Liên kết cộng hóa trị là gì? Đặc điểm và cách nhận biết

Liên kết cộng hóa trị là một trong những loại liên kết hóa học phổ biến nhất, đóng vai trò nền tảng cho cấu trúc và tính chất của vô số hợp chất. Tuy nhiên, không phải ai cũng nắm vững bản chất và đặc điểm của loại liên kết này. Hãy cùng LabVIETCHEM khám phá sâu hơn về loại liên kết quan trọng này.

1. Thế nào là liên kết cộng hoá trị?

Liên kết cộng hóa trị là "cầu nối" giữa các nguyên tử, ion hoặc phân tử, được hình thành khi chúng cùng chia sẻ một hoặc nhiều cặp electron. Mỗi cặp electron chung này đóng vai trò như một "chiếc cầu nhỏ" kết nối hai thực thể lại với nhau, tạo nên liên kết hóa học. Chính nhờ sự chia sẻ electron mà các nguyên tử có thể đạt được cấu hình electron bền vững, góp phần xây dựng nên vô số phân tử đa dạng trong tự nhiên.

Hình 1: Liên kết cộng hóa trị được tạo nên bởi 2 nguyên tử có một hay nhiều cặp electron dùng chung

2. Phân loại các liên kết cộng hoá trị

2.1 Liên kết cộng hoá trị phân cực

Liên kết cộng hóa trị phân cực hình thành khi sự chia sẻ electron giữa các nguyên tử không đồng đều. Nguyên nhân chính là do sự chênh lệch về độ âm điện giữa các nguyên tử liên kết. Nguyên tử có độ âm điện lớn hơn sẽ hút cặp electron chung về phía mình mạnh hơn, tạo nên một cực âm. Ngược lại, nguyên tử còn lại sẽ mang một phần điện tích dương, hình thành cực dương. Sự phân bố điện tích không đồng đều này tạo nên một lưỡng cực điện trong phân tử.

2.2 Liên kết cộng hoá trị không phân cực

Liên kết cộng hóa trị không phân cực được hình thành khi các nguyên tử liên kết chia sẻ electron một cách cân bằng. Điều này xảy ra khi cả hai nguyên tử có độ âm điện xấp xỉ nhau, tạo ra một lực hút tương đương lên cặp electron chung. Do đó, cặp electron không bị lệch về phía nguyên tử nào, dẫn đến phân tử không mang tính phân cực. Mặt khác, điều này cũng xảy ra trong các phân tử khí (diatomic). Hạt có độ âm điện cao sẽ hút các electron ra khỏi bên yếu hơn.

Hình 2: Liên kết cộng hóa trị không phân cực nếu các electron chia sẻ đều nhau

2.3 Liên kết đơn phân tử 

Liên kết đơn là loại liên kết hóa học hình thành khi hai nguyên tử cùng chia sẻ một cặp electron. So với liên kết đôi và liên kết ba, liên kết đơn có cấu trúc đơn giản hơn, mật độ electron thấp hơn và năng lượng liên kết nhỏ hơn. Tuy nhiên, chính sự đơn giản này lại mang đến cho liên kết đơn một ưu thế đặc biệt: tính ổn định cao. Do chỉ có một cặp electron tham gia liên kết, liên kết đơn ít bị phá vỡ hơn khi tác động bởi các yếu tố bên ngoài.

2.4 Liên kết đôi phân tử 

Trong khi liên kết đơn hình thành khi hai nguyên tử cùng chia sẻ một cặp electron thì liên kết đôi được tạo ra khi hai nguyên tử đó cùng chia sẻ hai cặp electron. Liên kết đôi được biểu diễn bằng hai vạch nối giữa hai nguyên tử, tượng trưng cho hai cặp electron đang được dùng chung. Mặc dù mạnh mẽ hơn liên kết đơn, liên kết đôi lại kém bền vững hơn và dễ bị phá vỡ trong các phản ứng hóa học.

2.5 Liên kết ba phân tử

Liên kết ba phân tử là liên kết cộng hóa trị kém ổn định nhất. Liên kết này diễn ra khi có 3 cặp electron được chia sẻ giữa hai nguyên tử của một phân tử.

3. Đặc điểm của liên kết cộng hoá trị 

Liên kết cộng hóa trị có những đặc điểm nổi bật sau:

3.1 Dạng tồn tại 

Các chất có liên kết cộng hóa trị có thể tồn tại ở nhiều trạng thái vật chất khác nhau, từ chất rắn như đường, sắt, lưu huỳnh đến chất lỏng như rượu, nước và chất khí như hydro, clo, carbon dioxide. Sự đa dạng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc phân tử, lực tương tác giữa các phân tử và điều kiện nhiệt độ.

3.2 Những chất có cực 

Những chất có cực như: đường, ancol etylic... sẽ tan nhiều trong môi trường dung môi có cực như nước. 

3.3 Những chất không cực 

Những chất không cực như ion, lưu huỳnh… sẽ tan trong các dung môi không cực như: benzen, cacbon tetraclorura…

Chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không có khả năng dẫn điện ở mọi trạng thái.

Hình 3: Liên kết cộng hóa trị không cực có thể dẫn điện

4. Phương pháp nhận biết liên kết cộng hoá trị và liên kết ion

4.1 Đặc điểm liên kết ion

• Liên kết ion được tạo ra giữa 2 nguyên tử khác nhau, trong đó một nguyên tử sẽ nhường electron cho một nguyên tử khác. 
• Vì mỗi nguyên tử đều có ít hơn một electron và nguyên tử kia lại có thêm một nguyên tử, nên hai nguyên tử này đều trở thành các ion.
• Ion kim loại bị mất một electron sẽ có điện tích dương và ion phi kim loại thu được một electron có điện tích âm. Điều này dẫn đến các ion sẽ hút mạnh vào nhau để tạo nên liên kết.
• Các hợp chất ion thường sẽ ở dạng rắn như muối. Nhờ vào điểm nóng chảy cao khi hòa tan vào nước mà tạo ra độ dẫn điện cao.

Hình 4. Sự khác biệt của liên kết ion

4.2 Đặc điểm liên kết cộng hoá trị

• Liên kết cộng hóa trị hình thành khi hai nguyên tử cùng chia sẻ electron để đạt được cấu hình electron bền vững của khí hiếm.
• Nguyên nhân hình thành liên kết cộng hóa trị là do nguyên tử tham gia liên kết thường có xu hướng đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.
• Việc chia sẻ electron giúp các nguyên tử đạt được sự ổn định về mặt hóa học.

Trên đây là những thông tin chi tiết về liên kết cộng hóa trị mà LabVIETCHEM muốn chia sẻ cùng bạn. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp ích cho quá trình học tập và nghiên cứu của bạn. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào chưa được giải đáp, hãy liên hệ ngay với chúng tôi. LabVIETCHEM luôn sẵn lòng hỗ trợ bạn mọi lúc, mọi nơi.