HÓA HỌC 10 - CTST || BÀI 9: LIÊN KẾT ION

Hơn 50% dược phẩm sử dụng trong y tế được sản xuất dưới dạng muối với mục đích thúc đẩy sự hấp thu các dược chất vào máu, tăng cường hiệu quả điều trị. Trong đó, thường gặp nhất là các muối hydrochloride, sodium hoặc sulfate. Muối thường là các hợp chất chứa liên kết ion. Liên kết ion là gì? Sự hình thành liên kết ion (nêu một số ví dụ điển hình tuân theo quy tắc octet) như thế nào? Đặc điểm của tinh thể ion là gì? Mời các bạn cùng tìm hiểu khái niệm liên kết ion.

1. Ion và sự hình thành ion

Liên kết ion

- Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử mang điện được gọi là ion. 

- Khi nhường electron, nguyên tử trở thành ion dương (cation).

- Khi nhận electron, nguyên tử trở thành ion âm (anion).

- Giá trị điện tích trên cation hoặc anion bằng số electron mà nguyên tử đã nhường hoặc nhận.

Quá trình hình thành ion

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

- Liên kết ion thường được hình thành khi kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình.

sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl

2. Tinh thể ion

2.1. Tìm hiểu về tinh thể NaCl và khái niệm ô mạng tinh thể

NaCl là hợp chất ion phổ biến và quen thuộc trong đời sống. Trong điều kiện thường, hợp chất này tồn tại dưới dạng tinh thể rắn, cứng, dễ tan trong nước và có nhiệt độ nóng chảy khá cao (8010C).

Tinh thể NaCl thực tế

- Ô mạng tinh thể là đơn vị nhỏ nhất của mạng tinh thể, hiển thị cấu trúc không gian ba chiều của toàn bộ tinh thể. 

- Tinh thể của một chất có thể xem là một ô mạng lặp đi lặp lại trong không gian ba chiều.

Mô hình ô mạng tinh thể NaCl

- 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.

2.2. Thực hành lắp ráp mô hình tinh thể NaCl (theo mô hình có sẵn)

Lắp ráp mô hình tinh thể NaCl

Hướng dẫn giải bài tập

Bài 1. Ion Mg2+có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm nào?

A. Helium.                     B. Neon.                     C. Argon.                     D. Krypton.

Giải:

Cấu hình electron của nguyên tử Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2

Nguyên tử Mg nhường 2 electron tạo thành ion Mg2+ có cấu hình electron là: 1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm neon Ne (Z = 10): 1s22s22p6

⇨ Chọn đáp án B

Bài 2. Cho các ion sau: Ca2+, F-, Al3+ và N3-. Số ion có cấu hình electron của khí hiếm neon là:

A. 4.                               B. 2.                            C. 1.                             D. 3.

Giải: 

- Cấu hình electron của nguyên tử Ca (Z = 20): 1s22s22p63s23p64s2

Nguyên tử Ca nhường 2 electron tạo thành ion Ca2+ có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm Ar.

- Cấu hình electron của nguyên tử F (Z = 9): 1s22s22p5

Nguyên tử F nhận 1 electron tạo thành ion F- có cấu hình electron là: 1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm neon.

- Cấu hình electron của nguyên tử Al (Z = 13): 1s22s22p63s23p1

Nguyên tử Al nhường 3 electron tạo thành ion Al3+ có cấu hình electron là: 1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm neon.

- Cấu hình electron của nguyên tử N (Z = 7): 1s22s22p3

Nguyên tử N nhận 3 electron tạo thành ion N3-- có cấu hình electron là: 1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm neon.

⇨ Vậy có 3 ion là F-, Al3+ và N3- có cấu hình electron giống với cấu hình electron của khí hiếm Ne.

Bài 3. Potassium và magnesium là các nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể sinh vật sống.

a) Viết cấu hình electron của các ion được tạo thành từ nguyên tử của các nguyên tố này. Chúng có cấu hình electron của những nguyên tử khí hiếm nào?

b) Có hợp chất ion nào chỉ tạo bởi các ion trên với nhau không? Vì sao?

Giải:

a) 

- Cấu hình electron của nguyên tử Potasssium (K = 19): 1s22s22p63s23p64s1

Nguyên tử K nhường 1 electron tạo thành ion Potasssium (K+) có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm Ar (Z = 18): 1s22s22p63s23p6

- Cấu hình electron của nguyên tử Magnesium (Mg= 12): 1s22s22p63s2

Nguyên tử Mg nhường 2 electron tạo thành ion Magnesium (Mg2+) có cấu hình electron là: 1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm Ne (Z = 10): 1s22s22p6

b) Không có hợp chất ion nào chỉ tạo bởi các ion trên vì liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Mà K+ và Mg2++ đều là 2 ion dương.

Bài 4. Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:

Giải:

Công   thức hợp chất ion	Cation	Anion
CaF2	Ca2+	F-
K2O	K+	O2-

Bài 5. Sodium oxide (Na2O) có trong thành phần thuỷ tinh và các sản phẩm gốm sứ. Trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử sodium oxide.

Giải:

- Nguyên tử Na (Z = 11): 1s22s22p63s1  ⇨ Có 1 electron ở lớp ngoài cùng

⇨ Có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm tạo thành ion Na+

- Nguyên tử O (Z = 8): 1s22s22p63s23p4 ⇨ Có 6 electron ở lớp ngoài cùng 

⇨ Có xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm tạo thành ion O2-

⇨ Nguyên tử O nhận 2 electron của hai nguyên tử Na tạo thành ion là O2-.

- Hai ion Na+ và 1 ion O2- liên kết với nhau tạo thành phân tử Na2O.