Liên Kết Ion Sự Hình Thành Ion Cation, Anion Và Bài Tập - Hóa 10 Bài 12

Vậy liên kết ion là gì? và liên kết ion được hình thành như thế nào? các ion cation và anion được hình thành ra sao? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này.

I. Sự hình thành ion Cation và Anion

* Ion, Cation và Anion

a) Sự hình thành ion

- Nguyên tử trung hoà về điện. Khi nguyên tử nhường hay nhận electron, nó trở thành phần tử mang điện gọi là ion.

b) Cation là gì?

- Các nguyên tử kim loại dễ nhường (1, 2 hoặc 3) electron ở lớp ngoài cùng để trở thành các ion mang  (1, 2 hoặc 3) đơn vị điện tích dương, gọi là cation. 

 M → Mn+ + ne

* Ví dụ: Sự hình thành ion Cation Liti

 Li → Li+ + e

- Các nguyên tử kim loại ở lớp ngoài cùng có 1, 2, 3 electron đều dễ dường electron để trở thành các ion dương.

 Na  → Na+ +  e

 Mg  → Mg2+  +  2e

 Al  → Al3+  +  3e

• Cách gọi tên các cation: cation + tên kim loại

* Ví dụ: Na+ cation Natri.

c) Anion là gì?

- Các nguyên tử phi kim dễ nhận thêm (1, 2 hoặc 3) electron để lớp ngoài cùng đạt đến cấu hình bền của khí trơ tương ứng và trở thành các ion mang (1, 2 hoặc 3) đơn vị điện tích âm, gọi là anion.

 X + ne → Xn-

* Ví dụ: Sự hình thành ion Anion Flo

 F + 1e → F-

- Các nguyên tử phi kim dễ dàng nhận 1, 2, hoặc 3 electron để lớp ngoài cùng đạt đến cấu hình bền của khí trơ và trở thành các ion âm.

 Cl  +  1e  →  Cl-

 O  +  2e  →  O2-

• Cách gọi tên các Anion: Anion + tên gốc axit (trừ O2- là anion oxit)

* Ví dụ: F- anion Florua.

II. Ion đơn nguyên tử và Ion đa nguyên tử

1. Ion đơn nguyên tử là gì?

- Ion đơn nguyên tử là các ion tạo nên từ một nguyên tử. 

* Ví dụ: cation Li+, Na+, Mg2+, Al3+ và anion F-, S2-.

2. Ion đa nguyên tử là gì?

- Ion đa nguyên tử là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm.

* Ví dụ: cation amoni NH4+ anion hiđroxit OH- , anion sunfat SO42+.

III. Sự hình thành liên kết ION

1. Liên kết ion là gì?

- Định nghĩa: Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

2. Điều kiện hình thành liên kết ion

- Liên kết ion được hình thành giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình.

3. Đặc điểm của liên kết ion

- không bão hòa và không định hướng.

* Ví dụ: Xét sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl. Nguyên tử Na (1s22s22p63s1) nhường 1 electron cho nguyên tử Cl (1s22s22p6), đồng thời nguyên tử Clo nhận 1 electron của nguyên tử Na để biến đổi thành anion Cl- (1s22s22p63s23p6), có thể biểu diễn quá trình trên như sau:

- 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

- Liên kết giữa cation Na+ và anion Cl- là liên kết ion.

- Phản ứng hoá học trên có thể được biểu diễn bằng phương trình hoá học sau:

IV. Tinh thể ION

1. Tinh thể NaCl

- Ở thể rắn, NaCl tồn tại dưới dựng tinh thể ion. 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 ngược dấu gần nhau như hình sau:

2. Đặc điểm chung của hợp chất ion

- Tinh thể ion rất bền vững, khá rắn, khó nóng chảy và khó bay hơi. Vì lực hút tĩnh điện giữa các ion ngược dấu trong tinh thể ion rất lớn. 

* Ví dụ: Nhiệt độ nóng chảy của NaCl là 8000C, của MgO là 28000C.

- Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước. Khi nóng chảy và khi hoà tan trong nước, chúng dẫn điện, còn ở trạng thái rắn thì không dẫn điện.

