Bài 13. Liên kết cộng hoá trị

Chương 3: LIÊN KẾT HÓA HỌC


BÀI 16: KHÁI NIỆM VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC
LIÊN KẾT ION


Giáo viên thực hiện:
Ngày 14 tháng 10 năm 2013.
e
e
e
3+
I. KHÁI NIỆM VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC
1. Khái niệm về liên kết:
Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn.
Theo quy tắc bát tử ( 8 electron ) thì nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình electron vững bền của các khí hiếm với 8 electron ( hoặc 2 đối với heli) ở lớp ngoài cùng.
---------------------------------
2. Quy tắc bát tử (8 electron).
+ Vì phân tử là một hệ phức tạp nên trong nhiều trường hợp quy tắc bát tử tỏ ra không đầy đủ.
+ Ý nghĩa: Có thể giải thích một cách định tính sự hình thành các loại liên kết trong phân tử. Đặc biệt là cách viết công thức cấu tạo trong các hợp chất thông thường.
II. LIÊN KẾT ION
Sự hình thành ion
+ Trong nguyên tử, số proton bằng số electron nên nguyên tử trung hòa điện (không mang điện). Như Na, S, Cl,…
Ion dương ( hay cation ):
Nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử mang điện tích dương hoặc âm được gọi là ion. Thí dụ: Na+, S2-, NH , SO ,…
a. Ion
+ Xét sự hình thành ion natri (Na+), ion magie (Mg2+) và ion nhôm (Al3+).
Na
+
Na+ + e
(cation natri)
e
(nguyên tử natri)
Mg
+
Mg 2+ + 2e
1s22s22p6
cation magie
(Giống cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất 10Ne: 1s22s22p6 )
nguyên tử magie










Al
1s22s22p63s23p1
+
Al 3+ + 3e
1s22s22p6

cation nhôm
(Giống cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất 10Ne: 1s22s22p6 )

nguyên tử nhôm
Chú ý:
- Ion mang điện tích dương được gọi là ion dương hay cation .Người ta gọi tên cation kim loại bằng cách đặt trước tên kim loại từ cation như cation liti (Li+), cation magie (Mg2+), cation nhôm (Al3+), cation đồng I (Cu+), cation đồng II (Cu2+)…

----------------
Các nguyên tử kim loại dễ nhường 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng để trở thành cac ion mang 1, 2, 3 đơn vị điện tích dương ( do các nguyên tử kim loại có bán kính nguyên tử lớn, năng lượng ion hóa và độ âm điện nhỏ)
Tổng quát: M Mn+ + ne ( với n = 1, 2, hoặc 3)
nguyên tử ion ( cation)


Ion âm (hay anion):
Ta xét sự hình thành ion F-, O2-, S2-:
Nguyên tử Ion ( anion)
F + e  F-
1s22s22p5 1s22s22p6
O + 2e  O2-
1s22s22p4 1s22s22p6
S + 2e  S2-
1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p6










F + e
1s22s22p6
(Giống cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất 10Ne: 1s22s22p6 )
F-
e

nguyên tử flo
anion flo
O + 2e
1s22s22p6
(Giống cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất 10Ne: 1s22s22p6 )
O 2-
Anion oxit
Nguyên tử oxi

S + 2e
(nguyên tử lưu huỳnh)
S2-
(anion sunfua)
(Giống cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất 18Ar: 1s22s22p63s23p6 )
1s22s22p43s23p6
Ion mang điện tích âm được gọi là ion âm hay anion. Người ta thường gọi tên các anion bằng tên gốc axit tương ứng, Ví dụ: các ion F-,Cl-, S2- lần lượt được gọi là ion florua, clorua, sunfat. Ion O2- được gọi là ion oxit.
b. Ion đơn và ion đa nguyên tử
Ion đơn nguyên tử là ion được tạo nên từ một nguyên tử.
Ví dụ: Li+,Mg2+, Al3+, Cu2+, F-, Cl- ,…
Ion đa nguyên tử là ion được tạo nên từ nhiều nguyên tử liên kết với nhau để thành một nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm.
Ví dụ: ion amoni (NH4+), các ion gốc axit như ion nitrat (NO3-), ion sunfat (SO42-)…
a. Sự tạo thành liên kết ion của phân tử 2 nguyên tử
Xét sự hình thành liên kết ion trong phân tử natri clorua (NaCl).

