Bài tập Liên kết ion có đáp án

NaCl là hợp chất ion.

Trong tinh thể NaCl, giữa các ion có lực hút tĩnh điện rất mạnh nên NaCl nóng chảy ở nhiệt độ cao.

Ở trạng thái rắn, các ion không di chuyển tự do được nên NaCl không dẫn điện. Tuy nhiên ở trạng thái nóng chảy hoặc khi hòa tan vào dung dịch, các ion có thể chuyển động khá tự do nên hợp chất NaCl dẫn điện.

a) Li ⟶ Li$^{+}$ + 1e

b) Be ⟶ Be$^{2+}$ + 2e

c) Br + 1e ⟶ Br$^{–}$

d) O + 2e ⟶ O$^{2-}$

- Cấu hình electron của K là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$ 3s$^{2}$ 3p$^{6}$ 4s$^{1}$.

K ⟶ K$^{+}$ + 1e

⇒ Cấu hình electron của K$^{+}$ là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$ 3s$^{2}$ 3p$^{6}$.

⇒ Cấu hình electron của K$^{+}$ giống với khí hiếm Ar.

- Cấu hình electron của Mg là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$ 3s$^{2}$.

Mg ⟶ Mg$^{2+}$ + 2e

⇒ Cấu hình electron của Mg$^{2+}$ là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$.

⇒ Cấu hình electron của Mg$^{2+}$ giống với khí hiếm Ar.

- Cấu hình electron của F là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{5}$.

F + 1e ⟶ F$^{-}$

⇒ Cấu hình electron của F$^{–}$ là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$.

⇒ Cấu hình electron của F$^{–}$ giống với khí hiếm Ne.

- Cấu hình electron của S là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$ 3s$^{2}$ 3p$^{4}$.

S + 2e ⟶ S$^{2–}$

⇒ Cấu hình electron của S$^{2–}$ là 1s$^{2}$ 2s$^{2}$ 2p$^{6}$ 3s$^{2}$ 3p$^{6}$.

⇒ Cấu hình electron của S$^{2–}$ giống với khí hiếm Ar.

Ta có:

O + 2e ⟶ O$^{2–}$

Li ⟶ Li$^{+}$ + 1e

Do số electron mà 1 nguyên tử O nhận gấp đôi số electron mà 1 nguyên tử Li nhường nên một ion O$^{2–}$ kết hợp được với hai ion Li$^{+}$.

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

⇒ Các cặp ion có thể kết hợp với nhau để tạo liên kết ion là: Na$^{+}$ và O$^{2–}$, Mg$^{2+}$ và O$^{2–}$, Na$^{+}$ và Cl$^{–}$, Mg$^{2+}$ và Cl$^{–}$.

a) Khi kim loại calcium kết hợp với phi kim oxygen, tạo thành các ion Ca$^{2+}$ và O$^{2–}$, các ion này có điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Biểu diễn sự hình thành liên kết ion trong phân tử CaO như sau:

b) Khi kim loại magnesium kết hợp với phi kim chlorine, tạo thành các ion Mg$^{2+}$ và Cl$^{–}$, các ion này có điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Biểu diễn sự hình thành liên kết ion trong phân tử MgCl$_{2}$ như sau:

- Lắp mô hình như hình sau:

Trong đó, quả cầu quả nhỏ màu vàng đại diện cho ion Cl$^{-}$ còn quả cầu to hơn màu xanh đại diện cho ion Na$^{+}$.

- Quan sát mô hình vừa lắp, ta thấy: mỗi ion Na$^{+}$ được bao quanh bởi 6 ion Cl$^{-}$ gần nhất và mỗi ion Cl$^{-}$ cũng được bao quanh bởi 6 ion Na$^{+}$ gần nhất.

- Các em tự tiến hành thí nghiệm.

- Quan sát hiện tượng thấy:

+ Đèn sáng khi cắm vào dung dịch muối ăn bão hòa.

⇒ Dung dịch muối ăn bão hòa dẫn được điện.

+ Đèn không sáng khi cắm vào muối ăn khan, dung dịch nước đường.

⇒ Muối ăn khan, dung dịch nước đường không dẫn điện.

Giải thích:

- Muối ăn là hợp chất ion nên tan nhiều trong nước. Khi tan trong nước, các ion Na$^{+}$ và Cl$^{-}$ bị tách khỏi mạng lưới tinh thể, chuyển động khá tự do và là tác nhân dẫn điện.

- Muối ăn khan tức là ở trạng thái rắn, các ion không di chuyển tự do được nên muối ăn khan không dẫn điện.

- Đường không phải hợp chất ion nên dung dịch đường không dẫn được điện.

a) Muối ăn (NaCl) là tinh thể ion, giữa các ion Na$^{+}$ và Cl$^{-}$ có lực hút tĩnh điện rất mạnh nên muối ăn khó nóng chảy hay có nhiệt độ nóng chảy cao.

b) Các hợp chất ion ở trạng thái nóng chảy hoặc dung dịch sẽ dẫn điện, vì:

- Khi nóng chảy hoặc tan trong nước, các ion bị tách khỏi mạng lưới tinh thể, chuyển động khá tự do và là tác nhân dẫn điện.

- Ở trạng thái rắn, các ion không di chuyển tự do được nên hợp chất ion không dẫn điện.

- Trong tinh thể ion, giữa các ion có lực hút tĩnh điện rất mạnh nên các hợp chất ion thường là chất rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi ở điều kiện thường.

Ví dụ: Nhiệt độ nóng chảy của MgO là 2800°C.

- Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước. Khi tan trong nước, các ion bị tách khỏi mạng lưới tinh thể, chuyển động khá tự do và là tác nhân dẫn điện. Ở trạng thái nóng chảy, hợp chất ion dẫn điện.

- Do lực hút tĩnh điện rất mạnh giữa các ion nên các tinh thể ion khá rắn chắc, nhưng khá giòn.

⇒ Đây là tính chất đặc trưng của tinh thể ion.

Một số ứng dụng phổ biến của hợp chất ion trong đời sống:

- Potassium hydroxide là hợp chất ion được dùng làm chất dẫn điện trong pin alkaline (pin kiềm).

- Máy lọc không khí tạo ion âm.