Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Công thức Lewis của CCl4 (Carbon tetrachloride) chương trình mới của ba bộ sách Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng nắm vững Công thức Lewis của CCl4 (Carbon tetrachloride) gặp từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức Lewis của CCl4 (Carbon tetrachloride) chương trình mới

1. Công thức Lewis của CCl₄

a) Cách 1: Viết công thức Lewis dựa vào công thức electron

Từ công thức electron, thay 1 cặp electron dùng chung bằng 1 gạch nối giữa hai nguyên tử ta được công thức Lewis

Từ công thức electron của CCl₄ ta thấy mỗi nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử C bằng 1 cặp electron, ta thay mỗi cặp electron này bằng một gạch nối “–”. Ta được công thức Lewis của CCl₄ là:

b) Cách 2: Thực hiện lần lượt theo các bước sau

Bước 1: Tính tổng số electron hóa trị trong phân tử

C có 4 electron hóa trị, Cl có 7 electron hóa trị. Trong phân tử CCl₄ có 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử Cl.

Vậy tổng số electron hóa trị = 4.1 + 7.4 = 32 electron.

Bước 2: Xác định nguyên tử trung tâm và vẽ sơ đồ khung biểu diễn liên kết giữa nguyên tử trung tâm với các nguyên tử xung quanh qua các liên kết đơn. Nguyên tử trung tâm thường là nguyên tử cần nhiều electron nhất để đạt octet.

Vẽ một gạch (một liên kết) từ nguyên tử trung tâm tới mỗi nguyên tử xung quanh.

Trong phân tử CCl₄, C cần nhiều electron hơn để đạt octet. Vì vậy C là nguyên tử trung tâm, còn các nguyên tử Cl được xếp xung quanh:

(1)

Bước 3: Tính số electron hóa trị chưa tham gia liên kết bằng cách lấy tổng số electron trừ số electron tham gia tạo liên kết.

Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là:

32 – 2.4 = 24 electron.

Hoàn thiện octet cho các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn trong sơ đồ.

Trong công thức (1), xung quanh mỗi nguyên tử Cl mới có 2 electron nên cần phải bổ sung 6 electron vào mỗi nguyên tử này. Ta được công thức (2)

(2)

Số electron hóa trị còn lại = 24 – 6.4 = 0

Nguyên tử trung tâm C đã đạt octet.

Vậy công thức (2) chính là công thức Lewis của CCl₄.

- Nhận xét:

+ 1,7 > ∆χ(C – Cl) = |2,55 – 3,16| = 0,61 > 0,4 ⇒ Liên kết C – Cl trong phân tử CCl₄ thuộc loại liên kết cộng hóa trị phân cực. Liên kết C – Cl phân cực về phía nguyên tử Cl.

2. Cách viết công thức cấu tạo

Từ công thức Lewis, ta loại bỏ đi các electron tự do (electron không tham gia liên kết) thu được công thức cấu tạo.

- Công thức cấu tạo của CCl₄ là:

- Nhận xét:

+ Trong phân tử CCl₄ có 4 liên kết đơn C – Cl.

+ Phân tử CCl₄ có cấu trúc tứ diện.

3. Công thức electron của CCl₄

- Sự hình thành phân tử CCl₄:

Nguyên tử C có cấu hình electron là: 1s²2s²2p³ ⇒ có 4 electron hóa trị, cần thêm 4 electron để đạt octet.

Nguyên tử Cl có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ ⇒ có 7 electron hóa trị, cần thêm 1 electron để đạt octet.

Khi hình thành phân tử CCl₄, nguyên tử C góp chung với mỗi nguyên tử Cl một electron để tạo thành 1 cặp electron dùng chung, vì có 4 nguyên tử Cl nên có tất cả 4 cặp electron dùng chung của C và các nguyên tử Cl.

- Công thức electron của CCl₄ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử CCl₄ có 4 cặp electron dùng chung giữa nguyên tử C và các nguyên tử Cl. Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử Cl.

+ Trong phân tử CCl₄, mỗi nguyên tử Cl còn 3 cặp electron tự do.

4. Bài tập mở rộng về CCl₄

Câu 1. Số liên kết đơn trong phân tử CCl₄ là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Công thức cấu tạo của CCl₄ là:

Trong phân tử CCl₄ có 4 liên kết đơn C – Cl.

Câu 2. Liên kết trong phân tử CCl₄ thuộc loại liên kết

A. cộng hóa trị phân cực

B. cộng hóa trị không phân cực.

C. cho – nhận.

D. ion

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

1,7 > ∆χ(C – Cl) = |2,55 – 3,16| = 0,61 > 0,4 ⇒ Liên kết C – Cl trong phân tử CCl₄ thuộc loại liên kết cộng hóa trị phân cực. Liên kết C – Cl phân cực về phía nguyên tử Cl.

Câu 3. Viết công thức của một số phân tử sau theo mô hình VSEPR: CCl₄ và H₂S. Nêu số cặp electron hóa trị liên kết và chưa liên kết trong mỗi phân tử.

Hướng dẫn giải

Công thức Lewis của CCl₄ là:

Phân tử CCl₄: có 4 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm C và nguyên tử C không còn cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₄.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 4.

Công thức Lewis của H₂S là:

Phân tử H₂S: có 2 nguyên tử H liên kết với nguyên tử trung tâm S và nguyên tử S còn 2 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết

⇒ Công thức theo mô hình VSEPR: AX₂E₂.

⇒ Số cặp electron hóa trị liên kết là 2.

Câu 4. Viết công thức Lewis của phân tử CCl₄.

Hướng dẫn giải

Bước 1: C có 4 electron hóa trị, Cl có 7 electron hóa trị. Trong phân tử CCl₄ có 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử Cl.

⇒ Tổng số electron hóa trị của phân tử CCl₄ là: 1.4 + 4.7 = 32 electron

Bước 2: Sơ đồ khung biểu diễn liên kết của phân tử CCl₄

C có độ âm điện nhỏ hơn nên C là nguyên tử trung tâm.

Bước 3: Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là: 32 – 2 × 4 = 24 electron

Hoàn thiện octet cho nguyên tử có độ âm điện lớn hơn trong sơ đồ:

Sử dụng 24 electron này để tạo octet cho Cl trước (vì Cl có độ âm điện cao hơn)

Bước 4: Nguyên tử C đã được octet. Vậy công thức Lewis của CCl₄ là