Lý thuyết Hóa học 10 Bài 10 (Cánh diều): Liên kết ion

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 10: Liên kết ion

A. Lý thuyết Liên kết ion

I. Khái niệm và sự hình thành liên kết ion

1. Khái niệm

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

Ví dụ: Liên kết ion trong hợp chất NaCl tạo bởi lực hút tính điện giữa cation Na⁺ và anion Cl^-.

Na⁺ + Cl^- $\stackrel{}{\to }$ NaCl

- Liên kết ion cũng có thể được hình thành từ ion đa nguyên tử.

Ví dụ các quá trình:

$N{H}_4^{+}$ + $N{O}_3^{-}$ $\stackrel{}{\to }$NH₄NO₃

Na⁺ + $N{O}_3^{-}$ $\stackrel{}{\to }$ NaNO₃

- Các hợp chất được tạo nên từ cation (ion mang điện tích dương) và anion (ion mang điện tích âm) gọi là hợp chất ion.

Lưu ý: Theo quy ước, điện tích của ion được viết số trước, dấu (+ hoặc -) sau để tránh nhầm lẫn với số oxi hóa.

Ví dụ: $N{O}_3^{-}$, $P{O}_4^{3-}$, $C{O}_3^{2-}$

2. Sự hình thành liên kết ion từ phản ứng giữa các nguyên tử

- Quá trình hình thành liên kết ion diễn ra như sau:

+ Hình thành các ion trái dấu từ các quá trình nguyên tử kim loại nhường electron (tạo thành cation) và nguyên tử phi kim nhận electron (tạo thành anion) theo quy tắc octet.

+ Các ion trái dấu hút nhau bằng lực 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 0.

Ví dụ: Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl:

Nguyên tử Na nhường 1 electron ở lớp electron ngoài cùng cho nguyên tử Cl để tạo thành ion dương Na⁺. Nguyên tử Cl nhận vào lớp electron ngoài cùng 1 electron của nguyên tử Na để tạo thành ion âm Cl^-. Hai ion Na⁺ và Cl^- được tạo thành mang điện tích ngược dấu hút nhau để hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl.

Na⁺ + Cl^- $\stackrel{}{\to }$ NaCl

Hình 10.1. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl

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

II. Tinh thể ion

Ở điều kiện thường, các hợp chất ion tồn tại ở dạng tinh thể, đó là các chất rắn mà sự sắp xếp các cation và anion trong không gian tuân theo một trật tự nhất định tạo nên tinh thể ion.

1. Khái niệm

- Tinh thể ion là loại tinh thể được tạo nên bởi các cation và anion.

Ví dụ: Tinh thể muối ăn (NaCl) được hình thành từ các ion Na⁺ và Cl^- sắp xếp cạnh nhau một cách luân phiên.

Hình 10.2. Mô hình cấu trúc tinh thể NaCl

2. Đặc điểm của hợp chất ion

- Ở điều kiện thường, các hợp chất ion thường là tinh thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.

Ví dụ: NaCl nóng chảy ở 801^oC, sôi ở 1465^oC; CaO nóng chảy ở 2572^oC, sôi ở 2850^oC.

- Giải thích: Các phần tử tạo nên hợp chất ion là các cation và anion. Chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện. Do vậy, các phần tử này không chuyển động tự do được.

B. Trắc nghiệm Liên kết ion

Câu 1. Liên kết ion là loại liên kết phổ biến trong

A. các hợp chất được tạo nên từ kim loại điển hình và phi kim điển hình

B. các hợp chất được tạo nên từ 2 phi kim điển hình

C. các hợp chất được tạo nên từ 2 kim loại điển hình

D. các đơn chất

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích: Liên kết ion là loại liên kết phổ biến trong các hợp chất được tạo nên từ kim loại điển hình và phi kim điển hình

Câu 2. 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 cả trong đơn chất và hợp chất

D. Cả A, B, và C đều sai.

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

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

⇒ Phân tử chứa liên kết ion được hình thành từ kim loại và phi kim điển hình.

⇒ Liên kết ion chỉ có trong hợp chất.

Câu 3. Liên kết ion trong hợp chất NaCl tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa

A. cation Na²⁺ và anion Cl²⁻

B. cation Na⁺ và anion Cl⁻

C. cation Cl⁺ và anion Na⁻

D. cation Cl²⁺ và anion Na²⁻

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Na (Z = 11): [Ne]3s¹ ⇒ có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 1 electron để trở thành caction Na⁺

Cl (Z = 17): [Ne]3s²3p⁵ ⇒ có 7 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 1 electron để trở thành anion Cl⁻

Liên kết ion trong hợp chất NaCl tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa cation Na⁺ và anion Cl⁻.

Câu 4. Hợp chất ion nào dưới đây chỉ được tạo nên từ các ion đơn nguyên tử?

A. KCl

B. NaNO₃

C. NH₄NO₃

D. KOH

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

K⁺ + Cl⁻⟶ KCl

⇒ KCl là hợp chất ion chỉ được tạo nên từ các ion đơn nguyên tử.

Na⁺ + NO₃⁻⟶ NaNO₃

⇒ NaNO₃ là hợp chất ion được tạo nên từ ion đơn nguyên tử Na⁺ và ion đa nguyên tử NO₃^-.

NH₄⁺ + NO₃⁻⟶ NH₄NO₃

⇒ NH₄NO₃ là hợp chất ion được tạo nên từ các ion đa nguyên tử.

K⁺ + OH⁻⟶ KOH

⇒ KOH là hợp chất ion được tạo nên từ ion đơn nguyên tử K⁺ và ion đa nguyên tử OH^-.

