Amoniac (NH3) là một hợp chất vô cơ quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Việc hiểu rõ Công Thức Electron Của Nh3 là nền tảng để nắm vững cấu trúc và tính chất hóa học của nó. Bài viết này sẽ cung cấp một hướng dẫn chi tiết và dễ hiểu về công thức electron, công thức Lewis, công thức cấu tạo của NH3, kèm theo các ví dụ minh họa.
1. Công Thức Electron Của NH3
Để hiểu công thức electron của NH3, ta cần xem xét sự hình thành liên kết trong phân tử này.
-
Cấu hình electron:
- Nitrogen (N): 1s²2s²2p³ (có 5 electron hóa trị)
- Hydrogen (H): 1s¹ (có 1 electron hóa trị)
-
Sự hình thành liên kết: Nguyên tử Nitrogen cần thêm 3 electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm (octet). Mỗi nguyên tử Hydrogen cần thêm 1 electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm Helium (duplet).
-
Cơ chế: Một nguyên tử N góp chung 3 electron với 3 nguyên tử H, mỗi nguyên tử H góp 1 electron với N, tạo thành 3 cặp electron dùng chung. Nguyên tử N còn lại một cặp electron không liên kết (cặp electron cô đơn).
-
Công thức electron:
Sau khi tạo thành liên kết, mỗi nguyên tử H có 2 electron (1s² – cấu hình của He), và nguyên tử N có 8 electron ở lớp ngoài cùng (2s²2p⁶ – cấu hình của Ne), thỏa mãn quy tắc octet (trừ H thỏa mãn quy tắc duplet).
Nhận xét:
- Phân tử NH3 có 3 liên kết cộng hóa trị đơn N-H.
- Cặp electron chung bị lệch về phía nguyên tử N do N có độ âm điện lớn hơn H.
- Nitrogen còn một cặp electron tự do, đóng vai trò quan trọng trong tính bazơ của NH3.
2. Công Thức Lewis (Công Thức Cấu Trúc Electron)
Công thức Lewis biểu diễn sự liên kết giữa các nguyên tử và các electron không liên kết.
Cách viết:
- Tính tổng số electron hóa trị: N (5) + 3H (3 x 1) = 8 electron.
- Vẽ khung phân tử: N là nguyên tử trung tâm, 3 nguyên tử H liên kết với N bằng liên kết đơn.
- Phân phối electron: Sử dụng 6 electron để tạo 3 liên kết đơn N-H. Còn lại 2 electron, đặt chúng thành cặp electron không liên kết trên nguyên tử N.
Công thức Lewis của NH3:
3. Công Thức Cấu Tạo
Công thức cấu tạo chỉ biểu diễn các liên kết giữa các nguyên tử, không biểu diễn các electron không liên kết. Thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối.
Công thức cấu tạo của NH3:
H
|
H - N - HNhận xét:
- Phân tử NH3 có 3 liên kết đơn N-H.
- Phân tử có cấu trúc hình chóp tam giác, không phải phẳng, do ảnh hưởng của cặp electron không liên kết trên N.
4. Tính Chất Liên Kết và Cấu Trúc Của NH3
- Độ âm điện: N (3.04) > H (2.20) => Liên kết N-H là liên kết cộng hóa trị phân cực.
- Hình dạng phân tử: Do cặp electron không liên kết trên N chiếm nhiều không gian hơn so với các electron liên kết, phân tử NH3 có dạng hình chóp tam giác với N ở đỉnh và 3 nguyên tử H ở đáy. Góc liên kết H-N-H nhỏ hơn 109.5° (góc của hình tứ diện đều).
5. Ví Dụ Minh Họa
Câu 1: Trong phân tử NH3, kiểu liên kết giữa N và H là:
A. Liên kết ion
B. Liên kết cộng hóa trị không cực
C. Liên kết cộng hóa trị có cực
D. Liên kết kim loại
Đáp án: C. Liên kết cộng hóa trị có cực (do sự khác biệt độ âm điện giữa N và H).
Câu 2: Số lượng cặp electron chưa liên kết (electron cô đơn) trên nguyên tử Nitrogen trong phân tử NH3 là:
A. 0
B. 1
C. 2
D. 3
Đáp án: B. 1 (Cặp electron không liên kết quyết định tính bazơ của NH3).
6. Ứng Dụng Của Kiến Thức Về Công Thức Electron NH3
Hiểu rõ công thức electron của NH3 giúp:
- Dự đoán tính chất hóa học của NH3 (tính bazơ, khả năng tạo phức…).
- Giải thích cấu trúc và hình dạng phân tử.
- Hiểu cơ chế phản ứng có sự tham gia của NH3.
- Ứng dụng trong các bài tập hóa học liên quan đến liên kết hóa học và cấu trúc phân tử.
Kết Luận
Công thức electron của NH3 là nền tảng quan trọng để hiểu cấu trúc và tính chất của hợp chất này. Việc nắm vững các khái niệm về electron hóa trị, liên kết cộng hóa trị, công thức Lewis, và công thức cấu tạo sẽ giúp bạn giải quyết các bài toán hóa học và hiểu sâu hơn về thế giới hóa học xung quanh ta.
