2. Bài 11. Liên kết ion

Liên kết ion được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng

A. một hay nhiều cặp electron dùng chung.

B. một hay nhiều cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử đóng góp.

C. lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

D. một hay nhiều cặp electron dùng chung và các cặp electron này lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa của liên kết ion: Liên kết ion là liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu trong phân tử hay tinh thể

Lời giải chi tiết:

Đáp án: C

Liên kết ion là loại liên kết hoá học được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa các phần tử nào sau đây?

A. cation và anion.                             

B. các anion

C. cation và electron tự do.                

D. electron và hạt nhân nguyên tử.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa của liên kết ion: Liên kết ion là liên kết được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu trong phân tử hay tinh thể

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

Biểu diễn sự tạo thành ion nào sau đây đúng?

A. Na + le -> Na⁺.                                           B. Cl₂ -> 2Cl^- + 2e.

C. O₂ + 2e -> 2O^2-.                                         D. Al -> Al³⁺ + 3e.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Các nguyên tố nguyên nhóm A nhường đi số electron bằng số thứ tự của nhóm để tạo thành cấu hình khí hiếm

- Các nguyên tố phi kim nhóm A thường nhận thêm số electron bằng (8 - số thứ tự của nhóm) để tạo thành cấu hình khí hiếm

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

- Sửa lại:

+ Đáp án A: Na -> Na⁺ + le

+ Đáp án B: Cl₂ +2e -> 2Cl^-

+ Đáp án C: O₂ + 4e -> 2O^2-

Số electron và số proton trong ion NH₄⁺ là

A. 11 electron và 11 proton.              

B. 10 electron và 11 proton.

C. 11 electron và 10 proton.              

D 11 electron và 12 proton.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Viết cấu hình electron của các nguyên tử và xác định số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử

- Tính tổng số electron và proton có trong phân tử NH₄ => số electron và proton có trong phân tử NH₄⁺

Lời giải chi tiết:

- Viết cấu hình electron của các nguyên tử

+ Nguyên tố N có Z = 7

-> Cấu hình electron của N là 1s²2s²2p³

-> Nguyên tử N có 3 electron lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố H có Z = 1

-> Cấu hình electron của H là 1s¹

-> Nguyên tử H có 1 electron lớp ngoài cùng

- Trong phân tử NH₄, e = p = 11

-> Trong ion NH₄⁺, e = 11 - 1 = 10 và p = 11

-> Đáp án: B

Cặp nguyên tử nào sau đây không tạo hợp chất dạng X₂⁺Y^2- hoặc X²⁺Y₂^-?

A. Na và O.                

B. K và S.                   

C. Ca và O.                

D. Ca và Cl.

Phương pháp giải:

Dựa vào số oxi hóa của các nguyên tố trong hợp chất để dự đoán

- Số oxi hóa +1 => +3: Kim loại nhóm IA => IIIA

- Số oxi hóa -3 => -1: Phi kim nhóm VA => VIIA

Lời giải chi tiết:

- Hợp chất dạng X₂⁺Y^2- hoặc X²⁺Y₂^-

=>X thuộc nhóm IA và Y thuộc nhóm VIA hoặc X thuộc nhóm IIA và Y thuộc nhóm VIIA

- Đáp án: C

Tính chất nào sau đây là tính chất của hợp chất ion?

A. Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy thấp.

B. Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy cao.

C. Hợp chất ion dễ hoả lỏng.

D. Hợp chất ion có nhiệt độ sôi không xác định.

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của hợp chất ion: Trong điều kiện thường, các hợp chất ion thường tồn tại ở trạng thái rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi và không dẫn điện ở trạng thái rắn. Hợp chất ion thường dễ tan trong nước, tạo thành dung dịch có khả năng dẫn điện.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

Cho các phân tử sau: HCl, NaCl, CaCl₂, AlCl₃. Phân tử có liên kết mang nhiều tính chất ion nhất là

A. HCl.                       

B. NaCl.                     

C. CaCl₂.                    

D. AlCl₃.

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của liên kết trong hợp chất ion: Thường được tạo thành giữa kim loại điển hình với phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

Dãy gồm các phân tử đều có liên kết ion là

A. Cl₂, Br₂, I₂, HCl.                           

B. HCl, H₂S, NaCl, N₂O.

C. Na₂O, KCl, BaCl₂, Al₂O₃.             

D. MgO, H₂SO₄, H₃PO₄, HCl.

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của liên kết trong hợp chất ion: Thường được tạo thành giữa kim loại điển hình với phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

Cho các ion sau: K⁺; Be²⁺; Cr³⁺; F^-; Se^2- ;N^3-. Viết phương trình biểu diễn sự hình thành mỗi ion trên.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Để tạo thành ion dương => Nguyên tử cần nhường electron

- Để tạo thành ion âm => Nguyên tử cần nhận electron

Lời giải chi tiết:

1. K " K⁺ + 1e                                               2. Be " Be²⁺ + 2e

3. Cr " Cr³⁺ + 3e                                            4. F + 1e " F^-

5. Se + 2e " Se^2-                                            6. N + 3e " N^3-

: Dựa vào

- Để tạo thành ion dương " Nguyên tử cần nhường electron

- Để tạo thành ion âm " Nguyên tử cần nhận electron

Cho các ion sau: ₂₀Ca²⁺; ₁₃Al³⁺; ₉F^-; ₁₆S^2-; ₇N^3-.

a) Viết cấu hình electron của mỗi ion.

b) Mỗi cấu hình đã viết giống với cấu hình electron của nguyên tử nào?

