Bài 12. Liên kết ion - Tinh thể ion

CHƯƠNG 3:
LIÊN KẾT HOÁ HỌC
BÀI 12:
LIÊN KẾT ION – TINH THỂ ION
Mục tiêu cần đạt được:
 ion là gì? Khi nào nguyên tử trở thành ion? Có mấy loại ion?
 liên kết ion là gì? Liên kết ion được hình thành như thế nào?
 liên kết ion ảnh hưởng như thế nào đến tính chất của các hợp chất ion?
Sự hình thành ion, cation, anion

Ion, cation, anion.
a) sự hình thành ion
- Xét nguyên tử Na (Z = 11)


nhường 1 e



11 hạt p (11+)
11 hạt e (11-)
Hãy xác định điện tích của nguyên tử Na
q = (11+)+(11-)=0
?
Hãy xác định số hạt e, p và điện tích của phần còn lại
11 hạt p (11+)
10 hạt e (10-)
q =(11+)+(10-)=1+
Nguyên tử Na
(trung hoà về điện)
Phần tử mang điện
Dương (ion dương)
Xét nguyên tử Cl (Z=17):

Nhận 1 e
17 hạt p (17+)
17 hạt e (17-)


q=(17+)+(17-)=0
Hãy xác định điện tích của nguyên tử Cl
17 hạt p (17+)
18 hạt e (18-)


q=(17+)+(18-)=1-
?
Nguyên tử Cl
(Trung hoà về điện)
Phần tử mang điện
âm (ion âm)
Ion là gì? Khi nào nguyên tử biến thành ion?
Có mấy loại ion?
Hãy xác định điện tích của phần thu được
Kết luận:
Ion là phần tử mang điện, được hình thành khi nguyên tử nhường đi hoặc nhận thêm electron.
Ion gồm 2 loại
Ion dương (cation)
Ion âm (anion)
b. Sự tạo thành cation
Quy luật: trong phản ứng hoá học, để đạt được cấu hình bền của khí hiếm(lớp ngoài cùng có 8 electron hay 2 electron đối với Heli) nguyên tử kim loại có khuynh hướng nhường electron để trở thành ion dương hay cation.
- VD1: xét sự hình thành Li+
nhường 1 e


+

Vậy ta có pt: Li → Li+ + 1e
Để đạt được cấu hình e
giống như khí hiếm He (1s2)
nguyên tử Li sẽ làm như
thế nào?
Hãy quan sát sơ đồ sau!
3+
e
e
e
Li (1s2 2s1)
Li (1s2)
3+
e
e
e

3+
e
e
e
VD2: Xét sự tạo thành ion Al3+
nhường 3e


Kết luận:
- Số điện tích của cation = số e mà nguyên tử nhường, tức:
- Cấu hình electron của cation là phần cấu hình còn lại khi nguyên tử nhường đi electrron.
Al(1s22s22p63s23p1)
Al3+(1s22s22p6)
Để đạt được cấu hình như khí hiếm Ne(1s22s22p6)
nguyên tử Al phải làm như thế nào ?
Hãy nêu mối liên hệ giữa số e mà nguyên tử
nhường và điện tích của Ion thu được. từ đó hãy viết phương trình
tổng quát hình thành ion đó?
M → Mn+ + ne
Cách xác định cấu hình electron
của cation như thế nào?
Chú ý:
Tên của cation được gọi theo tên của kim loại tương ứng(nếu kim loại có nhiều hoá trị thì sau tên kim loại phải kèm theo hoá trị).
DV:
Na+ gọi là cation natri
Mg2+ gọi là cation magie
Fe3+ gọi là cation sắt(III)
C. Sự tạo thành anion
Quy luật:
Trong phản ứng hoá học, để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm(lớp ngoài cùng có 8e hay 2e ở Heli) nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận e để trở thành ion âm hay anion.
VD1: Xét sự hình thành ion F-
nhận 1e




+


Hay: F + 1e → F-
F (1s22s22p5)
F- (1s22s22p6)
Để đạt được cấu hình e giống khí hiếm Ne (1s22s22p6)
nguyên tử Flo phải làm như thế nào?
Hãy quan sát sơ đồ sau!
9+
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
9+
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
-VD2:Xét sự hình thành ion S2-
+2e

