Bài 10: Liên kết ion

- Theo Hình 10.1 ta thấy:

   + Kim loại Na có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường đi 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

   + Phi kim Cl có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

=> Cl đã nhận thêm 1 electron từ Na để trở thành các ion

=> Phát biểu (1) phù hợp với sơ đồ phản ứng ở Hình 10.1

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

=> Liên kết ion chỉ có trong hợp chất

Phát biểu b đúng

a) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử là: NaCl, KBr, MgCl…

b) Hợp chất ion tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử là: KNO3, NH4Cl, Na2SO4…

c) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đa nguyên tử là: NH4NO3, (NH4)2CO3, (NH4)2SO4…

- Phân tử CaO gồm 2 nguyên tố: Ca và O

   + Cấu hình electron Ca: 1s22s22p63s23p64s2

   + Cấu hình electron O: 1s22s22p4

Giai đoạn 1: Hình thành ion Ca2+ và O2-

Ca → Ca2+ + 2e

Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s2 → 1s22s22p63s23p6 + 2e

O + 2e → O2-

Cấu hình electron: 1s22s22p4+ 2e  →  1s22s22p6

Giai đoạn 2: Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng không.

Ca2+ +   O2-  →  CaO

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

- \(Li_x^ + F_y^ - \): (+1).x + (-1).y = 0

=> x = y = 1

=>  Công thức: LiF

- \(Li_x^ + O_y^{2 - }\): (+1).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 1

=> Công thức: Li2O

- \(Li_x^ + (P{O_4})_y^{3 - }\): (+1).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 1

=> Công thức: Li3PO4

- \(Ca_x^{2 + }F_y^ - \): (+2).x + (-1).y = 0

=> x =1, y = 2

=> Công thức: CaF2

- \(Ca_x^{2 + }O_y^{2 - }\): (+2).x + (-2).y = 0

=> x = y = 1

=> Công thức: CaO

- \(Ca_x^{2 + }(P{O_4})_y^{3 - }\): (+2).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 2

=> Công thức: Ca3(PO4)2

- \(Al_x^{3 + }F_y^ - \): (+3).x + (-1).y = 0

=> x = 1, y = 3

=> Công thức: AlF3

- \(Al_x^{3 + }O_y^{2 - }\): (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al2O3

- \(Al_x^{3 + }(P{O_4})_y^{3 - }\): (+3).x + (-3).y = 0 

=> x = y = 1

=> Công thức: AlPO4

\(\mathrm{CaCO}_3\) được tạo nên bởi liên kết ion.
\(\mathrm{Ca}^{2+}+\mathrm{CO}_3^{2-} \rightarrow \mathrm{CaCO}_3\)
Si và \(O\) đều là hai nguyên tố phi kim nên không tạo được ion trái dấu. Si và O sẽ góp chung electron để hình thành liên kết cộng hóa trị.

Từ mô hình NaCl, có thể thấy được xung quanh mỗi ion Na+ có 6 ion Cl-

- Một số hợp chất ion có xung quanh em là:

   + Muối ăn: NaCl

   + Đá vôi: CaCO3

   + Vôi sống: CaO

- Ở điều kiện thường, chúng tồn tại ở thể rắn

- Hợp chất tạo nên bởi ion Al3+ (mang điện tích dương) và ion O2- (mang điện tích âm)

=> 2 ion trái dấu tạo nên hợp chất ion

- Gọi công thức hợp chất: \(Al_x^{3 + }O_y^{2 - }\): (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al2O3

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

- Đặc điểm hợp chất ion:

   + Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

   + Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

a) Nguyên tử kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhường 1, 2, 3 electron này để đạt cấu hình bền vững giống như khí hiếm. Khi nhường electron các ion kim loại mất đi 1 lớp electron ngoài cùng. Do đó bán kính ion kim loại nhỏ hơn bán kính nguyên tử kim loại tương ứng.

- Nguyên tử Na có 3 lớp electron, 1 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tử Na đã nhường đi 1 electron ở lớp thứ 3 để trở thành ion Na+. Khi đó ion Na+ chỉ còn 2 lớp electron

⇒ Bán kính Na+ nhỏ hơn bán kính nguyên tử Na.

- Nguyên tử Mg có 3 lớp electron, 2 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tử Mg đã nhường đi 2 electron ở lớp thứ 3 để trở thành ion Mg2+. Khi đó ion Mg2+ chỉ còn 2 lớp electron

⇒ Bán kính Mg2+ nhỏ hơn bán kính nguyên tử Mg2+.

b) Mỗi nguyên tử Na đã nhường 1 electron, nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Na để hình thành hợp chất ion Na2O.

2Na+ + O2- → Na2O

Vì Na2O là hợp chất ion ⇒ Ở điều kiện thường Na2O tồn tại ở thể rắn.

Nguyên tử Mg nhường 2 electron, nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Mg để hình thành hợp chất ion MgO.

Mg2+ + O2- → MgO

Vì MgO là hợp chất ion ⇒ Ở điều kiện thường MgO tồn tại ở thể rắn.

c) Ta có:

+ Bán kính ion Na+ > bán kính ion Mg2+

+ Điện tích ion Mg2+ > điện tích ion Na+

Vậy nhiệt độ nóng chảy của MgO (\(2852^oC\)) cao hơn rất nhiều so với Na2O (\(1132^oC\)) do năng lượng phân li tỉ lệ thuận với điện tích ion và tỉ lệ nghịch với bán kính ion.