Phương pháp giải:

- Bước 1: Viết cấu hình electron của nguyên tử

- Bước 2: Viết cấu hình electron của ion

- Bước 3: Xác định cấu hình electron của ion giống với cấu hình electron của nguyên tử nào

Lời giải chi tiết:

- Cấu hình electron của nguyên tử Ca là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

-> Cấu hình electron của ion ₂₀Ca²⁺ là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

-> Tương tự cấu hình electron của Ar

-> Cấu hình electron của nguyên tử Al là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

-> Cấu hình electron của ion ₁₃Al³⁺ là: 1s²2s²2p⁶

-> Tương tự cấu hình electron của Ne

- Cấu hình electron của nguyên tử F là: 1s²2s²2p⁵

-> Cấu hình electron của ion ₉F^- là: 1s²2s²2p⁶

-> Tương tự cấu hình electron của Ne

- Cấu hình electron của nguyên tử S là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

-> Cấu hình electron của ion ₁₆S^2- là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

-> Tương tự cấu hình electron của Ar

- Cấu hình electron của nguyên tử N là: 1s²2s²2p³

-> Cấu hình electron của ion ₇N^3- là: 1s²2s²2p⁶

-> Tương tự cấu hình electron của Ne

Vì sao các hợp chất ion thường là chất rắn ở nhiệt độ phòng?

Phương pháp giải:

Dựa vào cấu trúc mạng tinh thể của hợp chất ion để giải thích

Lời giải chi tiết:

- Các hợp chất ion thường là chất rắn ở nhiệt độ phòng vì hợp chất ion có cấu trúc mạng tinh thể ion. Lực hút tĩnh điện mạnh giữa các phần tử mạng với nhau làm cho khoảng cách giữa các phân tử ngắn lại và tồn tại ở dạng chất rắn

Cho các chất sau K₂O, H₂O, H₂S, SO₂, NaCl, K₂S, CaF₂, HCl. Trong phân tử chất nào có liên kết ion?

Phương pháp giải:

Dựa vào đặc điểm của liên kết trong hợp chất ion: Thường được tạo thành giữa kim loại điển hình với phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Những phân tử có liên kết ion là: K₂O, NaCl, K₂S, CaF₂

Kể ra những hợp chất ion tạo thành từ các ion sau F^-, K⁺, O^2-, Ca²⁺.

Phương pháp giải:

Kết hợp các ion sao cho thỏa mãn tổng điện tích của phân tử = 0

Lời giải chi tiết:

- Những phân tử có liên kết ion là: K₂O, KF, CaO₂, CaF₂

Dùng sơ đồ để biểu diễn sự hình thành liên kết trong mỗi hợp chất ion sau đây:

a) magnesium fluoride (MgF₂ );                     

b) potassium fluoride (KF);

c) sodium oxide (${\mathrm{Na}}_{2}O$);                                

d) calcium oxide (CaO).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Bước 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử và xác định số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

- Bước 3: Tạo liên kết ion giữa các nguyên tử

Lời giải chi tiết:

a) magnesium fluoride (MgF₂);                     

- Bước 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử

+ Nguyên tố Mg có Z = 12

-> Cấu hình electron của Mg là 1s²2s²2p⁶3s²

-> Nguyên tử Mg có 1 electron lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố F có Z = 9

-> Cấu hình electron của F là 1s²2s²2p⁵

-> Nguyên tử F có 7 electron lớp ngoài cùng

            Khi cho magnesium phản ứng với fluorine:

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

Mg -> Mg²⁺ + 2e

2x (F₂ + 2.1e -> 2F^-)

            Vì nguyên tử Mg cần nhường 2 electron để tạo thành cấu hình bền vững của khí hiếm gần nhất nên cần 2 nguyên tử F để nhận 1.2 = 2 electron

- Bước 3: Tạo liên kết ion giữa các nguyên tử

Mg²⁺ + 2F^- -> MgF₂ 

-> Như vậy ta có phương trình: Mg + F₂  -> MgF₂ 

b) potassium fluoride (KF);

- Bước 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử

+ Nguyên tố K có Z = 19

-> Cấu hình electron của K là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

-> Nguyên tử K có 1 electron lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố F có Z = 9

