Lý thuyết Liên kết ion (Chân trời sáng tạo 2023) hay, chi tiết | Hóa học 10

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 9: Liên kết ion

A. Lý thuyết Liên kết ion

I. Ion và sự hình thành liên kết ion

1. Sự tạo thành ion

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

Ví dụ:

Viết gọn: Mg → Mg²⁺ + 2e

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

Ví dụ:

Viết gọn: O + 2e → O^2-

Chú ý: Giá trị điện tích trên cation hoặc anion bằng số electron mà nguyên tưr nhường hoặc nhận.

2. Liên kết 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.

– Ví dụ: Sự hình thành liên kết ion trong phân từ sodium chloride:

+ Nguyên tử Na (Z = 11) nhường đi 1 electron ở lớp ngoài cùng trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Na⁺.

+ Nguyên tử Cl (Z = 17) nhận 1 electron từ nguyên tử Na trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là Cl^–.

Các ion Na⁺ và Cl^– hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử NaCl.

Phương trình hóa học: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.

II. Tinh thể ion

– Tinh thể ion là hợp chất ion ở dạng rắn. Chúng gồm các ion liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo thành một mạng tinh thể.

– 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.

– Do các hợp chất ion có cấu trúc tinh thể nên 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.

Ví dụ: NaCl là hợp chất ion phổ biến. 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 cao.

B. Trắc nghiệm Liên kết ion

Câu 1. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử CaCl₂ là

A. Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e; Cl + 2e ⟶ Cl²⁻; Ca²⁺ + Cl²⁻⟶ CaCl₂

B. Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e; Cl + 1e ⟶ Cl⁻; Ca²⁺ + Cl⁻⟶ CaCl₂

C. Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e; Cl + 1e ⟶ Cl⁻; Ca²⁺ + 2Cl⁻⟶ CaCl₂

D. Ca ⟶ Ca⁺ + 1e; Cl + 2e ⟶ Cl²⁻; Ca⁺ + Cl²⁻⟶ CaCl₂

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

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.

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:

Ca²⁺ + 2Cl⁻⟶ CaCl₂

Câu 2. Ion Al³⁺ có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm nào?

A. Helium

B. Neon

C. Argon

D. Krypton

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Al (Z = 13): [Ne]3s²3p¹ có 3 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 3 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm gần nhất là Ne.

Câu 3. Cho các ion sau: Ca²⁺, F^–, Al³⁺ và P³⁻. Số ion có cấu hình electron của khí hiếm neon là

A. 4

B. 2

C. 1

D. 3

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

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 gần nhất là Ar.

⇒ Cấu hình electron của Ca²⁺ là: [Ar]

F (Z = 9): 1s²2s²2p⁵ có 7 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 1 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm gần nhất là Ne.

⇒ Cấu hình electron của F⁻ là: [Ne]

Al (Z = 13): [Ne]3s²3p¹ có 3 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 3 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm gần nhất là Ne.

⇒ Cấu hình electron của Al³⁺ là: [Ne]

P (Z = 15): [Ne]3s²3p³ có 5 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhận 3 electron để đạt cấu hình electron lớp ngoài cùng bền vững của khí hiếm gần nhất là Ar.

⇒ Cấu hình electron của P³⁻ là: [Ar]

Vậy có 2 ion có cấu hình electron của khí hiếm neon.

Câu 4. So sánh nào dưới đây là đúng?

A. Bán kính nguyên tử Ca bằng bán kính ion Ca²⁺

B. Bán kính nguyên tử Ca lớn hơn bán kính ion Ca²⁺

C. Bán kính nguyên tử Ca nhỏ hơn bán kính ion Ca²⁺

D. Bán kính nguyên tử Ca lớn hơn hoặc bằng bán kính ion Ca²⁺

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử Ca (Z = 20): [Ar]4s² có 4 lớp electron.

Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e

Ion Ca²⁺ (Z = 20): [Ar] có 3 lớp electron.

Do đó bán kính nguyên tử Ca lớn hơn bán kính ion Ca²⁺

Câu 5. Hợp chất nào dưới đây là hợp chất ion?

A. NaCl

B. N₂

C. H₂O

D. CO₂

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Hợp chất ion là hợp chất được hình thành từ kim loại điển hình với phi kim điển hình.

