Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
Câu hỏi mở đầu trang 51
Đề bài: Hợp chất NaCl nóng chảy ở nhiệt độ cao và có khả năng dẫn điện khi nóng chảy hoặc khi hoà tan trong dung dịch. Yếu tố nào trong phân tử NaCl gây ra các tính chất trên?
Lời giải:
NaCl là hợp chất ion, được tạo thành từ các ion $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$ liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện rất mạnh (liên kết ion). Chính yếu tố này gây ra các tính chất trên:
- Nóng chảy ở nhiệt độ cao: vì cần năng lượng lớn để phá vỡ các liên kết ion bền chặt trong mạng tinh thể.
- Dẫn điện khi nóng chảy hoặc tan trong nước: vì khi đó các ion tách khỏi mạng tinh thể và chuyển động tự do, đóng vai trò tác nhân dẫn điện.
I. Sự tạo thành ion
Câu 1 trang 52
Đề bài: Hoàn thành các sơ đồ tạo thành ion sau:
a) Li → $\text{Li}^+$ + ?
b) Be → ? + 2e
c) Br + ? → $\text{Br}^-$
d) O + 2e → ?
Lời giải:
Áp dụng nguyên tắc: số electron nhường (hoặc nhận) bằng số đơn vị điện tích của ion.
a) Li nhường 1 electron tạo $\text{Li}^+$:
$$\text{Li} \rightarrow \text{Li}^+ + 1e$$
b) Be nhường 2 electron tạo $\text{Be}^{2+}$:
$$\text{Be} \rightarrow \text{Be}^{2+} + 2e$$
c) Br nhận 1 electron tạo $\text{Br}^-$:
$$\text{Br} + 1e \rightarrow \text{Br}^-$$
d) O nhận 2 electron tạo $\text{O}^{2-}$:
$$\text{O} + 2e \rightarrow \text{O}^{2-}$$
Câu 2 trang 52
Đề bài: Viết cấu hình electron của các ion: $\text{K}^+$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{F}^-$, $\text{S}^{2-}$. Mỗi cấu hình đó giống với cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm nào?
Lời giải:
Cách làm: viết cấu hình electron của nguyên tử, sau đó bớt electron (nếu là cation) hoặc thêm electron (nếu là anion) để được cấu hình của ion.
a) $\text{K}^+$:
- K (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.
- $\text{K}^+$ (mất 1 electron): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ → giống cấu hình của Ar.
b) $\text{Mg}^{2+}$:
- Mg (Z = 12): 1s²2s²2p⁶3s².
- $\text{Mg}^{2+}$ (mất 2 electron): 1s²2s²2p⁶ → giống cấu hình của Ne.
c) $\text{F}^-$:
- F (Z = 9): 1s²2s²2p⁵.
- $\text{F}^-$ (nhận 1 electron): 1s²2s²2p⁶ → giống cấu hình của Ne.
d) $\text{S}^{2-}$:
- S (Z = 16): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.
- $\text{S}^{2-}$ (nhận 2 electron): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ → giống cấu hình của Ar.
Câu 3 trang 52
Đề bài: Vì sao một ion $\text{O}^{2-}$ kết hợp được với hai ion $\text{Li}^+$?
Lời giải:
Trong hợp chất ion, tổng điện tích của các ion dương và ion âm phải bằng 0 (trung hoà về điện).
- Ion $\text{O}^{2-}$ có điện tích −2.
- Ion $\text{Li}^+$ có điện tích +1.
Để trung hoà điện tích −2 của 1 ion $\text{O}^{2-}$, cần đến 2 ion $\text{Li}^+$ (với tổng điện tích +2).
→ Một ion $\text{O}^{2-}$ kết hợp với hai ion $\text{Li}^+$ tạo thành hợp chất $\text{Li}_2\text{O}$.
II. Sự tạo thành liên kết ion
Câu 4 trang 52
Đề bài: Cho các ion: $\text{Na}^+$, $\text{Mg}^{2+}$, $\text{O}^{2-}$, $\text{Cl}^-$. Những ion nào có thể kết hợp với nhau tạo thành liên kết ion?
Lời giải:
Liên kết ion được hình thành giữa ion dương và ion âm do lực hút tĩnh điện. Trong các ion đã cho:
- Ion dương: $\text{Na}^+$, $\text{Mg}^{2+}$.
- Ion âm: $\text{O}^{2-}$, $\text{Cl}^-$.
→ Các cặp có thể kết hợp tạo liên kết ion (đảm bảo trung hoà điện):
| Cặp ion | Hợp chất tạo thành |
|---|---|
| $\text{Na}^+$ và $\text{O}^{2-}$ | $\text{Na}_2\text{O}$ |
| $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$ | $\text{NaCl}$ |
| $\text{Mg}^{2+}$ và $\text{O}^{2-}$ | $\text{MgO}$ |
| $\text{Mg}^{2+}$ và $\text{Cl}^-$ | $\text{MgCl}_2$ |
Câu 5 trang 52
Đề bài: Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong:
a) Calcium oxide.
b) Magnesium chloride.