-> Cấu hình electron của F là 1s²2s²2p⁵

-> Nguyên tử F có 7 electron lớp ngoài cùng

            Khi cho potassium phản ứng với fluorine:

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

K -> K⁺ + 1e

F + 1e -> 2F^-

- Bước 3: Tạo liên kết ion giữa các nguyên tử

K⁺ + F^-  -> KF

-> Như vậy ta có phương trình: 2K + F₂  -> 2KF

c) sodium oxide (${\mathrm{Na}}_{2}O$);        

- Bước 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử

+ Nguyên tố Na có Z = 11

-> Cấu hình electron của Na là 1s²2s²2p⁶3s¹

-> Nguyên tử Na có 1 electron lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố O có Z = 8

-> Cấu hình electron của O là 1s²2s²2p⁴

-> Nguyên tử O có 6 electron lớp ngoài cùng

            Khi cho sodium phản ứng với oxygen:

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

2x (Na -> Na⁺ + 1e)

O + 2e -> O^2-

            Vì nguyên tử O cần nhận 2 electron để tạo thành cấu hình bền vững của khí hiếm gần nhất nên cần 2 nguyên tử Na để nhường 1.2 = 2 electron

- Bước 3: Tạo liên kết ion giữa các nguyên tử

2Na⁺ + O^2- -> ${\mathrm{Na}}_{2}O$

-> Như vậy ta có phương trình: 4Na + O₂  -> 2${\mathrm{Na}}_{2}O$

d) calcium oxide (CaO)

- Bước 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử

+ Nguyên tố Ca có Z = 20

-> Cấu hình electron của Ca là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

-> Nguyên tử Ca có 2 electron lớp ngoài cùng

+ Nguyên tố O có Z = 8

-> Cấu hình electron của O là 1s²2s²2p⁴

-> Nguyên tử O có 6 electron lớp ngoài cùng

            Khi cho calcium phản ứng với oxygen:

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

Ca -> Ca²⁺ + 2e

O + 2e -> O^2-

- Bước 3: Tạo liên kết ion giữa các nguyên tử

Ca²⁺ + O^2- -> CaO

-> Như vậy ta có phương trình: 2Ca + O₂  -> 2CaO

Anion X^- có cấu hình electron nguyên tử ở phân lớp ngoài cùng là 3p⁶.

a) Viết cấu hình electron của nguyên tử X. Cho biết X là nguyên tố kim loại hay phi kim.

b) Giải thích bản chất liên kết giữa X với barium.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Để tạo thành ion dương -> Nguyên tử cần nhường electron

- Để tạo thành ion âm -> Nguyên tử cần nhận electron

- Dự đoán tính kim loại/ phi kim dựa vào số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố nhóm A (bao gồm các nguyên tố s và p)

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại (trừ H, B, He)

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim

+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim

+ Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm (trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng)

Lời giải chi tiết:

a) Anion X^- có cấu hình electron nguyên tử ở phân lớp ngoài cùng là 3p⁶

-> Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

-> X là Chlorine (ô số 17, chu kì 3, nhóm VIIA) -> X là nguyên tố phi kim điển hình

b) Barium là nguyên tố kim loại điển hình. Chlorine là nguyên tố phi kim điển hình

-> Bản chất liên kết giữa nguyên tử barium và nguyên tử chlorine là liên kết ion

Nguyên tố X tích luỹ trong các tế bào thực vật nên rau và trái cây tươi là nguồn cung cấp tốt nguyên tố X cho cơ thể. Các nghiên cứu chỉ ra khẩu phần ăn chứa nhiều X có thể giảm nguy cơ cao huyết áp và đột quỵ. Nguyên tố Z được dùng chế tạo dược phẩm, phẩm nhuộm và chất nhạy với ánh sáng. Nguyên tử X chỉ có 7 electron trên phân lớp s; còn nguyên tử Z chỉ có 17 electron trên phân lớp p.

a) Viết công thức hoá học của hợp chất tạo bởi X và Z.

b) Hợp chất tạo bởi X và Z có tính dẫn điện không? Vì sao?

c) Trong thực tế cuộc sống, hợp chất tạo bởi X và Z được dùng để làm gì?

Lời giải chi tiết:

a) - Nguyên tử X chỉ có 7 electron trên phân lớp s

-> Cấu hình electron của nguyên tử X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

-> X là potassium

- Nguyên tử Z chỉ có 17 electron trên phân lớp p

-> Cấu hình electron của nguyên tử Z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

-> Z là bromine

-> Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi X và Z là KBr

b) KBr là hợp chất ion -> KBr có tính dẫn điện khi bị nóng chảy hoặc hòa tan trong nước

c) Trong thực tế, KBr được sử dụng với các mục đích:

- Thuốc chống co giật và an thần

- Muối ion điển hình, khi tan trong nước tạo dung dịch có pH = 7 và là chất phân cực