Chọn câu đúng. Sự thêm electron vào ocbitan phân tử phản liên kết dẫn đến hệ quả:

Để xác định cấu hình không gian của một phân tử hoặc ion là tứ diện đều, ta cần xem xét số lượng các nhóm thế và cặp electron tự do xung quanh nguyên tử trung tâm. Một phân tử/ion có cấu hình tứ diện đều khi nguyên tử trung tâm liên kết với 4 nhóm thế và không có cặp electron tự do. Dưới đây là phân tích từng phương án:

• Phương án A: CH4, SiH4, CCl4, NH4+, SO42-


• CH4: Carbon có 4 liên kết với hydro, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• SiH4: Silicon có 4 liên kết với hydro, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• CCl4: Carbon có 4 liên kết với clo, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• NH4+: Nitrogen có 4 liên kết với hydro, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• SO42-: Sulfur có 4 liên kết với oxygen, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.

Tất cả các phân tử và ion trong phương án A đều có cấu hình tứ diện đều.

• Phương án B: SF4, NH3, H2O, COCl2.


• SF4: Lưu huỳnh có 4 liên kết với fluor và một cặp electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình bập bênh).


• NH3: Nitrogen có 3 liên kết với hydro và một cặp electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình chóp tam giác).


• H2O: Oxygen có 2 liên kết với hydro và hai cặp electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình chữ V).


• COCl2: Carbon có 2 liên kết đơn với clo và 1 liên kết đôi với oxygen, không có electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình tam giác phẳng).

• Phương án C: BF3, CO2, SO2, CH2O.


• BF3: Boron có 3 liên kết với fluor, không có electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình tam giác phẳng).


• CO2: Carbon có 2 liên kết đôi với oxygen, không có electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình đường thẳng).


• SO2: Sulfur có 2 liên kết với oxygen và một cặp electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình chữ V).


• CH2O: Carbon có 2 liên kết đơn với hydro và một liên kết đôi với oxygen, không có electron tự do. Cấu hình không phải tứ diện đều (cấu hình tam giác phẳng).

• Phương án D: CH4, SiF4, CH3Cl, CH2Cl2.


• CH4: Carbon có 4 liên kết với hydro, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• SiF4: Silicon có 4 liên kết với fluor, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• CH3Cl: Carbon có 3 liên kết với hydro và 1 liên kết với clo, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.


• CH2Cl2: Carbon có 2 liên kết với hydro và 2 liên kết với clo, không có electron tự do. Cấu hình tứ diện đều.

Tất cả các phân tử trong phương án D đều có cấu hình tứ diện đều.

Trong dãy hợp chất với hydro của các nguyên tố nhóm VIA, nhiệt độ sôi của H2O cao hơn hẳn so với các chất còn lại do có liên kết hydrogen. Từ H2S đến H2Te, nhiệt độ sôi tăng dần do khối lượng phân tử tăng, dẫn đến lực Van der Waals tăng.
Vậy đáp án đúng là: Nhiệt độ sôi của H2O > H2S < H2Se < H2Te (nhiệt độ sôi của H2S thấp nhất).

Để giải bài tập này, ta sử dụng phương trình Nernst:

E = E^o + (0,059/n) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])

Trong đó:

• E là thế điện cực đo được (0,169 V)
• E^o là thế điện cực chuẩn (0,15 V)
• n là số electron trao đổi (trong trường hợp này, Sn⁴⁺ nhận 2 electron để thành Sn²⁺, nên n = 2)

Thay các giá trị đã biết vào phương trình, ta có:

0,169 = 0,15 + (0,059/2) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])

Giải phương trình để tìm tỉ lệ [Sn⁴⁺]/[Sn²⁺]:

0,169 - 0,15 = (0,059/2) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])

0,019 = (0,059/2) * log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺])

log([Sn⁴⁺]/[Sn²⁺]) = 0,019 * (2/0,059) ≈ 0,644

[Sn⁴⁺]/[Sn²⁺] = 10^0,644 ≈ 4,41

Vậy tỉ lệ [Sn⁴⁺]/[Sn²⁺] ≈ 4,41.

Để xét xem một liên kết có thể tồn tại bền vững hay không, ta cần xem xét sự đối xứng của các orbital tham gia liên kết. Liên kết bền vững khi có sự xen phủ orbital hiệu quả, tức là các orbital phải có tính đối xứng phù hợp.

• (1) σ_1s−2px: Liên kết sigma giữa orbital 1s (hình cầu) và orbital 2px (hình quả tạ dọc trục x). Liên kết này bền vững.
  
• (2) σ_1s−1s: Liên kết sigma giữa hai orbital 1s (hình cầu). Liên kết này bền vững.
  
• (3) σ_2px−2px: Liên kết sigma giữa hai orbital 2px (hình quả tạ dọc trục x). Liên kết này bền vững.
  
• (4) π_2py−2px: Liên kết pi giữa orbital 2py (hình quả tạ dọc trục y) và orbital 2px (hình quả tạ dọc trục x). Do tính đối xứng không phù hợp (vuông góc nhau), liên kết này không bền vững.
  
• (5) π_3dxy−3dx2: Liên kết pi giữa orbital 3dxy và 3dx2−y2. Liên kết này bền vững.
  
• (6) π_3py−3dxy: Liên kết pi giữa orbital 3py và 3dxy. Liên kết này bền vững.
  

Vậy, các liên kết bền vững là 1, 2, 3, 5.