Bài 10. Liên kết ion trang 53, 54, 55, 56 Hóa 10 Cánh diều

CH tr 53 MĐ

Phát biểu nào dưới đây phù hợp với sơ đồ phản ứng ở Hình 10.1?

(1) Nguyên tử Na nhường, nguyên tử Cl nhận electron để trở thành các ion

(2) Nguyên tử Na và Cl góp chung electron để trở thành các ion

Phương pháp giải:

Theo Hình 10.1

- Kim loại Na có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường đi 1 electron

- Phi kim Cl có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận thêm 1 electron

Lời giải chi tiết:

- Theo Hình 10.1 ta thấy:

+ Kim loại Na có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường đi 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

+ Phi kim Cl có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

=> Cl đã nhận thêm 1 electron từ Na để trở thành các ion

=> Phát biểu (1) phù hợp với sơ đồ phản ứng ở Hình 10.1

CH tr 54 LT

1. Hãy nêu một số hợp chất ion:

a) Tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử

b) Tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử

c) Tạo nên bởi các ion đa nguyên tử

Phương pháp giải:

- Hợp chất ion là các hợp chất được tạo nên từ cation và anion

- Các ion đơn nguyên tử như: Na⁺, Cl^-, Cu²⁺, K⁺, Br^-…

- Các ion đa nguyên tử như: CO₃^2-, NH₄⁺, NO₃^-…

Lời giải chi tiết:

a) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử là: NaCl, KBr, MgCl…

b) Hợp chất ion tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử là: KNO₃, NH₄Cl, Na₂SO₄…

c) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đa nguyên tử là: NH₄NO₃, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₄…

CH tr 54 CH

2. Viết hai giai đoạn của sự hình thành CaO từ các nguyên tử tương ứng (kèm theo cấu hình electron)

Phương pháp giải:

Giai đoạn 1: Hình thành các ion trái dấu từ các quá trình kim loại nhường electron và phi kim nhận electron theo quy tắc octet

Giai đoạn 2: Các ion trái dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo nên hợp chất ion. Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng không.

Lời giải chi tiết:

- Phân tử CaO gồm 2 nguyên tố: Ca và O

+ Cấu hình electron Ca: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

+ Cấu hình electron O: 1s²2s²2p⁴

Giai đoạn 1: Hình thành ion Ca²⁺ và O^2-

Ca → Ca²⁺ + 2e

Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶+ 2e

O + 2e → O^2-

Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴+ 2e → 1s²2s²2p⁶

Giai đoạn 2: Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng không.

Ca²⁺ + O^2-→ CaO

Nhận xét: Liên kết ion được hình thành giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình

CH tr 53 CH

1. Phát biểu nào sau đây là đúng?

a) Liên kết ion chỉ có trong đơn chất

b) Liên kết ion chỉ có trong hợp chất

c) Liên kết ion có trong cả đơn chất và hợp chất

Phương pháp giải:

Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu (tạo nên từ kim loại điển hình và phi kim điển hình)

Lời giải chi tiết:

Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương (kim loại) và ion âm (phi kim)

=> Liên kết ion chỉ có trong hợp chất

Phát biểu b đúng

CH tr 54 LT

2. Cho các ion: Li⁺, Ca²⁺, Al³⁺, F^-, O^2-, PO₄^3-. Hãy viết công thức tất cả các hợp chất ion (tạo nên từ một loại cation và một loại anion) có thể được tạo thành từ các ion đã cho. Biết rằng tổng điện tích của các ion trong hợp chất bằng 0.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức: $A_{x}^{a} B_{y}^{b}$

Ta có a.x + b.y = 0

Trong đó: x, y là số nguyên tử của nguyên tố A, B

a, b là điện tích của nguyên tố A và B

Lời giải chi tiết:

- $L i_{x}^{+} F_{y}^{-}$ : (+1).x + (-1).y = 0

=> x = y = 1

=> Công thức: LiF

- $L i_{x}^{+} O_{y}^{2 -}$ : (+1).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 1

=> Công thức: Li₂O

- $L i_{x}^{+} (P O_{4})_{y}^{3 -}$ : (+1).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 1

=> Công thức: Li₃PO₄

- $C a_{x}^{2 +} F_{y}^{-}$ : (+2).x + (-1).y = 0

=> x =1, y = 2

=> Công thức: CaF₂

- $C a_{x}^{2 +} O_{y}^{2 -}$ : (+2).x + (-2).y = 0

=> x = y = 1

=> Công thức: CaO

- $C a_{x}^{2 +} (P O_{4})_{y}^{3 -}$ : (+2).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 2

=> Công thức: Ca₃(PO₄)₂

- $A l_{x}^{3 +} F_{y}^{-}$ : (+3).x + (-1).y = 0

=> x = 1, y = 3

=> Công thức: AlF₃

- $A l_{x}^{3 +} O_{y}^{2 -}$ : (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al₂O₃