Sơ đồ: Na + Cl Na+ + Cl-
1s22s22p63s1 1s22s22p63s23p5 1s22s22p6 1s22s22p63s23p6

Hai ion được tạo thành mang điện tích ngược dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử NaCl: Na+ + Cl-  NaCl

2. Sự hình thành liên kết ion
+
Na
Cl
+
1s22s22p63s1
1s22s22p63s23p5
NaCl
e
Na + + Cl- NaCl
NaCl
Na+
Cl-
b. Sự tạo thành liên kết ion trong phân tử nhiều nguyên tử
Ví dụ: Phân tử CaCl2.
Sơ đồ hình thành:
Cl + Ca + Cl Cl- + Ca2+ + Cl-
[Ne]3s23p5 [Ne]3s23p64s2 [Ne]3s23p5 [Ne]3s23p6 [Ne]3s23p6 [Ne]3s23p6
Các ion Ca2+ và Cl- tạo thành mang điện tích ngược dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử
Ca2 + Cl- CaCl2
III. TINH THỂ VÀ MẠNG TINH THỂ
1. KHÁI NIỆM VỀ TINH THỂ
Tinh thể được cấu tạo từ những nguyên tử, hoặc ion, hoặc phân tử. Các hạt này được sắp xếp một cách đều đặn, tuần hoàn theo một trật tự nhất định trong không gian tạo thành mạng tinh thể. Các tinh thể thường có hình dạng không gian xác định.
2. MẠNG TINH THỂ ION
Xét mạng tinh thể NaCl:
Mạng tinh thể NaCl có cấu trúc hình lập phương, Các ion Na+ và Cl- nằm ở các nút của mạng tinh thể một cách luân phiên. Trong tinh thể NaCl, cứ một ion Na+ được bao quanh bởi 6 ion Cl-. Ngược lại, một ion Cl- được bao quanh bởi 6 ion Na+ .
Tinh thể NaCl được tạo bởi rất nhiều ion Na+ và Cl-, không có phân tử NaCl riêng biệt.Tuy vậy, khi viết công thức phân tử của muối natri clorua, để đơn giản người ta chỉ viết NaCl. Tương tự đối với các hợp chất ion khác như : KCl, MgCl2,… cũng viết như vậy.
3.TÍNH CHẤT CHUNG CỦA HỢP CHẤT ION
Ở điều kiện thường, các hợp chất ion thường tồn tại ở dạng tinh thể, có bềnvững, thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt đô sôi khá cao. Các hợp chất ion chỉ tồn tại ở dạng phân tử riêng rẽ khi chúng ở trạng thái hơi.
Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước. Khi nóng chảy và khi hòa tan trong nước, chúng dẫn điện, còn ở trạng thái rắn thì không dẫn điện.
CỦNG CỐ BÀI HỌC
13Al: 1s22s22p63s23p1
19K: 1s22s22p63s23p64s1
20Ca: 1s22s22p63s23p64s2
16S: 1s22s22p63s23p4
7N: 1s22s22p3
1/ Hãy biểu diễn sự hình thành ion của các nguyên tử:Al(Z=13), K(Z=19), Ca(Z=20), S(Z=16), N(Z=7).
2/ Viết cấu hình electron các ion sau đây: Li+, Be2+, F-, O2-
Al  Al3+ + 3e
K  K1+ + 1e
Ca  Ca2+ + 2e
S + 2e  S2-
N + 3e  S3-
Li+ :1s2 Be2+: 1s2
F- :1s22s22p6 O2-: 1s22s22p6
BÀI TẬP VỀ NHÀ
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 SGK TRANG 70
Na+
Xét tinh thể NaCl
5
3
6
4
2
1
Cl

M?t ion Na+ du?c bao quanh b?i 6 ion Cl-
M?t ion Cl - du?c bao quanh b?i 6 ion Na+

M« h×nh tinh thÓ NaCl
Na+
Xét tinh thể NaCl
5
3
6
4
2
1
Cl

M?t ion Na+ du?c bao quanh b?i 6 ion Cl-
M?t ion Cl - du?c bao quanh b?i 6 ion Na+

Mô hình tinh thể NaCl
Chú ý:
Các nguyên tử kim loại dễ nhường 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng để trở thành cac ion mang 1, 2, 3 đơn vị điện tích dương ( do các nguyên tử kim loại có bán kính nguyên tử lớn, năng lượng ion hóa và độ âm điện nhỏ)
Tổng quát: M Mn+ + ne ( với n = 1, 2, hoặc 3)
nguyên tử io ( cation)
2) Ion mang điện tích dương được gọi là ion dương hay cation .Người ta gọi tên cation kim loại bằng cách đặt trước tên kim loại từ cation như cation liti (Li+), cation magie (Mg2+), cation nhôm (Al3+), cation đồng I (Cu+), cation đồng II (Cu2+)…


Chú ý:
Các nguyên tử phi kim thường có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng nên có thể nhận thêm 3, 2, 1 electron trở thành các ion mang 3, 2, 1đơn vị điện tích âm. ( do các nguyên tử phi kim có bán kính nguyên tử nhỏ, năng lượng ion hóa và độ âm điện lớn hơn các nguyên tử kim loại)
Tổng quát: X + ne Xn- ( với n = 3, 2, hoặc 1)
nguyên tử ion ( anion)
2) Khi nguyên tử nhường hay nhận thêm electron chỉ xảy ra ở lớp electron ngoài cùng còn điện tích hạt nhân luôn được giữ nguyên.
3) - Trong anion: số đơn vị điện tích hạt nhân < số e và r nguyên tử < r anion.
- Trong cation: số đơn vị điện tích hạt nhân > số e và r nguyên tử > r canion.