Bài 12. Liên kết ion - Tinh thể ion

LIÊN KẾT ION – TINH THỂ ION
Bài 12 :

I. Sự hình thành cation, anion và ion.

1. Ion, cation và anion
VD: Cho Li có Z=3. Có cấu hình là: 1s22s1

Nhận xét: -Li có 3p mang điện tích 3+ và 3 e mang điện tích 3-  nên nguyên tử Li trung hòa về điện.
- Nếu nguyên tử Li nhường 1e ở lớp ngoài cùng thì:

 phần còn lại mang điện tích 1+.

II. Liên kết Ion

1. Sự hình thành Ion
VD: Cho Li có Z=3. Có cấu hình là: 1s22s1

Nhận xét: -Li có 3p mang điện tích 3+ và 3 e mang điện tích 3-  nên nguyên tử Li trung hòa về điện.
- Nếu nguyên tử Li nhường 1e ở lớp ngoài cùng thì:

 phần còn lại mang điện tích 1+.
Nguyên tử Liti
Sự hình thành ion Li+
+
Ion Liti (Li+)
11+
Ion Na+
+
Nguyên tử Na
Từ đó: Na  Na+ + e
Mô hình sự hình thành một số ion dương khác
Sự hình thành ion Na+:
Nguyên tử Mg
Ion Mg2+
Sự hình thành ion Mg2+
KẾT LUẬN
Nguyên tử trung hoà về điện, số p mang điện tích dương bằng số e mang điện tích âm nên khi nguyên tử nhường e sẽ trở thành phần tử mang điện dương gọi là cation.

Tổng quát: M - ne → Mn+
Sự tạo thành anion
Cho F có Z=9.
- Hãy chứng minh nguyên tử F trung hoà về điện?
- Nguyên tử F có khả năng nhường hay nhận e? Vì sao?

Flo có: 9 proton mang điện tích 9 +
9e mang điện tích 9 -
 F trung hoà về điện.

Cấu hình e của nguyên tử F :
1s22s22p5
Do có 7e lớp ngoài cùng nên Flo có xu hướng nhận thêm 1e để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm Ne
F + e  F -
Quá trình nhận e của F:
Ion florua
Nguyên tử Flo
+
8+
Ion O 2-
2 -
Nguyên tử Oxi
Mô hình sự hình thành một số ion âm khác
Sự hình thành ion O 2-:
Từ đó: O + 2e  O 2 -
KẾT LUẬN
Nguyên tử trung hoà về điện, khi nhận e sẽ trở thành phần tử mang điện âm gọi là anion.

Tổng quát: A + ne → A n-
Khái niệm ion,tên gọi
Các cation và anion được gọi chung là các ion:
Cation ↔ ion dương
Anion ↔ ion âm
Các nguyên tử kim loại lớp ngoài cùng có 1,2,3 electron →dễ nhường electron để tạo ra cation (ion dương) có cấu hình bền vững của khí hiếm .
Ví dụ?

Mg → Mg2+ + 2e.
Al → Al3+ + 3e.
Na → Na+ + 1e .
Các cation kim loại được gọi tên theo kim loại tạo thành
Ví dụ :
Li+ gọi là cation liti.
Thế thì
Mg2+ gọi là….?
Al3+ gọi là…?
Fe2+ gọi là...?
Mg2+ gọi là cation magie.
Al 3+ gọi là cation nhôm.
Fe2+ gọi là cation sắt.
Các nguyên tử phi kim lớp ngoài cùng có 5,6,7e có khả năng nhận thêm electron và biến thành anion (ion âm) có cấu hình bền vững của khí hiếm.
Ví dụ:
Cl + 1e→ Cl-
O +2e → O2-.
Các anion được gọi theo tên gốc axit (trừ oxi).
Ví dụ: F- gọi là ion florua,
Cl- gọi là… ?
O2- gọi là…?
Cl- gọi là anion clorua
O2- gọi là anion oxit.
2. Ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử.
Ion đơn nguyên tử là ion tạo nên từ 1 nguyên tử.
Ví dụ: Các cation Li+,Na+,Al3+ ...
Các anion F-, Cl- ,O2- …
Ion đa nguyên tử là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm.
Ví dụ: NH4+, OH-, SO42-,...
Phân biệt cation với anion?
Cation mang điện tích dương
Anion mang điên tích âm.
Bài tập về nhà:5,6(SGK)

