Bài viết này sẽ hướng dẫn chi tiết cách viết công thức Lewis của SO2 (lưu huỳnh đioxit) một cách dễ hiểu và chính xác, phù hợp với chương trình sách mới (Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo). Hiểu rõ cấu trúc Lewis của SO2 là nền tảng quan trọng để nắm vững các khái niệm hóa học liên quan đến liên kết và cấu tạo phân tử.
Công Thức Electron Của SO2
Để viết công thức Lewis, trước tiên cần xác định công thức electron của SO2.
- Cấu hình electron của Sulfur (S): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴. Sulfur có 6 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 2 electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm.
- Cấu hình electron của Oxygen (O): 1s²2s²2p⁴. Oxygen cũng có 6 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 2 electron để đạt cấu hình bền vững.
Trong phân tử SO2, một nguyên tử S sẽ liên kết với hai nguyên tử O.
-
Nguyên tử S và một nguyên tử O góp chung 2 electron tạo thành 2 cặp electron dùng chung. Khi đó, cả S và O đều đạt octet (8 electron lớp ngoài cùng).
-
Nguyên tử O còn lại chưa đạt octet. S sẽ sử dụng một cặp electron chưa liên kết của mình để tạo thành một cặp electron chung với nguyên tử O này. Trong trường hợp này, S đóng vai trò là nguyên tử cho electron, còn O là nguyên tử nhận electron (liên kết cho – nhận).
Vậy, công thức electron của SO2 là:
Nhận xét:
- Phân tử SO2 có ba cặp electron dùng chung. Hai cặp electron do S và O cùng đóng góp, một cặp electron do S đóng góp (liên kết cho – nhận).
- Trong phân tử SO2, một nguyên tử O còn 3 cặp electron riêng, nguyên tử O còn lại 2 cặp electron riêng, và nguyên tử S còn 1 cặp electron riêng.
Công Thức Lewis Của SO2
Có hai cách để viết công thức Lewis của SO2:
a) Dựa vào công thức electron:
Từ công thức electron, thay mỗi cặp electron dùng chung bằng một gạch nối. Ta được công thức Lewis của SO2:
Liên kết cho – nhận có thể được biểu diễn bằng mũi tên từ nguyên tử cho (S) sang nguyên tử nhận (O):
b) Dựa vào quy tắc:
-
Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị:
- S có 6 electron hóa trị.
- O có 6 electron hóa trị.
- SO2 có 1 nguyên tử S và 2 nguyên tử O.
- Tổng số electron hóa trị = 6 + 6 * 2 = 18 electron.
-
Bước 2: Vẽ khung phân tử:
S có độ âm điện nhỏ hơn O, nên S là nguyên tử trung tâm:
O – S – O
-
Bước 3: Tính số electron chưa liên kết:
- Số electron đã tham gia liên kết đơn = 2 * 2 = 4 electron.
- Số electron chưa liên kết = 18 – 4 = 14 electron.
Hoàn thiện octet cho các nguyên tử O:
(Mỗi nguyên tử O cần thêm 6 electron).
Số electron còn lại: 14 – 6 * 2 = 2 electron. Đặt 2 electron này vào nguyên tử S.
-
Bước 4: Chuyển cặp electron chưa liên kết thành liên kết:
S chưa đạt octet, cần chuyển một cặp electron của một nguyên tử O thành cặp electron chung giữa S và O:
Công thức Lewis của SO2:
Nhận xét:
- Độ âm điện của S và O khác nhau (∆χ(S = O) = |2,58 – 3,44| = 0,86 > 0,4), nên liên kết S = O là liên kết cộng hóa trị phân cực, phân cực về phía O.
- Phân tử SO2 có cấu tạo góc.
Công Thức Cấu Tạo Của SO2
Từ công thức Lewis, loại bỏ các electron tự do (electron không tham gia liên kết) ta được công thức cấu tạo của SO2:
Nhận xét: Phân tử SO2 có 1 liên kết đôi S=O và một liên kết đơn S-O (hoặc liên kết cho-nhận).
Ví Dụ Minh Họa
Câu 1: Số liên kết σ (sigma) trong phân tử SO2 là bao nhiêu?
A. 1
B. 2
C. 3
D. 4
Đáp án đúng là: B
Trong phân tử SO2 có một liên kết đơn (là liên kết σ) và một liên kết đôi (gồm một liên kết σ và một liên kết π). Vậy phân tử SO2 gồm hai liên kết σ và một liên kết π.
Câu 2: Chất nào sau đây có liên kết cộng hóa trị phân cực?
A. K2O
B. H2S
C. NaCl
D. SO2
(Cho độ âm điện của các nguyên tố)
Đáp án đúng là: D
- K2O: ∆χ= |0,82 – 3,44| = 2,62 > 1,7 (liên kết ion)
- H2S: ∆χ = |2,2 – 2,58| = 0,38 < 0,4 (liên kết cộng hóa trị không phân cực)
- NaCl: ∆χ= |0,93 – 3,16| = 2,23 > 1,7 (liên kết ion)
- SO2: 0,4 < ∆χ = |2,58 – 3,44| = 0,86 < 1,7 (liên kết cộng hóa trị phân cực)
Bài viết này đã cung cấp đầy đủ kiến thức về công thức Lewis của SO2, từ công thức electron đến công thức cấu tạo, cùng với các ví dụ minh họa giúp bạn hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của phân tử này. Nắm vững kiến thức này sẽ giúp bạn tự tin hơn trong học tập và giải quyết các bài tập liên quan đến hóa học.
