Lớp vỏ ngoài cùng của các nguyên tử khí hiếm có 8 electron (riêng He có 2 electron) là lớp vỏ bền vững. Vì vậy, các nguyên tử khí hiếm tồn tại độc lập trong điều kiện thường.

Nguyên tử của các nguyên tố khác có lớp vỏ ngoài cùng kém bền, có xu hướng tạo ra lớp vỏ tương tự khí hiếm khi liên kết với nguyên tử khác.

Hình 5.1a) nguyên tử helium có 2 electron lớp ngoài cùng.

Hình 5.1b) nguyên tử neon có 8 electron lớp ngoài cùng.

Hình 5.1c) nguyên tử argon có 8 electron lớp ngoài cùng.

⇒ Lớp vỏ ngoài cùng của các nguyên tử khí hiếm có 8 electron (riêng He có 2 electron).

Một số ứng dụng của helium trong thực tiễn:

+ Helium được kết hợp với oxygen để giúp cho các bệnh nhân gặp vấn đề về hô hấp có thể thở dễ dàng hơn. Khí này, ở trạng thái lỏng cũng được sử dụng để làm mát nam châm siêu dẫn trong các loại máy chụp cộng hưởng từ. Tránh sinh nhiệt quá cao gây nguy hiểm.

+ Helium nhẹ hơn không khí nên thường được dùng để bơm vào khí cầu hay bóng bay.

+ Helium được sử dụng làm môi trường truyền nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân thế hệ mới.

Lớp vỏ của ion Na⁺ có 10 electron tương tự lớp vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm neon.

Lớp vỏ của ion Cl^- có 18 electron tương tự lớp vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm argon.

Ion Na⁺ ít hơn nguyên tử Na 1 eletron.

Ion Na⁺ ít hơn nguyên tử Na một lớp electron.

Hay nói cách khác nguyên tử Na cho đi 1 electron ở lớp ngoài cùng để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Na⁺.

Khi K kết hợp với F để tạo thành phân tử potassium fluoride sẽ diễn ra cho và nhận electron giữa hai nguyên tử như sau:

+ Nguyên tử K cho đi 1 electron ở lớp ngoài cùng trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là K+.

+ Nguyên tử F nhận 1 electron từ nguyên tử K trở thành ion mang một điện tích âm, kí hiệu là F-.

Các ion K+ và F- hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử potassium fluoride.

Ion Mg²⁺ lớp vỏ có 10 electron tương tự như khí hiếm Neon.

Ion O^2- lớp vỏ có 10 electron tương tự như khí hiếm Neon.

Ion Mg²⁺ có ít hơn nguyên tử Mg 2 electron.

Ion Mg²⁺ có ít hơn nguyên tử Mg một lớp electron.

Theo sơ đồ trên ta thấy nguyên tử Mg cho đi 2 electron lớp ngoài cùng trở thành ion mang hai điện tích dương, kí hiệu là Mg²⁺.

Khi Ca kết hợp với O tạo thành phân tử calcium oxide sẽ diễn ra sự cho và nhận electron giữa hai nguyên tử như sau:

+ Nguyên tử Ca cho đi 2 electron lớp ngoài cùng trở thành ion mang hai điện tích dương, kí hiệu là Ca²⁺.

+ Nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Ca tạo thành ion mang điện tích âm kí hiệu là O^2-.

Các ion Ca²⁺ và O^2- hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử calcium oxide.

Ghi nhớ: Các hợp chất ion có những tính chất chung sau:

- Là chất rắn ở điều kiện thường.

- Thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.

- Khi tan trong nước tạo ra dung dịch dẫn được điện.

Ở điều kiện thường, potassium chloride là chất rắn vì:

Khi nguyên tử K (kim loại điển hình) kết hợp với nguyên tử Cl (phi kim điển hình) thì kim loại K sẽ cho electron tạo thành ion dương, nguyên tử Cl sẽ nhận electron tạo thành ion âm. Các ion dương và ion âm hút nhau tạo ra hợp chất ion là potassium chloride.

Các hợp chất ion đều là chất rắn ở điều kiện thường.

Trong phân tử hydrogen gồm hai nguyên tử H, mỗi nguyên tử H có 2 electron ở lớp vỏ.

Giống với lớp vỏ của khí hiếm Helium

a)

Nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

b) Khi hai nguyên tử Cl liên kết với nhau, mỗi nguyên tử góp 1 electron để tạo ra đôi electron dùng chung.

Hạt nhân của hai nguyên tử Cl cùng hút đôi electron dùng chung và liên kết với nhau tạo thành phân tử chlorine.

Trong phân tử nước, nguyên tử O có 8 electron lớp ngoài cùng tương tự như khí hiếm.

Mỗi nguyên tử H có 2 electron lớp ngoài cùng tương tự như khí hiếm helium

Nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

Nguyên tử H chỉ có 1 electron và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

Khi nguyên tử H kết hợp với nguyên tử Cl, nguyên tử Cl góp 1 electron, nguyên tử H góp 1 electron. Như vậy giữa nguyên tử H và nguyên tử Cl có 1 đôi electron dùng chung. Hạt nhân nguyên tử H và Cl cùng hút đôi electron dùng chung, liên kết với nhau tạo ra phân tử hydrogen chloride.

Chú ý: Trong mô hình cấu tạo vỏ nguyên tử ở các phần liên kết cộng hóa trị, chỉ cần biểu diễn lớp electron ngoài cùng.

Nguyên tử N có 7 electron, trong đó có 5 electron lớp ngoài cùng, cần thêm 3 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

Nguyên tử H chỉ có 1 electron và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

Khi N kết hợp với H, nguyên tử N góp 3 electron, mỗi nguyên tử H góp 1 electron. Như vậy giữa nguyên tử N và mỗi nguyên tử H có 1 đôi electron dùng chung. Hạt nhân nguyên tử N và H cùng hút đôi electron dùng chung, liên kết với nhau tạo ra phân tử ammonia.

Trong phân tử khí carbonic, nguyên tử C có 4 electron dùng chung với nguyên tử O (mỗi nguyên tử O góp 2 electron).

Nguyên tử N có 7 electron, trong đó có 5 electron lớp ngoài cùng, cần thêm 3 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.

Khi hai nguyên tử N liên kết với nhau, mỗi nguyên tử góp chung 3 electron để tạo ra 3 cặp electron dùng chung. Hạt nhân của hai nguyên tử N cùng hút các đôi electron dùng chung và liên kết với nhau tạo thành phân tử nitrogen.

a) Nước tinh khiết chỉ gồm các phân tử H₂O. Mà H₂O là chất cộng hóa trị nên dẫn điện kém. Trong nước biển, ngoài H₂O còn có các muối, phổ biến nhất là sodium chloride (NaCl). NaCl là chất ion nên khi NaCl tan trong nước tạo dung dịch dẫn được điện.