Lời giải:
a) Calcium oxide ($\text{CaO}$):
- Nguyên tử Ca (Z = 20) có 2 electron lớp ngoài cùng → nhường 2 electron tạo thành ion $\text{Ca}^{2+}$ (có cấu hình giống khí hiếm Ar).
- Nguyên tử O (Z = 8) có 6 electron lớp ngoài cùng → nhận 2 electron tạo thành ion $\text{O}^{2-}$ (có cấu hình giống khí hiếm Ne).
- 1 nguyên tử Ca nhường 2 electron cho 1 nguyên tử O. Hai ion $\text{Ca}^{2+}$ và $\text{O}^{2-}$ mang điện tích trái dấu nên hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành liên kết ion trong phân tử $\text{CaO}$.
Sơ đồ:
$$\text{Ca} \rightarrow \text{Ca}^{2+} + 2e$$ $$\text{O} + 2e \rightarrow \text{O}^{2-}$$ $$\text{Ca}^{2+} + \text{O}^{2-} \rightarrow \text{CaO}$$
b) Magnesium chloride ($\text{MgCl}_2$):
- Nguyên tử Mg (Z = 12) có 2 electron lớp ngoài cùng → nhường 2 electron tạo thành ion $\text{Mg}^{2+}$ (có cấu hình giống khí hiếm Ne).
- Nguyên tử Cl (Z = 17) có 7 electron lớp ngoài cùng → nhận 1 electron tạo thành ion $\text{Cl}^-$ (có cấu hình giống khí hiếm Ar).
- 1 nguyên tử Mg nhường 2 electron cho 2 nguyên tử Cl (mỗi Cl nhận 1 electron). Ion $\text{Mg}^{2+}$ và 2 ion $\text{Cl}^-$ mang điện tích trái dấu nên hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành liên kết ion trong phân tử $\text{MgCl}_2$.
Sơ đồ:
$$\text{Mg} \rightarrow \text{Mg}^{2+} + 2e$$ $$2\text{Cl} + 2e \rightarrow 2\text{Cl}^-$$ $$\text{Mg}^{2+} + 2\text{Cl}^- \rightarrow \text{MgCl}_2$$
III. Tinh thể ion
Câu 6 trang 54
Đề bài:
a) Vì sao muối ăn có nhiệt độ nóng chảy cao (801 °C)?
b) Hợp chất ion dẫn điện trong trường hợp nào? Vì sao?
Lời giải:
a) Vì sao muối ăn có nhiệt độ nóng chảy cao (801 °C):
Muối ăn (NaCl) là hợp chất ion. Trong tinh thể NaCl, các ion $\text{Na}^+$ và $\text{Cl}^-$ được sắp xếp luân phiên và liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện rất mạnh.
→ Để phá vỡ các liên kết này (làm nóng chảy tinh thể) cần cung cấp một năng lượng rất lớn, nên muối ăn có nhiệt độ nóng chảy cao.
b) Hợp chất ion dẫn điện trong trường hợp nào? Vì sao:
Hợp chất ion dẫn điện trong 2 trường hợp:
- Khi nóng chảy: các ion tách khỏi mạng tinh thể và chuyển động khá tự do → có thể dẫn điện.
- Khi hoà tan trong nước: các ion bị tách khỏi mạng tinh thể, chuyển động khá tự do trong dung dịch → có thể dẫn điện.
Còn ở trạng thái rắn, các ion bị giữ chặt trong mạng tinh thể, không di chuyển tự do được nên hợp chất ion không dẫn điện.
Em có thể
Giải thích được một số tính chất đặc trưng của hợp chất ion và một số ứng dụng phổ biến của chúng trong đời sống
Lời giải:
1) Một số tính chất đặc trưng của hợp chất ion:
- Trạng thái: thường ở thể rắn ở điều kiện thường (do các ion liên kết chặt chẽ trong mạng tinh thể).
- Nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi cao: do lực hút tĩnh điện giữa các ion rất mạnh, cần năng lượng lớn để phá vỡ. Ví dụ: $\text{NaCl}$ nóng chảy ở 801 °C, $\text{MgO}$ nóng chảy ở 2852 °C.
- Khá cứng nhưng giòn: tinh thể ion rắn chắc, nhưng khi tác dụng một lực mạnh thì dễ vỡ vụn.
- Khả năng dẫn điện: không dẫn điện ở trạng thái rắn, nhưng dẫn điện khi nóng chảy hoặc khi tan trong nước (do các ion chuyển động tự do).
- Tính tan: thường tan nhiều trong nước.
2) Một số ứng dụng phổ biến trong đời sống:
- Muối ăn ($\text{NaCl}$): dùng làm gia vị, bảo quản thực phẩm, sản xuất hoá chất.
- Potassium hydroxide ($\text{KOH}$): dùng làm chất dẫn điện trong pin alkaline (pin kiềm).
- Magnesium oxide ($\text{MgO}$): do có nhiệt độ nóng chảy rất cao nên được dùng làm vật liệu chịu nhiệt (lót lò luyện kim, làm gạch chịu lửa,…).
- Calcium oxide ($\text{CaO}$, vôi sống): dùng trong xây dựng, xử lí nước thải, cải tạo đất chua trong nông nghiệp.
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