Kết luận:
- Trị số điện tích của anion = số electron mà nguyên tử nhận, tức:

- cấu hình electron của anion là phần cấu hình thu được khi nguyên tử nhận thêm electron.
S (1s22s22p63s23p4)
S2-(1s22s22p63s23p6)
Để đạt được cấu hình như khí hiếm Ar (1s22s22p63s23p6)
nguyên tử S phải làm như thế nào ?
Hãy nêu mối liên hệ giữa số e mà nguyên tử
nhận và điện tích của anion thu được. Từ đó hãy viết phương trình
tổng quát hình thành anion đó?
X + m e → Xm-
Hãy nêu cách xác định cấu hình electron của anion


Chú ý: Tên của anion được gọi theo tên của gốc axit tương ứng (trừ O2- gọi là anion oxit)


VD: F- gọi là anion florua
Cl- gọi là anion clorua
S2- gọi là anion sunfua
2. Ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử
● Vd:
- Ion Li+, Mg2+, Al3+ , F- là ion đơn nguyên tử.
- Ion NH+4, SO42-, OH- là ion đa nguyên tử.
● Khái niệm:
Ion đơn nguyên tử là các ion được tạo nên từ 1 nguyên tử.
Ion đa nguyên tử là các ion được tạo nên từ nhiều nguyên tử.
Hãy nghiên cứu
SGK và quan sát
VD sau!
Thế nào là ion đơn nguyên tử, ion đa nguyên tử?
II. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION
Thí nghiệm: phản ứng giữa Na và Cl
Giải thích: khi tham gia phản ứng, nguyên tử Na(1s22s22p63s1) nhường đi 1e → cation Na+ (1s22s22p6), đồng thời nguyên tử Cl (1s22s22p63s23p5) nhận 1e của nguyên tử Na để biến thành anion Cl-(1s22s22p63s23p6). Khi đó 2 ion trái dấu sinh ra sẽ hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử NaCl.
Nhường 1 e


+
Hãy quan sát sơ đồ sau!
Na
Cl
Na+
Cl-
e
Liên kết ion
Liên kết ion là gì?
Kết luận:
“liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu”

Vậy, phản ứng giữa Na và Cl có thể được biểu diễn bằng phương trình hoá học sau:
2 x 1e
2Na + Cl2 → 2Na+Cl-
III. Tinh thể ion
Xét tinh thể NaCl

Hãy quan sát
các hình sau
Mô hình tinh thể NaCl
Tinh thể NaCl
Trong mạng tinh thể NaCl các ion Na+ và Cl- được phân bố luân phiên đều đặn trên các đỉnh của các hình lập phương nhỏ.
Xung quanh mỗi ion đều có 6 ion trái dấu gần nhất liên kết với nó.

2. Tính chất chung của hợp chất ion
 Do lực hút tĩnh điện giữa các ion trong tinh thể ion rất lớn, nên:
Các hợp chất ion đều khá rắn, khó bay hơi, khó nóng chảy.
Thường tan nhiều trong nước.
Khi tan trong nước(hoặc nóng chảy)chúng dẫn điện, còn ở trạng thái rắn thì không dẫn điện.
VD: tnc(NaCl) = 8000C
tnc(MgO) = 28000C
VỚI ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC
NHƯ THẾ THÌ CÁC HỢP CHẤT ION
CÓ TÍNH CHẤT NHƯ THẾ NÀO?
TỔNG KẾT
1. nhường e
nguyên tử kim loại
nhận e
nguyên tử phi kim
2. Cation (ion dương)
Ion gồm
Anion (ion âm)
3. Liên kết ion: Cation và Anion

ion
Hút nhau
Liên kết ion
Bài tập củng cố
Bài 1: viết phương trình hình thành các ion sau từ nguyên tử tương ứng: S2-, Ca2+, Fe2+.
Bài 2: viết cấu hình e của các ion sau: S2-, Fe2+, Fe3+.
Bài 3: Xác định số p,số e trong các nguyên tử và ion sau: H+, Ar, Cl-, Fe2+, Ca2+, S2-.

Cho S (Z = 16), Ca (Z = 20), Al (Z = 13),
Cl (Z = 17), Fe(Z = 26).