Liên kết σ, π và năng lượng liên kết

Đếm $\sigma$, $\pi$ của $\mathrm{C_2H_4}$ và $\mathrm{C_2H_2}$.

Giải. $\mathrm{H_2C=CH_2}$: $4$ liên kết $\mathrm{C-H}$ ($4\sigma$) và $\mathrm{C=C}$ ($1\sigma + 1\pi$): $5\sigma$, $1\pi$. $\mathrm{HC\equiv CH}$: $2$ liên kết $\mathrm{C-H}$ và $\mathrm{C\equiv C}$ ($1\sigma + 2\pi$): $3\sigma$, $2\pi$.

Đếm $\sigma$, $\pi$ của $\mathrm{HCN}$ và $\mathrm{CO_2}$.

Giải. $\mathrm{H-C\equiv N}$: $\mathrm{C-H}$ ($1\sigma$) và $\mathrm{C\equiv N}$ ($1\sigma + 2\pi$): $2\sigma$, $2\pi$. $\mathrm{O=C=O}$: hai liên kết đôi, mỗi liên kết $1\sigma + 1\pi$: $2\sigma$, $2\pi$.

Đếm $\sigma$, $\pi$ của $\mathrm{CH_2=CH-C\equiv CH}$.

Giải. Liên kết đơn: $4$ liên kết $\mathrm{C-H}$ và $1$ liên kết $\mathrm{C-C}$ (giữa $\mathrm{C}_2$ và $\mathrm{C}_3$) $= 5$. Liên kết đôi $\mathrm{C=C}$: $1$. Liên kết ba $\mathrm{C\equiv C}$: $1$. $\sigma = 5 + 1 + 1 = 7$; $\pi = 1 + 2 = 3$.

Benzene $\mathrm{C_6H_6}$ (mô hình ba liên kết đôi xen kẽ) có bao nhiêu $\sigma$, $\pi$?

Giải. $6$ liên kết $\mathrm{C-H}$, $6$ liên kết $\mathrm{C-C}$ trong vòng ($3$ đơn $+$ $3$ đôi). $\sigma = 6 + 6 = 12$; $\pi = 3$.

Tính năng lượng cần phá vỡ hết liên kết của $1$ mol $\mathrm{H_2O}$ và $1$ mol $\mathrm{CH_4}$ ($E_b(\mathrm{O-H}) = 463$, $E_b(\mathrm{C-H}) = 413$ kJ/mol).

Giải. $\mathrm{H_2O}$: $2\times463 = 926\ \text{kJ}$. $\mathrm{CH_4}$: $4\times413 = 1652\ \text{kJ}$.

Cho $E_b(\mathrm{N\equiv N}) = 945$, $E_b(\mathrm{O=O}) = 498$, $E_b(\mathrm{Cl-Cl}) = 243$ kJ/mol. Phân tử nào bền nhất? Giải thích vì sao $\mathrm{N_2}$ trơ.

Giải. $945 > 498 > 243$ nên $\mathrm{N_2}$ bền nhất, $\mathrm{Cl_2}$ kém bền nhất. $\mathrm{N_2}$ có liên kết ba rất bền, cần $945\ \text{kJ/mol}$ để phá vỡ nên khó tham gia phản ứng ở điều kiện thường.

Với $E_b(\mathrm{O-H}) = 463\ \text{kJ/mol}$, năng lượng phá vỡ hết liên kết trong $9\ \text{g}$ nước là bao nhiêu ($M = 18$)?

Giải. $n = 9/18 = 0{,}5\ \text{mol}$; $0{,}5\times926 = 463\ \text{kJ}$.