Đáp án Hóa học 10 cánh diều Bài 12. LIÊN KẾT HYDROGEN VÀ TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

BÀI 12: LIÊN KẾT HYDROGEN VÀ TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

I. LIÊN KẾT HYDROGEN

Câu 1: Vì sao nguyên tử H của của phân tử H₂O không tạo được liên kết hydrogen với nguyên tử C của phân tử CH₄?

Trả lời:

Nguyên tử H của H của của phân tử H₂O không tạo được liên kết hydrogen với nguyên tử C của phân tử CH₄. Vì nguyên tử C của phân tử CH₄ không còn cặp electron riêng.

Câu hỏi luyện tập 1: Viết các khả năng tạo thành liên kết hydrogen giữa một phân tử H₂O và một phân tử NH₃.

Trả lời:

• Vì N còn 1 của phân tử NH₃ còn 1 cặp electron riêng và có độ âm điện lớn hơn nguyên tử H của phân tử H₂O.
• Vậy một phân tử H₂O có khả năng tạo thành liên kết hydrogen với một phân tử NH₃, liên kết tạo bởi H và N.

Câu hỏi vận dụng 1: Vì sao HF có tính acid yếu hơn rất nhiều so với HCl? Biết rằng tính acid của một chất càng mạnh nếu phân tử đó càng dễ phân li thành ion H+.

Trả lời:

Độ âm điện của F lớn hơn Cl nên tương tác hút tĩnh điện giữa Hδ+ và Fδ- lớn hơn tương tác hút tĩnh điện giữa H^δ+ và Cl^δ-

⇒ H^δ+ trong phân tử HCl dễ phân li ra ion H+ hơn

⇒ Tính acid của HCl mạnh hơn tính acid của HF

Câu hỏi luyện tập 2: Vẽ các liên kết hydrogen được hình thành giữa H₂O với mỗi phân tử NH₃, C₂H₅OH.

Trả lời:

• Liên kết giữa H₂O với mỗi phân tử NH₃

• Liên kết giữa H₂O và C₂H₅OH.

Câu hỏi vận dụng 2: Hãy giải thích vì sao trong quá trình chưng cất rượu, C₂H₅OH bay trước H₂O mặc dù khối lượng phân tử C₂H₅OH lớn hơn nhiều khối lượng phân tử H₂O.

Trả lời:

• H₂O có khối lượng phân tử thấp hơn so với C₂H₅OH nhưng các phân tử nước liên kết khá chặt chẽ với nhau bởi các liên kết hydrogen. Nhiệt độ sôi của nước cao hơn C₂H₅OH.
• Vì vậy khi chưng cất rượu, C₂H₅OH có điểm sôi thấp hơn nước sẽ bay hơi trước.

II. TƯƠNG TÁC VAN DER WAALS

Câu hỏi vận dụng 3: Giải thích vì sao con tắc kè có thể di chuyển trên mặt kính trơn nhẵn, thẳng đứng.

Trả lời:

• Bàn chân của tắc kè có rất nhiều sợi lông cực nhỏ, được gọi là sợi stetae có kích thước cỡ micromet. Ở đầu mỗi sợi lông lại phân nhánh thành rất nhiều sợi lông nhỏ dơn được gọi là spatulae với kích cỡ nanomet.
• Các sợi spatulae cho phép tắc kè bám được trên trường hay mặt phẳng nhờ tương tác tĩnh điện “hai điện tích trái dấu hút nhau”. Mỗi phân tử trong cơ thể sống hoặc một vật nào đó thường cân bằng về điện tích. Nhưng một mặt có xu hướng mang điện tích dương và mặt còn lại mang điện tích âm. Khi tắc kè leo tường, các sợi spatulae siêu nhỏ có thể quay mặt mang điện tích âm của chúng về phía mặt mang điện tích dương của phân tử trên bề mặt tường (và ngược lại), tạo ra lực hút giữa các phân tử được gọi là lực liên kết Van der Waals.

Câu hỏi vận dụng 4:  Sưu tầm hình ảnh tinh thể nước đá, bông tuyết.

Trả lời:

Sưu tầm hình ảnh tinh thể nước đá, bông tuyết.

Câu hỏi vận dụng 5: Thu nhập thông tin liên quan đến các hiện tượng có xuất hiện của liên kết hydrogen, tương tác van der Waals trong thực tiễn.

Trả lời:

• Liên kết hydrogen trong nước giúp duy trì sự ổn định chất lỏng trong một phạm vi diện rộng, làm cho băng đá nhẹ hơn nước lỏng bởi vậy băng nổi trên mặt nước, nước có thể bay hơi làm cho hệ sinh thái trên Trái Đất tuần hoàn tự nhiên.
• Lực tương tác van der Waals: sự bám hút của hạt bụi trên bề măt; tắc kè, thạch sùng có thể bám chắc trên các bề mặt trơn nhẵn; khả năng kết dính của băng dính; sự hấp phụ chất độc và phân tử màu trong nước bởi than hoạt tính…

BÀI TẬP

Câu 1: Liên kết hydrogen xuất hiện giữa những phân tử cùng loại nào sau đây?

1. CH₄
2. NH₃
3. H₃C – O – CH₃
4. PH₃

Trả lời:

Câu đúng: B

Câu 2: Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của hai chất HBr và HF như sau:

Trả lời:

Câu 3: Những phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về các loại liên kết?

1. a) Liên kết hydrogen yếu hơn liên kết ion và liên kết cộng hóa trị.
2. b) Liên kết hydrogen mạnh hơn liên kết ion và liên kết cộng hóa trị.
3. c) Tương tác van der Waals yếu hơn liên kết hydrogen.
4. d) Tương tác van der Waals mạnh hơn liên kết hydrogen.

Trả lời:

Câu đúng: a,c

Câu 4: Các liên kết biểu diễn bằng các đường nét đứt có vai trò quan trọng trong việc làm bền chuỗi xoắn đôi DNA. Đó là loại liên kết gì?

1. Liên kết ion.                                              
2. Liên kết cộng hóa trị có cực.
3. Liên kết cộng hóa trị không cực.             
4. Liên kết hydrogen.

Trả lời:

 Câu đúng: D

Câu 5: Một kết quả nghiên cứu mới đây cho thấy các phân tử NH₃ có thể liên kết với nhau thành những cụm phân tử (NH₃)_n với n = 3 – 6. (Theo ACD Omega 2020, 5, 49, 31724-31729)

Vì sao các phân tử NH₃ có thể hình thành được cụm phân tử này?

Trả lời:

Nhờ có liên kết hydrogen giữa các nguyên tử H liên kết với N trong phân tử NH₃, các NH₃ hình thành được các cụm phân tử (NH₃)_n