V. Bài tập về liên kết ion

* Bài 1 trang 59 SGK Hóa 10: Liên kết hóa học trong NaCl được hình thành là do.

A. Hai hạt nhân nguyên tử hút electron rất mạnh.

B. Mỗi nguyên tử Na và Cl góp chung 1 electron.

C. Mỗi nguyên tử đó nhường hoặc thu electron để trở thành các ion trái dấu hút nhau.

D. Na → Na+ + e ; Cl + e → Cl- ; Na+ + Cl- → NaCl.

Chọn đáp án đúng nhất

° Lời giải bài 1 trang 59 SGK Hóa 10:

- Đáp án đúng: D.Na → Na+ + e ; Cl + e → Cl- ; Na+ + Cl- → NaCl.

* Bài 2 trang 59 SGK Hóa 10: 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.

D. Các tinh thể hình lập phương: các ion Na+ và Cl- được phân bố luân phiên đều đặn thành từng phân tử riêng rẽ.

Chọn đáp án đúng nhất.

° Lời giải bài 2 trang 59 SGK Hóa 10:

- Đáp án đúng: C. Các tinh thể hình lập phương: các ion Na+ và Cl- được phân bố luân phiên đều đặn trên mỗi đỉnh.

* Bài 3 trang 60 SGK Hóa 10: a) Viết cấu hình electron của cation liti (Li+) và anion oxit (O2-).

b) Những điện tích ở ion Li+ và O2- do đâu mà có?

c) Nguyên tử khí hiếm nào có cấu hình electron giống Li+ và nguyên tử khí hiếm nào có cấu hình electron giống O2-.

d) Vì sao 1 nguyên tử oxi kết hợp được với 2 nguyên tử liti?

° Lời giải bài 3 trang 59 SGK Hóa 10:

a) Cấu hình electron của cation liti (Li+) là 1s2 và anion oxit (O2-) là 1s22s22p6.

b) Điện tích ở Li+ do nhường đi 1e mà có, điện tích ở O2- do O nhận thêm 2e mà có.

c) Nguyên tử khí hiếm He có cấu hình electron giống Li+

 và Nguyên tử khí hiếm Ne có cấu hình electron giống O2-.

d) Vì mỗi nguyên tử liti chỉ có thể nhường 1e, mà một nguyên tử oxi thu 2e.

 2Li → 2Li+ + 2e;

 O + 2e → O2-;

 2Li+ + O2- → Li2O.

* Bài 4 trang 60 SGK Hóa 10: Xác định số proton, notron, electron trong các nguyên tử và ion sau:

a) 

b) 

° Lời giải bài 4 trang 60 SGK Hóa 10:

- Số proton, notron, electron trong các nguyên tử và ion như sau (lưu ý theo thứ tự):

• Nguyên tố_ số p _ số e _ số n.

 _ 1 _ 0 _ 1.

  _ 18 _ 18 _ 22

 _ 17 _ 18 _ 18

  _ 26 _ 24 _ 30

  _ 20 _ 18 _ 20

  _ 16 _ 18 _ 16

  _ 13 _ 10 _ 14

* Bài 5 trang 60 SGK Hóa 10: So sánh số electron trong các cation sau: Na+, Mg2+, Al3+

° Lời giải bài 5 trang 60 SGK Hóa 10:

Các ion Na+, Mg2+, Al3+ đều có 10 electron.

Vì ZNa = 11 ⇒ Na có 11e ⇒ Na+ có 11 - 1 = 10e

ZMg = 12 ⇒ Mg có 12e ⇒ Mg2+ có 12 - 2 = 10e

ZAl = 13 ⇒ Al có 13e ⇒ Al3+ có 13 - 3 = 10e

* Bài 6 trang 60 SGK Hóa 10: Trong các hợp chất sau đây, chất nào chứa ion đa nguyên tử, kể tên các ion đa nguyên tử đó:

a) H3PO4.   b) NH4NO3.    c) KCl.   d) K2SO4.    e) NH4Cl.     f) Ca(OH)2.