gì cả), dẫn tới các bậc liên kết không nguyên. Ion nitrat là một ví dụ với ba cấu trúc tương đương. Liên kết giữa nito và mỗi oxi là một liên kết đôi trong một cấu trúc và một liên kết đơn trong hai cấu trúc còn lại, vậy nên bậc liên kết trung bình trong mỗi tương tác N–O là 2 + 1 + 1/3 = 4/3.
ThơmSửa đổiTrong hóa học hữu cơ, khi một phân tử với một vòng phẳng tuân theo quy tắc Hückel, với số lượng các electron π đúng với công thức 4n+2 (n là số nguyên), thì đạt được tính ổn định và tính đối xứng cao. Trong benzen, hợp chất thơm đầu tiên, có 6 electron liên kết π (n=1, 4n+2=6). Chúng chiếm ba orbital phân tử bất định xứng (thuyết obitan phân tử) hoặc hình thành các liên kết π trong hai cấu trúc cộng hưởng kết hợp tuyến tính (thuyết liên kết hóa trị), tạo ra một hình lục giác thông thường thể hiện tính ổn định lớn hơn giả thuyết 1,3,5-cyclohexatriene. Trong trường hợp của các chất thơm dị vòng và các benzen được thế, sự khác biệt về độ âm điện giữa các phần của vòng có thể có thể chiếm ưu thế trong hoạt động hóa học của các liên kết vòng thơm, nếu không thì tương đương nhau. Siêu hóa trịSửa đổiMột vài phân tử nhất định như Xenon difluorua và sulfide hexaflo có số phối trí cao hơn con số có thể do quy tắc cộng hóa trị chặt chẽ theo theo quy tắc bát tử. Điều này được giải thích bởi mô hình liên kết ba tâm bốn điện tử ("3c–4e") trong đó giải thích hàm sóng phân tử in terms of non-bonding highest occupied molecular orbitals trong thuyết obitan phân tử and ionic-covalent cộng hưởng trong thuyết liên kết hóa trị. Thiếu electronSửa đổiTrong liên kết ba tâm hai điện tử ("3c–2e") ba nguyên tử chia sẻ hai electron trong nguyên kết. Loại liên kết này xảy ra trong hợp chất thiếu electron như diborane. Mỗi liên kết như vậy (2 trên mỗi phân tử trong dibonare) chứa một cặp electron liên kết các nguyên tử boron theo hình dạng một trái chuối, với một proton (hạt nhân của một nguyên tử hydro) ở giữa liên kết, chia sẻ electron với cả hai nguyên tử boron. Trong vài nhóm hóa học nhất định, liên kết gọi là bốn tâm hai điện tử cũng được đưa ra. Mô tả cơ chế lượng tửSửa đổiXem thêmSửa đổi
Tham khảoSửa đổi
NguồnSửa đổi
Liên kết ngoàiSửa đổi
Bản mẫu:Chemical bonds Bản mẫu:Organic chemistry |