- $A l_{x}^{3 +} (P O_{4})_{y}^{3 -}$ : (+3).x + (-3).y = 0

=> x = y = 1

=> Công thức: AlPO₄

CH tr 54 LT

3. Cho các chất sau: SiO₂ là thành phần chính của thạch anh, CaCO₃ là thành phần của đá vôi. Hãy cho biết chất nào được tạo nên bởi liên kết ion? Giải thích

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

CH tr 55 TH

1. Lắp ráp mô hình tinh thể NaCl: Quan sát Hình 10.2b để lắp ráp mô hình tinh thể NaCl từ các quả cầu minh họa cho Na⁺, Cl^- và que nối

2. Từ mô hình NaCl, hãy cho biết xung quanh mỗi ion Na⁺ có bao nhiêu ion Cl^- (ở gần nhất với Na⁺)?

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 10.2b

Lời giải chi tiết:

1. Lắp mô hình tinh thể NaCl như Hình 10.2b

2.

Từ mô hình NaCl, có thể thấy được xung quanh mỗi ion Na⁺ có 6 ion Cl^-

CH tr 55 VD

1. Hãy kể tên một số hợp chất ion có xung quanh em và cho biết trong điều kiện thường, chúng tồn tại ở thể nào

Phương pháp giải:

Các phân tử tạo nên hợp chất ion là các cation và anion (tương tác với nhau bằng lực hút tĩnh điện)

=> Các phân tử này không chuyển động tự do được

=> Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

Lời giải chi tiết:

- Một số hợp chất ion có xung quanh em là:

+ Muối ăn: NaCl

+ Đá vôi: CaCO₃

+ Vôi sống: CaO

- Ở điều kiện thường, chúng tồn tại ở thể rắn

Bài tập 1

Bài 1: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

Hợp chất tạo nên bởi ion Al³⁺ và O^2- là hợp chất

(a) cộng hóa trị

(b) ion

(c) có công thức Al₂O₃

(d) có công thức Al₃O₂

Phương pháp giải:

- Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion mang điện tích trái dấu

- Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng 0

Lời giải chi tiết:

- Hợp chất tạo nên bởi ion Al³⁺ (mang điện tích dương) và ion O^2- (mang điện tích âm)

=> 2 ion trái dấu tạo nên hợp chất ion

- Gọi công thức hợp chất: $A l_{x}^{3 +} O_{y}^{2 -}$ : (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al₂O₃

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

Bài tập 2

Bài 2: Những tính chất nào sau đây là tính chất điển hình của hợp chất ion?

(a) Tồn tại ở thể khí trong điều kiện thường

(b) Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao

(c) Thường tồn tại ở thể rắn trong điều kiện thường

(d) Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

Phương pháp giải:

- Đặc điểm hợp chất ion:

+ Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

+ Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao

Lời giải chi tiết:

- Đặc điểm hợp chất ion:

+ Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

+ Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

Bài tập 3

Bài 3:

a) Giải thích vì sao bán kính nguyên tử Na, Mg lớn hơn bán kính các ion kim loại tương ứng

b) Vì sao cả Na₂O và MgO đều là chất rắn ở nhiệt độ thường?

c) Vì sao nhiệt độ nóng chảy của MgO (2 852^oC) cao hơn rất nhiều so với Na₂O (1 132^oC)?

Phương pháp giải:

a) Vẽ sơ đồ nguyên tử Na, Mg nhường electron ở lớp vỏ ngoài cùng

b) Na₂O và MgO là hợp chất ion

c) Dựa vào năng lượng phân li.

Lời giải chi tiết:

a)

- Ở dạng nguyên tử, Na và Mg đều có 3 lớp electron. Ở dạng ion Na+, Mg2+ chỉ có 2 lớp electron

=> Bán kính nguyên tử Na, Mg lớn hơn bán kính các ion kim loại tương ứng

b, Mỗi nguyên tử Na đã nhường 1 electron, nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Na để hình thành hợp chất ion Na₂O.

2Na⁺ + O^2- → Na₂O

Vì Na₂O là hợp chất ion nên ở điều kiện thường Na₂O tồn tại ở thể rắn.

Nguyên tử Mg nhường 2 electron, nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Mg để hình thành hợp chất ion MgO.

Mg²⁺ + O^2- → MgO

Vì MgO là hợp chất ion nên ở điều kiện thường MgO tồn tại ở thể rắn.

c, Tá có:

+ Bán kính ion Na⁺ < bán kính ion Mg²⁺.

+ Điện tích ion Mg²⁺ < điện tích ion Na⁺.

Vậy nhiệt độ nóng chảy của MgO (2852^oC) cao hơn rất nhiều so với Na₂O (1132^oC) do năng lượng phân li tỉ lệ thuận với điện tích ion và tỉ lệ nghịch với bán kính ion.

Lý thuyết

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 10: Liên kết ion