Câu 5. Hợp chất ion nào dưới đây được tạo nên từ các ion đa nguyên tử?

A. NaCl

B. MgO

C. K₂O

D. CaCO₃

Hiển thị đáp án  

Đáp án: D

Giải thích:

Na⁺ + Cl⁻⟶ NaCl

⇒ NaCl là hợp chất ion chỉ được tạo nên từ các ion đơn nguyên tử.

Mg²⁺ + O²⁻⟶ MgO

⇒ MgO là hợp chất ion chỉ được tạo nên từ các ion đơn nguyên tử.

2K⁺ + O²⁻⟶ K₂O

⇒ K₂O là hợp chất ion chỉ được tạo nên từ các ion đơn nguyên tử.

Ca²⁺ + CO₃²⁻⟶ CaCO₃

⇒ CaCO₃ được tạo nên từ ion đa nguyên tử là CO₃^2-.

Câu 6. Cho ion Al³⁺ và SO₄^2-. Công thức của hợp chất ion được tạo thành từ 2 ion đã cho là

A. AlSO₄

B. Al₃(SO₄)₂

C. Al₂(SO₄)₃

D. Al₂SO₄

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Công thức của hợp chất ion được tạo thành từ 2 ion đã cho có dạng: Al_x(SO₄)_y

Tổng điện tích của các ion trong hợp chất bằng 0 nên ta có:

3x + (-2)y=0

⇒3x=2y

⇒$\frac{ x}{ y }=\frac{2}{3}$

⇒ Lấy x = 2; y = 3

Vậy công thức là: Al₂(SO₄)₃

Câu 7. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử CaO là

A. Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e; O + 2e ⟶ O²⁻; Ca²⁺ + O²⁻⟶ CaO

B. Ca ⟶ Ca⁺ + 1e; O + 1e ⟶ O⁻; Ca⁺ + O⁻⟶ CaO

C. O ⟶ O²⁺ + 2e; Ca + 2e ⟶ Ca²⁻; O²⁺ + Ca²⁻⟶ CaO

D. O ⟶ O⁺ + 1e; Ca + 1e ⟶ Ca⁻; O⁺ + Ca⁻⟶ CaO

Hiển thị đáp án  

Đáp án: A

Giải thích:

Ca (Z = 20): [Ar]4s² có 2 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 2 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm.

O (Z = 8): [He]2s²2p⁴ có 6 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm.

Quá trình hình thành liên kết ion:

Ca        ⟶      Ca²⁺ + 2e

O               + 2e ⟶ O²⁻

Ca²⁺ + O²⁻⟶ CaO

Câu 8. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử MgCl₂ là

A. Mg ⟶ Mg²⁺ + 2e; Cl + 2e ⟶ Cl²⁻; Mg²⁺ + Cl²⁻⟶ MgCl₂

B. Mg ⟶ Mg²⁺ + 2e; Cl + 1e ⟶ Cl⁻; Mg²⁺ + Cl⁻⟶ MgCl₂

C. Mg ⟶ Mg²⁺ + 2e; Cl + 1e ⟶ Cl⁻; Mg²⁺ + 2Cl⁻⟶ MgCl₂

D. Mg ⟶ Mg⁺ + 1e; Cl + 2e ⟶ Cl²⁻; Mg⁺ + Cl²⁻⟶ MgCl₂

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

Mg (Z = 12): [Ne]3s² có 2 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 2 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm.

Cl (Z = 17): [Ne]3s²3p⁵ có 7 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 1 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm.

Quá trình hình thành liên kết ion:

Mg        ⟶      Mg²⁺ + 2e

Cl               + 1e ⟶ Cl⁻

Mg²⁺ + 2Cl⁻ ⟶ MgCl₂

Câu 9. Cho hợp chất ion A₂O₃. Hợp chất này được tạo thành từ các ion là

A. A²⁺ và O²⁻

B. A²⁺ và O³⁻

C. A³⁺ và O²⁻

D. A⁺ và O⁻

Hiển thị đáp án  

Đáp án: C

Giải thích:

O (Z = 8): [He]2s²2p⁴ có 6 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm.

O + 2e ⟶ O²⁻

Gọi điện tích của A là x

Tổng điện tích của các ion trong hợp chất bằng 0 nên ta có:

2x + (-2).3 = 0

x = 3

Hợp chất A₂O₃ được tạo thành từ các ion làA³⁺ và O²⁻

Câu 10. So sánh nào dưới đây là đúng?

A. Bán kính nguyên tử K bằng bán kính ion K⁺

B. Bán kính nguyên tử K lớn hơn bán kính ion K⁺

C. Bán kính nguyên tử K nhỏ hơn bán kính ion K⁺

D. Bán kính nguyên tử K lớn hơn hoặc bằng bán kính ion K⁺

Hiển thị đáp án  

Đáp án: B

Giải thích:

Nguyên tử K (Z = 19): [Ar]4s¹ có 4 lớp electron.

K ⟶ K⁺ + 1e

Ion K⁺ (Z = 19): [Ar] có 3 lớp electron.

Do đó bán kính nguyên tử K lớn hơn bán kính ion K⁺

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Lý thuyết Bài 12: Liên kết hydrogen và tương tác Van Der Waals

Lý thuyết Bài 13: Phản ứng oxi hóa – khử

Lý thuyết Bài 14: Phản ứng hóa học và enthalpy

Lý thuyết Bài 15: Ý nghĩa và cách tính biến thiên enthalpy phản ứng hóa học