Na là kim loại điển hình, Cl là phi kim điển hình ⇒ NaCl là hợp chất ion.

Câu 6. Khẳng định đúng là

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

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

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

D. Cả A, B và C đều đúng.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

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.

Câu 7. Liên kết ion thường được hình thành khi

A. kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình

B. 2 phi kim điển hình tác dụng với nhau

C. kim loại điển hình tác dụng với khí hiếm

D. phi kim điển hình tác dụng với khí hiếm

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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

Câu 8. Liên kết ion trong hợp chất KCl tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa

A. cation K²⁺ và anion Cl²⁻

B. cation K⁺ và anion Cl⁻

C. cation Cl⁺ và anion K⁻

D. cation Cl²⁺ và anion K²⁻

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

K (Z = 19): [Ar]4s¹⇒ có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ xu hướng nhường 1 electron để trở thành caction K⁺

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 KCl tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa cation K⁺ và anion Cl⁻.

Câu 9. 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.

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh 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 10. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử MgO là

A. Mg ⟶ Mg²⁺ + 2e; O + 2e ⟶ O²⁻; Mg²⁺ + O²⁻⟶ MgO

B. Mg ⟶ Mg⁺ + 1e; O + 1e ⟶ O⁻; Mg⁺ + O⁻⟶ MgO

C. O ⟶ O²⁺ + 2e; Mg + 2e ⟶ Mg²⁻; O²⁺ + Mg²⁻⟶ MgO

D. O ⟶ O⁺ + 1e; Mg + 1e ⟶ Mg⁻; O⁺ + Mg⁻⟶ MgO

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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.

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:

Mg⟶Mg²⁺ + 2e

[Ne]3s² [Ne]

O+ 2e ⟶ O²⁻

[He]2s²2p⁴ [Ne]

Mg²⁺ + O²⁻⟶ MgO

Câu 11. Cho các tính chất dưới đây:

(i) Dẫn điện ở trạng thái rắn.

(ii) Dễ tan trong nước tạo thành dung dịch có khả năng dẫn điện.

(iii) Thường tồn tại ở thể rắn trong điều kiện thường.

(iiii) Dễ nóng chảy, dễ bay hơi.

Số tính chất điển hình đúng của hợp chất ion là

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: B

Tính chất điển hình của hợp chất ion là

(i) Dẫn điện ở trạng thái rắn. ⇒ sai vì không dẫn điện ở trạng thái rắn.

(ii) Dễ tan trong nước tạo thành dung dịch có khả năng dẫn điện. ⇒ đúng

(iii) Thường tồn tại ở thể rắn trong điều kiện thường. ⇒ đúng

(iiii) Dễ nóng chảy, dễ bay hơi. ⇒ sai vì khó nóng chảy, khó bay hơi.

Vậy có 2 tính chất đúng.

Câu 12. Anion X³⁻ có cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Cấu hình electron nguyên tử của X là

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p³

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²

D. 1s²2s²2p⁶

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

Anion X³⁻ có cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Mà X + 3e → X³⁻

Nên cấu hình electron nguyên tử của X là 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

Câu 13. Ở điều kiện thường, các hợp chất ion thường tồn tại ở dạng

A. chất lỏng

B. chất khí

C. tinh thể rắn

D. rắn, lỏng hoặc khí

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Ở điều kiện thường, các hợp chất ion thường tồn tại ở dạng tinh thể rắn.

Câu 14. 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

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: A

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 15. Công thức của hợp chất ion được hình thành từ anion Y²⁻ và cation X⁺ là

A. XY

B. X₂Y₂

C. X₂Y

D. XY₂

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: C

Tổng điện tích của các ion trong hợp chất ion bằng 0.

Giả sử công thức có dạng: X_aY_b

Khi đó: $a.(+1)+b.(–2)=0$⇒ $\frac{a}{b}=\frac{2}{1}$. ⇒ a = 2 và b = 1

Công thức của hợp chất ion là: X₂Y.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 9: Liên kết ion – Chân trời sáng tạo

Xem thêm các bài tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 8: Quy tắc octet

Bài 10: Liên kết cộng hóa trị

Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der waals

Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống