2. Bài 10. Liên kết ion

CH tr 27 10.1

Phân loại các hợp chất ion dưới đây vào các nhóm sau: hợp chất tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử, hợp chất tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và đa nguyên tử, hợp chất tạo nên bởi các ion đa nguyên tử.KCl, Na₂CO₃, (NH₄)₂SO₄, BaCO₃, AgCl, BaSO₄, KMnO₄.

Phương pháp giải:

Dựa vào các ion đa nguyên tử: CO₃^2-, NH₄⁺, SO₄^2-, SO₃^2-, MnO₄^-, NO₃^-, OH^-,…

Lời giải chi tiết:

- Hợp chất tạo bởi các ion đơn nguyên tử: KCl, AgCl

- Hợp chất tạo bởi các ion đơn nguyên tử và đa nguyên tử: Na₂CO₃, BaCO₃, BaSO₄, KMnO₄

- Hợp chất tạo bởi các ion đa nguyên tử: (NH₄)₂SO₄

CH tr 28 10.2

Cho các ion: Na⁺, Ca²⁺, F^-, CO₃^2-. Số lượng các hợp chất chứa hai loại ion có thể tạo thành từ các ion này là

A. 2.                     

B. 3.                     

C. 4.                     

D. vô số hợp chất.

Phương pháp giải:

Dựa vào số lượng cation và số lượng anion, số lượng các hợp chất chứa 2 loại ion = số cation x số anion 

Lời giải chi tiết:

- Số lượng các hợp chất chứa 2 loại ion = 2x2 = 4

-> Đáp án: C

CH tr 28 10.3

Cặp nguyên tố nào sau đây có khả năng tạo thành liên kết ion trong hợp chất của chúng?

A. Nitrogen và oxygen.                      

B. Carbon và hydrogen.

C. Sulfur và oxygen.                          

D. Calcium và oxygen.

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. Thường xảy ra giữa các kim loại điển hình và phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: D

CH tr 28 10.4

Những đặc điểm nào sau đây là đúng khi nói về hợp chất tạo thành giữa Na⁺ và O^2-?

A. Là hợp chất ion.

B. Có công thức hoá học là NaO.

C. Trong điều kiện thường, tồn tại ở thể khí.

D. Trong điều kiện thường, tồn tại ở thể rắn.

E. Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.

G. Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.

H. Lực tương tác giữa Na⁺ và O^2- là lực tĩnh điện.

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: A, D, E và H

CH tr 28 10.5

ZnO là một hợp chất ion được sử dụng nhiều trong kem chống nắng. Bán kính của nguyên tử O như thế nào so với bán kính của anion O^2- trong tinh thể ZnO?

A. Bằng nhau.                                  

B. Bán kính của O lớn hơn của O^2-.

C. Bán kính của O nhỏ hơn của O^2-.   

D. Không dự đoán được.

Phương pháp giải:

Dựa vào:

- Cation của một nguyên tố có bán kính nguyên tử nhỏ hơn nguyên tử ban đầu

- Anion của một nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn hơn nguyên tử ban đầu

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: C

- Giải thích: Bán kính của O nhỏ hơn O^2- do khi nhận thêm electron thì lực đẩy giữa các electron sẽ tăng lên, làm lực hút giữa hạt nhân với các electron sẽ giảm, dẫn đến electron ở xa hạt nhân hơn

CH tr 28 10.6

Bán kính của nguyên tử Al như thế nào so với bán kính của cation Al³⁺ trong tinh thể AlCl₃?

A. Bằng nhau.                                  

B. Bán kính của Al lớn hơn của Al³⁺.

C. Bán kính của Al nhỏ hơn của Al³⁺.

D. Không dự đoán được

Phương pháp giải:

Dựa vào:

- Cation của một nguyên tố có bán kính nguyên tử nhỏ hơn nguyên tử ban đầu

- Anion của một nguyên tố có bán kính nguyên tử lớn hơn nguyên tử ban đầu

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: B

- Giải thích: Bán kính của Al lớn hơn Al³⁺ do khi cho đi electron thì lực hút giữa hạt nhân với các electron sẽ tăng lên, dẫn đến electron ở gần hạt nhân hơn

CH tr 29 10.7

Ghép mỗi nguyên tử ở cột A với các giá trị điện tích của ion mà nguyên tử có thể tạo thành ở cột B.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: a - 3; b - 2; c - 4; d - 1

CH tr 29 10.8

Chọn phương án đúng để hoàn thành câu sau:

          Khi hình thành các hợp chất ion, ...(1)... mất các electron hoá trị của chúng để tạo thành ...(2)... mang điện tích dương và ...(3)... nhận các electron hoá trị để tạo thành ...(4)... mang điện tích âm.