BÀI TẬP
Bài 5: So sánh số electron trong các ion sau:
Na+ , Mg2+, Al3+?
Trả lời:
Na+: 1s22s22p6
Mg2+: 1s22s22p6.
Al3+: 1s22s22p6.
 Đều có 10e.
Bài 6: Những hợp chất nào sau đây chứa ion đa nguyên tử? Chọn đáp án đúng nhất ?
H3PO4 ; NH4NO3 ;KCl;; NH4Cl
H3PO4 ; NH4NO3 ;NH4Cl;Ca(OH)2
KCl ; K2O; Ca(OH)2 ;H3PO4
NH4Cl ;Ca(OH)2 ;NH4NO3 ;KCl

LIÊN KẾT ION, TINH THỂ ION
Bài 12 :
(Tiếp)
II. Sự tạo thành liên kết ion
Thí nghiệm Na tác dụng với Cl2
Sự hình thành các ion Na+ và Cl-trong phân tử NaCl
11+
17+
Na+
Cl-
+
-
Từ đó
Na -1e  Na+
Na + Cl2  ?
Na + Cl2 
Cl2 + 2e  2Cl-
NaCl
2
2
Liên kết ion là liên kết được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện của 2 ion mang điện tích trái dấu .
KẾT LUẬN
Sự tạo thành MgO
12+
8+
Mg2+
O2-
2+
2-
Một số trường hợp khác về sự hình thành liên kết ion
Sự tạo thành phân tử Li2O
Cation Li+
Cation Li+
Anion O2-
Phân tử Li2O
Sự tạo thành MgCl2
Cl-
Cl-
Mg2+
17+
12+
17+
-
-
2+
Liên kết ion chỉ được hình thành giữa:
kim loại điển hình và phi kim điển hình.
III.Tinh thể ion
Mô hình tinh thể NaCl:
III.Tinh thể ion
Mô hình tinh thể NaCl:
Mô hình tinh thể NaCl tan trong nước:
NhËn xÐt:
Tinh thÓ NaCl cã
-Có cấu trúc lập phương.
-Các ion Na+ và Cl- phân bố luân phiên, đểu đặn ở nút mạng. Mỗi ion được bao quanh bởi 6 ion trái dấu.
Tính chất chung của hợp chất ion
Đặc điểm chung của muối ăn
Tính bền vững ,trạng thái
Khả năng bay hơi
Nóng chảy
Khả năng tan trong nước,khả năng dẫn điện
Bền, ở điều kiện thường tồn tại ở trạng thái rắn,dạng tinh thể
Khó bay hơi
Khó nóng chảy,nhiệt độ nóngchảy cao(800oC)
Tan tốt trong nước tạo thành dung dịch dẫn điện
Tinh thể ion gồm các ion. Các ion này liên kết với nhau nhờ lực hút tĩnh điện. Đó là liên kết ion, một loại liên kết hóa học mạnh, muốn phá vỡ chúng cần tiêu tốn năng lượng rất lớn.

Tại sao tinh thể ion có những tính chất đặc biệt trên?
Bài 1:
Liên kết hoá học trong NaCl được hình thành là do:
Hai hạt nhân nguyên tử hút electron rất mạnh
Mỗi nguyên tử NaCl góp chung 1 e
Các nguyên tử đều có khả năng nhường hoặc thu e để trở thành ion trái dấu hút nhau.
Do Na – 1e  Na+ Cl +1e  Cl- Na+ + Cl-  NaCl Chọn đáp án đúng nhất?
Bài 2: Muối ăn ở thể rắn là:
A. Các phân tử NaCl.
B. Các ion Na+ và Cl-.
C. Các tinh thể hình lập phương.Các ion Na+ và Cl- được phân bố luân phiên đều đặn trên mỗi đỉnh của hình lập phương,mỗi ion đựơc bao quanh bởi 6 ion trái dấu.
D. Các tinh thể hình lập phương :Các ion Na+ và Cl- được phân bố đều đặn thành từng phân tử riêng rẽ.
Chọn đáp án đúng nhất ?
Bài 3:
Viết cấu hình electron của cation liti(Li+)và anion oxit (O2-).
Những điện tích ở ion Li+ và O2- do đâu mà có?
Nguyên tử khí hiếm nào có cấu hình electron giống Li+ và nguyên tử khí hiếm nào có cấu hình giống O2-?
Vì sao 1 nguyên tử oxi kết hợp được với 2 nguyên tử Li?
Tr¶ lêi:
Li+ :1s2, O2-: 1s22s22p6.
Nguyên tử Li mất 1e còn nguyên tử O nhận thêm 2e.
Cấu hình của He giống Li+ , Cấu hình của Ne giống O2-.
Vì mỗi nguyên tử Li chỉ nhường 1e mà mỗi nguyên tử O có thể nhận 2e.
2Li – 2e → 2Li+ O +2e → O2- 2Li+ + O2-→ Li2O