BÀI 9. LIÊN KẾT ION

MỞ ĐẦU

Hơn 50% dược phẩm sử dụng trong y tế được sản xuất dưới dạng muối với mục đích thúc đẩy sự hấp thu các dược chất vào máu, tăng cường hiệu quả điều trị. Trong đó, thường gặp nhất là các muối hydrochloride, sodium hoặc sulfate.

Muối thường là các hợp chất chứa liên kết ion. Liên kết ion là gì?

Giải nhanh:

Là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. 

1. ION VÀ SỰ HÌNH THÀNH LIÊN KẾT ION

Thảo luận 1: Quan sát hình 9.1 nhận xét số electron trên lớp vỏ với số proton trong hạt nhân của mỗi ion tạo thành.

Giải nhanh:

- Ion sodium: electron ở lớp vỏ ít hơn số proton trong hạt nhân.

- Ion oxide: electron ở lớp vỏ nhiều hơn số proton trong hạt nhân.

Thảo luận 2: Trình bày cách tính điện tích của các ion thu được khi nguyên tử nhường hoặc nhận thêm electron ở hình 9.1.

Giải nhanh:

Cách tích: Điện tích ion = số đơn vị điện tích hạt nhân – số electron của ion

Thảo luận 3: Ion Na ⁺ và O ^2- thu được có bền vững về mặt hóa học không? Chúng có cấu hình electron giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố nào.

Giải nhanh:

Ion Na ⁺ và O ^2- thu được bền vững về mặt hóa học và có cấu hình giống với khí hiếm Ne.

Thảo luận 4: Trong các nguyên tố kim loại và phi kim, nguyên tử của những nguyên tố nào có xu hướng tạo thành cation hoặc anion? Giải thích.

Giải nhanh:

- Các nguyên tố kim loại dễ nhường electron ⇒ Tạo thành cation.

- Các nguyên tố phi kim dễ nhận electron ⇒ Tạo thành anion.

Thảo luận 5: Quan sát hình 9.2, hãy trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl khi sodium tác dụng với chlorine.

Giải nhanh:

- Na nhường đi 1 electron để trở thành ion mang điện tích dương và Cl nhận 1 electron từ nguyên tử Na trở thành ion mang điện tích âm.

- Các ion Na⁺ và Cl^- hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử NaCl.

- PTHH: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.

Thảo luận 6: Các ion Na ⁺ và Cl ^- có cấu hình electron nguyên tử của các khí hiếm tương ứng nào?

Giải nhanh:

- Ion Na⁺ giống cấu hình electron của khí hiếm Ne.

- Ion Cl^- giống cấu hình electron của khí hiếm Ar.

Luyện tập: Trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử MgO khi magnesium tác dụng với oxygen.

Giải nhanh:

-  Mg có xu hướng nhường 2 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm.

- O có xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm.

- Hai ion là Mg²⁺ và O^2- liên kết với nhau tạo thành phân tử MgO

2. TINH THỂ ION

Thảo luận 7: Quan sát hinh 9.3 cho biết:

a) Tinh thể NaCl có cấu trúc của hình khối nào

b) Các ion Na ⁺ và Cl ^- phân bố trong tinh thể như thế nào?

c) Xung quanh mỗi loại ion có bao nhiêu ion ngược dấu gần nhất.

Giải nhanh:

a) Có cấu trúc của hình khối lập phương dạng rỗng.

b) Được phân bố luân phiên đều đặn trên các đỉnh của các hình lập phương.

c) - Một ion Na ⁺ được bao phủ bởi 6 ion Cl ^- 

- Một ion Cl ^- được bao phủ bởi 6 ion Na ⁺

Thảo luận 8: Em hiểu thế nào về tinh thể ion?

Giải nhanh:

Là một hợp chất ion kết tinh. Chúng là chất rắn bao gồm các ion liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện thành một mạng tinh thể đều đặn.

Thảo luận 9: Quan sát các bước trong hình 9.4 cho biết cần bao nhiêu thanh nối và khối cầu mỗi loại lắp ráp thành mô hình một ô mạng tinh thể NaCl.

Giải nhanh:

Cần 48 thanh nối và 27 khối cầu mỗi loại 

Vận dụng: on Na⁺ đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa huyết áp của cơ thể. Tuy nhiên, nếu cơ thể hấp thụ một lượng lớn ion này sẽ dẫn đến các vấn đề về tim mạch và thận. Các nhà khoa học khuyến cáo lượng ion Na⁺ nạp vào cơ thể nên thấp hơn 2300 mg, nhưng không ít hơn 500 mg mỗi ngày đối với một người lớn để đảm bảo sức khỏe.

Giả sử, nếu một người sử dụng 5,0 g muối ăn mỗi ngày thì lượng ion Na⁺ mà người ấy nạp vào cơ thể có vượt mức giới hạn cho phép không?

Giải nhanh:

PTHH: NaCl       →   Na+  +  Cl−

Lượng ion Na⁺ mà người này nạp vào cơ thể là: 1,966 gam = 1966 mg

Ta có: 500 < 1966 < 2300

⇒ nếu một người sử dụng 5,0 g muối ăn mỗi ngày thì lượng ion Na⁺ mà người ấy nạp vào cơ thể không vượt mức giới hạn cho phép.

BÀI TẬP

Câu 1: Ion Mg ²⁺ có cấu hình eletron giống cấu hình electron của khí hiếm nào

A. Helium B. Neon C. Argon D. Krypton

Giải nhanh:

Chọn B.

Câu 2: Cho các ion sau: Ca²⁺, F^-, Al³⁺ và N^3-. Số ion có cấu hình electron của khí hiếm neon là

A. 4 B. 2 C. 1 D. 3

Giải nhanh:

Chọn D.

Câu 3: Potasssium và magnesium là các nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể sinh vật sống

a) Viết cấu hình electron của các ion được tạo thành từ nguyên tử của các nguyên tố này. Chúng có cấu hình electron của những nguyên tử khí hiếm nào?

b) Có hợp chất ion nào chỉ tạo bởi các ion trên với nhau không? Vì sao?

Giải nhanh:

a) - Cấu hình electron  của K là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ và ion tạo thành có cấu hình giống với cấu hình electron của khí hiếm Ar.

- Cấu hình electron của Mg: 1s²2s²2p⁶3s² và ion tạo thành có cấu hình giống với cấu hình electron của khí hiếm Ne.

b) Không có hợp chất ion nào tạo thành vì hai ion này cùng mang điện tích dương. 

Câu 4: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau: 

Giải nhanh:

Câu 5: Sodium oxide (Na ₂O ) có trong thành phần thủy tinh và các sản phẩm gốm sứ. Trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử sodium oxide.

Giải nhanh:

- Na có xu hướng nhường 1 electron để tạo thành ion Na⁺

- O có xu hướng nhận 2 electron để tạo thành ion O^2-

- Hai ion Na⁺ và 1 ion O^2- liên kết với nhau tạo thành phân tử Na₂O.