A. (1) kim loại, (2) anion, (3) phi kim, (4) cation.

B. (1) phi kim, (2) cation, (3) kim loại, (4) anion.

C. (1) kim loại, (2) ion đa nguyên tử, (3) phi kim, (4) anion.

D. (1) phi kim, (2) anion, (3) kim loại, (4) cation.

E. (1) kim loại, (2) cation, (3) phi kim, (4) anion.

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. Thường xảy ra giữa các kim loại điển hình và phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: E

CH tr 29 10.9

Điền từ thích hợp vào chỗ trống:

          Barium thuộc nhóm IIA, iodine thuộc nhóm VIIA, hợp chất của hai nguyên tố này là hợp chất ...(1)... Ở điều kiện thường, hợp chất này tồn tại ở thể ...(2)... với cấu trúc tinh thể tạo nên bởi ...(3)... và ...(4)...

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. Thường xảy ra giữa các kim loại điển hình và phi kim điển hình

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: (1) ion, (2) rắn, (3) Ba²⁺, (4) I^-

CH tr 29 10.10

Viết hai giai đoạn của sự hình thành CaF₂, từ các nguyên tử tương ứng (kèm theo cấu hình electron). Hai nguyên tử fluorine “góp chung electron” để đạt được lớp vỏ thỏa mãn quy tắc octet

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:

- 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 F có Z = 9

→ Cấu hình electron của F là 1s²2s²2p⁵

→      Khi cho calcium phản ứng với fluorine:

- Bước 2: Viết sự hình thành ion

Ca → Ca²⁺ + 2e

2x (F + 1e " F^-)

          Vì nguyên tử Ca 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

Ca²⁺ + 2F^- → CaF₂

→ Như vậy ta có phương trình: 2Ca + F₂ → CaF₂

CH tr 29 10.11

Cho biết sự tạo thành NaCl (s) từ Na (s) và Cl₂ (g) giải phóng nhiều năng lượng. Hãy cho biết năng lượng giải phóng có nguồn gốc từ đâu.

          Gợi ý: Nếu các tiểu phân hút nhau sẽ giải phóng năng lượng, đẩy nhau sẽ hấp thu năng lượng.

Lời giải chi tiết:

- Sau khi được hình thành, các cation và anion sẽ hút nhau bởi lực hút tĩnh điện rất mạnh để tạo ra hợp chất ion → Quá trình giải phóng rất nhiều năng lượng

CH tr 29 10.12

Biết rằng năng lượng toả ra khi hình thành các hợp chất ion từ các cation và anion tỉ lệ thuận với điện tích của mỗi ion và tỉ lệ nghịch với bán kính của chúng. Dựa trên cơ sở này, hãy cho biết khi hình thành hợp chất nào trong mỗi cặp chất sau đây từ các ion tương ứng thì năng lượng tỏa ra là nhiều hơn.

a) LiCl và NaCl                                 b) Na₂O và MgO.

Phương pháp giải:

- Bước 1: So sánh điện tích nguyên tử của các nguyên tố liên kết

- Bước 2: So sánh bán kính nguyên tử của các nguyên tố liên kết

- Bước 3: Dựa vào nhận xét “hợp chất ion được hình thành bởi các ion có điện tích lớn hơn sẽ tạo ra liên kết mạnh hơn và các hợp chất ion có độ dài liên kết ngắn hơn sẽ hình thành liên kết mạnh hơn; đồng thời năng lượng tỏa ra nhiều hơn” để đưa ra kết luận

Lời giải chi tiết:

a) LiCl và NaCl

- Ion Na⁺ và ion Li⁺ có cùng điện tích

- Kích thước ion Li⁺ nhỏ hơn ion Na⁺ (Na thuộc chu kì 3 > Li thuộc chu kì 2)

→ Liên kết trong LiCl bền hơn so với NaCl

→Liên kết trong LiCl tỏa ra nhiều năng lượng hơn so với NaCl

b) Na₂O và MgO

- Ion Na⁺ có điện tích nhỏ hơn ion Mg²⁺

- Kích thước ion Na⁺ lớn hơn ion Mg²⁺

→Liên kết trong MgO kém bền hơn so với Na₂O

→Liên kết trong MgO tỏa ra nhiều năng lượng hơn so với Na₂O