LÝ THUYẾT - SÁCH HÌNH ĐỘNG
LỚP 10·10 / 2026

LKH · 0535 phút

Liên kết σ, π và năng lượng liên kết

Đếm σ, π; tổng E phá vỡ liên kết

Cần học trướcLKH · 03 · Liên kết cộng hoá trị và công thức LewisCTN · 04 · Lớp, phân lớp và orbital nguyên tử

Mục tiêu

  • Phân biệt liên kết σ\sigma (xen phủ trục) và π\pi (xen phủ bên); đếm σ\sigma, π\pi từ công thức cấu tạo.
  • Nêu quan hệ giữa bậc liên kết, độ dài và năng lượng liên kết.
  • Tính năng lượng cần để phá vỡ hết các liên kết của một mol phân tử và so sánh độ bền.

Khởi động

Vì sao khí N2\mathrm{N_2} chiếm gần 4/54/5 không khí mà gần như không phản ứng, còn Cl2\mathrm{Cl_2} thì hoạt động mạnh? Và vì sao liên kết đôi C=C\mathrm{C=C} không "bền gấp đôi" liên kết đơn C−C\mathrm{C-C}?

σ: xen phủ trụcπ: xen phủ bên

01Kiến thức cần nhớ

1. Liên kết σ\sigma và π\pi

Liên kết cộng hoá trị hình thành khi các orbital nguyên tử xen phủ nhau:

  • Liên kết σ\sigma: xen phủ trục (đầu–đầu) dọc đường nối hai hạt nhân. Bền, đám mây electron tập trung giữa hai nguyên tử.
  • Liên kết π\pi: xen phủ bên (hai orbital pp song song), đám mây nằm ở hai phía mặt phẳng chứa trục liên kết. Xen phủ kém hơn nên yếu hơn σ\sigma.

Mọi liên kết đơn là σ\sigma. Liên kết đôi gồm 1σ+1π1\sigma + 1\pi. Liên kết ba gồm 1σ+2π1\sigma + 2\pi.

Liên kếtσ\sigmaπ\pi
Đơn1100
Đôi1111
Ba1122
Tương tácLiên kết σ và π trong 3D
Ethylene
Liên kết đơn: 1σ. Đôi: 1σ + 1π. Ba: 1σ + 2π. Que xanh là σ (xen phủ trục), thuỳ vàng là π (xen phủ bên).

Kéo để xoay. Chọn C₂H₆, C₂H₄, C₂H₂, N₂ và đếm: que xanh là σ, thuỳ vàng là π. Liên kết ba có hai cặp thuỳ vuông góc nhau. Tắt σ hoặc π để nhìn riêng từng loại.

2. Độ dài và năng lượng liên kết

  • Độ dài liên kết: khoảng cách giữa hai hạt nhân, đơn vị pm\text{pm}.
  • Năng lượng liên kết EbE_b: năng lượng cần để phá vỡ một mol liên kết ở thể khí thành nguyên tử, đơn vị kJ/mol\text{kJ/mol}. EbE_b càng lớn, liên kết càng bền, càng khó phá vỡ.

Cùng cặp nguyên tử, bậc liên kết tăng thì độ dài giảm, năng lượng tăng:

Liên kếtĐộ dài (pm)EbE_b (kJ/mol)
C−C\mathrm{C-C}154154346346
C=C\mathrm{C=C}134134614614
C≡C\mathrm{C\equiv C}120120839839

Các giá trị là số liệu tham khảo (trung bình); đề thật cho bảng kèm theo. Năng lượng liên kết C=C\mathrm{C=C} (614614) nhỏ hơn 2×3462\times346, vì liên kết π\pi yếu hơn σ\sigma: 614−346=268614 - 346 = 268 cho π\pi.

Một số năng lượng liên kết (kJ/mol, tham khảo): H−H\mathrm{H-H} 436436; Cl−Cl\mathrm{Cl-Cl} 243243; O=O\mathrm{O=O} 498498; N≡N\mathrm{N\equiv N} 945945; C−H\mathrm{C-H} 413413; O−H\mathrm{O-H} 463463; N−H\mathrm{N-H} 391391; H−Cl\mathrm{H-Cl} 431431.

Tương tácPhá vỡ liên kết: tổng năng lượng
Phân tử
So sánh với
Liên kếtSố lượngEb (kJ/mol)Tích (kJ)
H–O2463926
: 926 kJ/mol
2×H–O

Chọn một phân tử: bảng đếm từng loại liên kết, nhân với năng lượng liên kết rồi cộng. Chọn thêm “So sánh với” N₂, O₂, Cl₂ để thấy liên kết ba bền nhất.

02Tóm tắt

ÝNội dung
σ\sigmaXen phủ trục, bền; mọi liên kết có đúng 1σ1\sigma
π\piXen phủ bên, yếu hơn; đôi 1π1\pi, ba 2π2\pi
Đếmσ=\sigma = số liên kết; π=nđoˆi+2nba\pi = n_{\text{đôi}} + 2n_{\text{ba}}
EbE_bLớn thì bền và ngắn; tổng =∑(soˆˊ lieˆn keˆˊt×Eb)= \sum(\text{số liên kết}\times E_b)
Tiếp theoPhương pháp →