Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Công thức Lewis của NCl3 (Nitrogen chloride) 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 NCl3 (Nitrogen chloride) gặp từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức Lewis của NCl3 (Nitrogen chloride) chương trình mới

1. Công thức Lewis của NCl₃

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 NCl₃ ta thấy mỗi nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử N bằng 1 cặp electron, ta thay mỗi cặp electron này bằng một gạch nối “–”. Ta được công thức Lewis của NCl₃ là:

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

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

Nguyên tử N có 5 electron hóa trị, nguyên tử Cl có 7 electron hóa trị. Phân tử NCl₃ có 1 nguyên tử N và 3 nguyên tử Cl.

Vậy tổng số electron hóa trị = 5.1 + 7.3 = 26 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 NCl₃, N cần nhiều electron để đạt octet nhất (N cần 3 electron để đạt octet, Cl cần 1 electron để đạt octet). Vì vậy, N 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:

26 – 2.3 = 20 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 bổ sung 6 electron vào mỗi nguyên tử này. Ta được công thức (2):

(2)

Số electron hóa trị còn lại = 20 – 6.3 = 2 electron.

Nguyên tử trung tâm N có 6 electron hóa trị, chưa đạt octet nên ta bổ sung 2 electron này vào N. Ta được công thức Lewis của NCl₃ là:

- Nhận xét:

+ ∆χ(N – Cl) = |3,04 – 3,16| = 0,12 < 0,4 ⇒ liên kết N – Cl trong phân tử NCl₃ thuộc loại liên kết cộng hóa trị không phân cực.

+ Liên kết N – Cl được tạo thành do sự xen phủ orbital p – p.

2. Công thức cấu tạo của NCl₃

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 NCl₃ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử NCl₃ chỉ gồm liên kết đơn.

+ Phân tử NCl₃ có cấu trúc tháp tam giác

3. Công thức electron của NCl₃

- Sự hình thành phân tử NCl₃:

Nguyên tử N có cấu hình electron là: 1s²2s²2p³ ⇒ có 5 electron hóa trị, cần thêm 3 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 NCl₃, nguyên tử N góp chung với mỗi nguyên tử Cl một electron để tạo thành 1 cặp electron dùng chung, vì có 3 nguyên tử Cl nên có tất cả 3 cặp electron dùng chung của N và các nguyên tử Cl.

- Công thức electron của NCl₃ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử NCl₃ có 3 cặp electron dùng chung giữa nguyên tử N và các nguyên tử Cl. Cặp electron chung không bị lệch về phía nguyên tử nào.

+ Trong phân tử NCl₃, mỗi nguyên tử Cl còn 3 cặp electron tự do, nguyên tử N còn 1 cặp electron tự do.

4. Bài tập mở rộng về NCl₃

Câu 1. Cho biết nguyên tử N có 5 electron hóa trị. Số cặp electron chưa liên kết của N trong phân tử NCl₃ là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Công thức electron của NCl₃ là:

Dựa vào công thức electron ta thấy nguyên tử N có 1 cặp electron chưa liên kết.

Câu 2. Liên kết trong phân tử NCl₃ thuộc loại

A. liên kết cộng hóa trị phân cực

B. liên kết cộng hóa trị không phân cực

C. liên kết hydrogen

D. liên kết ion

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

∆χ(N – Cl) = |3,04 – 3,16| = 0,12 < 0,4 ⇒ liên kết N – Cl trong phân tử NCl₃ thuộc loại liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Bài 3. Khi dùng chlorine để khử trùng hồ bơi, chlorine sẽ phản ứng với urea trong nước tiểu và mồ hôi người tắm, tạo hợp chất nitrogen trichloride (NCl₃), gây ra nhiều tác động xấu đến sức khỏe như đỏ mắt, hen suyễn, …

Viết công thức Lewis của nitrogen trichloride.

Hướng dẫn giải

Bước 1: Tổng số electron hóa trị của phân tử NCl₃ là:

5 + 7.3 = 26

Bước 2: Sơ đồ khung biểu diễn liên kết của phân tử NCl₃:

Bước 3: Số electron hóa trị chưa tham gia liên kết trong sơ đồ là:

26 – 2.3 = 20

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

Số electron hóa trị còn lại: 20 – 6.3 = 2

Nguyên tử trung tâm N chưa đạt octet, dùng 2 electron còn lại tạo octet cho N.

Công thức Lewis của nitrogen trichloride (NCl₃) là: