Bài 12. Liên kết ion - Tinh thể ion

Hầu hết các nguyên tố hóa học tồn tại trong tự nhiên dưới dạng hợp chất.
Vì sao nguyên tử các nguyên tố (ngoại trừ khí hiếm có xu hướng liên kết với nhau thành phân tử hay tinh thể?
NH3
CH4
Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành tinh thể hay phân tử
I. SỰ TẠO THÀNH ION, CATION, ANION
1. ION, CATION, ANION
a. Ion:
Khi nguyên tử nhường hay nhận e, nó trở thành phần tử mang điện gọi là ion.
Trong các phản ứng hóa học, các nguyên tử luôn có khuynh hướng đạt cấu hình bền của khí hiếm (lớp ngoài cùng có 8e hay 2e).
b. Cation:
Nguyên tử kim loại có 1,2,3 e ở lớp ngoài cùng dễ nhường e cho các nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành ion dương gọi là cation.
K  K+ + 1e

Mg  Mg2+ + 2e

Al  Al3+ + 3e

Tên cation kim loại được gọi theo tên kim loại.
Cation Kali
Cation Magiê
Cation
c. Anion:
Nguyên tử phi kim có 5, 6,7 e ở lớp ngoài cùng dễ nhận e từ nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành ion âm gọi là anion.
N + 3e  N3-

O + 2e  O2-

Cl + 1e  Cl1-

Tên Anion kim loại được gọi theo tên gốc axit.
Anion Clorua
Anion oxit
Na (Z=11)
Nguyên tử Na trung hòa về điện
 trở thành ion
Li (Z=3)
Li (2,1)
3+
+
Li+ (2)
Li  Li+ + e
Có thể biểu diễn quá trình trên bằng phương trình sau:
1s22s1
Bền vững
F (Z=9)
+
F (2,7)
F - (2,8)
F + e  F –
Có thể biểu diễn quá trình trên bằng phương trình sau:
1s22s22p5
Bền vững
Vận dụng: Viết phương trình nhường e của các kim loại sau: K(Z=19), Mg(Z=12), Al(Z=13) để tạo thành ion dương.
K(Z=19): 1s22s22p63s23p64s2
Có 1 e lớp ngoài cùng dễ cho 1 e
K  K+ + 1e
Vận dụng: Viết phương trình nhận e của các phi kim sau: N(Z=7), O(Z=8), Cl(Z=17) để tạo thành ion âm.
I. SỰ TẠO THÀNH ION, CATION, ANION
2. ION ĐƠN NGUYÊN TỬ VÀ ION ĐA NGUYÊN TỬ
a. Ion đơn nguyên tử: là các ion tạo nên từ một nguyên tử.
VD: cation Na+, Mg2+, Al3+
b. Ion đa nguyên tử: là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm.
VD: cation amoni NH4+, anion hidroxit OH – , anion sunfat SO42 –
II. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION
Na (Z=11): 1s22s22p63s1
Cl (Z=17):1s22s22p63s23p5
+
–
Na + Cl  Na+ + Cl –
NaCl
Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu
Phản ứng hóa học trên có thể biểu diễn bằng phương trình sau:
2Na + Cl2  2NaCl
2.1e
III. TINH THỂ ION
1. TINH THỂ NaCl
Ở thể rắn, NaCl tồn tại dưới dạng tinh thể ion
Các ion Na+ và Cl- phân bố luân phiên đều đặn trên các đỉnh của hình lập phương nhỏ.
III. TINH THỂ ION
1. Tính chất chung của hợp chất ion:
Lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu trong tinh thể ion rất lớn Tinh thể ion rất bền vững.
Các hợp chất ion đều khá rắn, khó bay hơi, khó nóng chảy.
Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước, dẫn điện. Ở trạng thái rắn, chúng không dẫn điện.