Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu Công thức Lewis của PCl3 (Phosphorus trichloride) 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 PCl3 (Phosphorus trichloride) gặp từ đó học tốt môn Hóa học.

Công thức Lewis của PCl3 (Phosphorus trichloride) chương trình mới

1. Công thức Lewis của PCl₃

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 PCl₃ ta thấy mỗi nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử P bằng 1 cặp electron, ta thay mỗi cặp electron này bằng một gạch nối “–”. Ta được công thức Lewis của PCl₃ là:

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

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

Phosphorus (P) có 5 electron hóa trị, Cl có 7 electron hóa trị. Trong phân tử PCl₃ có 1 nguyên tử P 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 PCl₃, P cần nhiều electron hơn để đạt octet. Vì vậy P 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 (trừ hydrogen) trong sơ đồ.

Từ 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)

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

Nguyên tử trung tâm P có 6 electron hóa trị, chưa đạt octet.

Dùng electron hóa trị còn lại để tạo octet cho nguyên tử trung tâm.

Thu được công thức Lewis của PCl₃ là:

- Nhận xét:

+ ∆χ(P – Cl) = |2,19 – 3,16| = 0,97 > 0,4 ⇒ liên kết P – Cl trong phân tử PCl₃ thuộc loại liên kết cộng hóa trị phân cực. Liên kết P – Cl phân cực về phía nguyên tử Cl.

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

2. Công thức cấu tạo của PCl₃

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 PCl₃ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử PCl₃ chỉ gồm liên kết đơn.

+ Phân tử PCl₃ có cấu trúc tháp tam giác

3. Công thức electron của PCl₃

- Sự hình thành phân tử PCl₃:

Nguyên tử P có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³ ⇒ 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 PCl₃, nguyên tử P 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 P và các nguyên tử Cl.

- Công thức electron của PCl₃ là:

- Nhận xét:

+ Phân tử PCl₃ có 3 cặp electron dùng chung giữa nguyên tử P và các nguyên tử Cl. Cặp electron chung lệch về phía nguyên tử Cl.

+ Trong phân tử PCl₃, mỗi nguyên tử Cl còn 3 cặp electron tự do, nguyên tử P còn 1 cặp electron tự do.

4. Bài tập mở rộng về PCl₃

Câu 1. Cho biết nguyên tử P có 5 electron hóa trị. Số electron chưa liên kết của P trong phân tử PCl₃ là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Công thức electron của PCl₃ là:

Dựa vào công thức electron ta thấy nguyên tử P có 2 electron chưa liên kết.

Câu 2. Công thức nào sau đây biểu diễn đúng cấu trúc Lewis của PCl₃

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Công thức biểu diễn đúng cấu trúc Lewis của PCl₃ là:

Câu 3. Công thức của PCl₃ theo mô hình VSEPR là

A. AX₃.                 

B. AXE₂.               

C. AX₃E.               

D. AX₂E.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Công thức Lewis của PCl₃ là:

Theo mô hình VSEPR, công thức phân tử của PCl₃ có dạng AX₃E vì:

+ Có 3 nguyên tử Cl liên kết với nguyên tử trung tâm P.

+ Có nguyên tử P có 1 cặp electron hóa trị chưa tham gia liên kết.

Bài 4. Dự đoán trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm trong các phân tử sau:

a) PCl₃        

• b) CS₂

  Hướng dẫn giải

  Lưu ý: Có thể dự đoán nhanh trạng thái lai hóa của nguyên tử A (nguyên tố s, p) trong một phân tử bất kì như sau:

  - Xác định số nguyên tử liên kết trực tiếp với A.

  - Xác định số cặp electron hóa trị riêng của A.

  - Nếu tổng hai giá trị là 2; 3 hoặc 4 thì trạng thái lai hóa của A lần lượt là sp; sp² hoặc sp³

  a) Trong phân tử PCl₃

  

  - Số nguyên tử liên kết với P là 3.

  - Số cặp electron hóa trị riêng của P là 1

  - Tổng hai giá trị là 4 ⇒ Trạng thái lai hóa của C là sp³.

  b) Trong phân tử CS₂

  

  - Số nguyên tử liên kết với C là 2.

  - Số cặp electron hóa trị riêng của C là 0

  - Tổng hai giá trị là 2 ⇒ Trạng thái lai hóa của C là sp.