Lý thuyết trọng tâm hóa học 10 kết nối bài 11: Liên kết ion

I. SỰ TẠO THÀNH ION

Na: 1s²2s²2p⁶3s¹

Mg:  1s²2s²2p⁶3s²

Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

F: 1s²2s²2p⁵

S: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Ne: 1s²2s²2p⁶

Ar: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

So sánh: độ bền cấu hình electron của các nguyên tử Na, Mg, Al, F kém hơn Ne; S và Cl kém hơn Ar. Vì Ne và Ar có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng còn các nguyên tố khác không có cấu hình này.

=> Để đạt cấu hình bền vững, các nguyên tử nhường bỏ electron tạo thành cation hoặc nhận thêm electron tạo thành anion để đạt cấu hình khí hiếm gần nhất.

Điện tích của cation bằng số electron mà nguyên tử đã nhường, điện tích của anion bằng số electron mà nguyên tử đã nhận.

• Sự tạo thành cation Mg²⁺, Al³⁺:

Mg → Mg²⁺ + 2e

Al  →  Al³⁺  + 3e

• Sự tạo thành anion F^- và S^2-:

F + 1e  →  F^-

S   + 2e → S^2-

Ngoài một số ion đơn nguyên tử ta đã học, ta còn gặp rất nhiều ion đa nguyên tử khác: NH₄⁺, SO₄^2- , HCO₃^- …

Trả lời câu hỏi 1 sgk trang 52:

a) Li → Li⁺ + e

b) Be → Be²⁺ +2e

c) Br + 1e → Br^-

d) O + 2e → O^2-

Trả lời câu hỏi 2 sgk trang 52:

K⁺ và S^2- : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ giống cấu hình của Ar.

Mg²⁺: 1s²2s²2p⁶ giống cấu hình của Ne

F^-: 1s²2s²2p⁶ giống cấu hình của Ne

Trả lời câu hỏi 3 sgk trang 52:

Một ion O^2- kết hợp với hai ion Li⁺ để tạo Li₂O trung hòa về điện.

II. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION

Không phải tất cả các ion đều sẽ hút nhau. Trong các ion Na⁺, Mg²⁺, Cl^-, O^2- thì các cation sẽ hút anion:

• Na⁺, Cl^- hút nhau;
• Na⁺, O^2- hút nhau;
• Mg²⁺ , Cl- hút nhau;
• Mg²⁺, O^2- hút nhau.

=> Lực hút tĩnh điện giữa các ion điện tích trái dấu trong phân tử hay tinh thể tạo ra liên kết ion.

=> Liên kết ion thường được hình thành giữ kim loại điển hình và phi kim điểm hình.

VD đề xuất một số ion và sự hình thành ion theo quy tắc octet.

• Ca²⁺ và Cl^- :

• K⁺ và Cl^- :

Ví dụ:

• Một số nguyên tử được đưa ra: Mg, Ca, Br, O
• Dự đoán: Mg, Ca có khả năng tạo thành cation; Br, O có khả năng tạo thành anion
• Mg có khả năng tạo thành liên kết ion Br, O; Ca có khả năng tạo thành liên kết ion với Br, O.

Trả lời câu hỏi 4 sgk trang 52:

Có thể tạo thành liên kết ion từ : Na⁺ và Cl^-; Na⁺ và O^2-; Mg²⁺ và Cl^-; Mg²⁺ và O^2- tạo thành các hợp chất ion lần lượt là:  NaCl, Na₂O , MgCl₂ và MgO.

Trả lời câu hỏi 5 gsk trang 52:

a) Calcium oxide.

b) Magnesium chloride.

III. TINH THỂ ION

1. Cấu trúc của tinh thể ion

Các ion được sắp xếp theo một trật tự nhất định trong không gian theo kiểu mạng lưới, trong đó ở các nút của mạng lưới là những ion dương và ion âm được sắp xếp luân phiên, liên kết chặt chẽ với nhau do sự cân bằng giữa lực hút và lực đẩy.

Công thức hóa học của tinh thể sodium chloride là (NaCl)_n.

  => 

Mỗi ion Na⁺  được bao quanh bởi 6 ion Cl^- và mỗi ion Cl^- được bao quanh bởi 6 ion Na⁺ gần nhất.

2. Độ bền và tính chất của hợp chất ion

Hợp chất ion thường là chất rắn nhưng khá giòn, khó nóng chảy, khó bay hơi ở điều kiện thường. Nguyên nhân: trong tinh thể, lực hút tĩnh điện rất mạnh.

Hợp chất ion có thể dẫn điện ở trạng thái nóng chảy hoặc tan trong nước. Nguyên nhân: ở trạng thái lỏng, các ion có thể chuyển động khá tự do.

Quan sát được hiện tượng là:

• Dung dịch nước đường: đèn không sáng => không dẫN điện
• Muối ăn khan: đèn không sáng => không dẫn điện
• Dung dịch muối ăn bão hòa: đèn sáng => có dẫn điện

=> Chứng tỏ: Nước và đường, NaCl rắn không dẫn điện. Khi hòa tan NaCl vào nước, các ion tách khỏi mạng lưới tinh thể, chuyển động khá tự do và là tác nhân dẫn điện.