Giải thích sự tạo thành liên kết ion lớp 10 (cách giải + bài tập)

Chuyên đề phương pháp giải bài tập Giải thích sự tạo thành liên kết ion lớp 10 chương trình sách mới hay, chi tiết với bài tập tự luyện đa dạng giúp học sinh ôn tập, biết cách làm bài tập Giải thích sự tạo thành liên kết ion.

Giải thích sự tạo thành liên kết ion lớp 10 (cách giải + bài tập)

I. Lý thuyết cần nắm vững

1. Sự tạo thành ion

Kim loại điển hình phản ứng rất mạnh với phi kim điển hình tạo ra hợp chất ion. Khi đó:

+ Nguyên tử kim loại nhường electron để tạo thành ion mang điện tích dương (cation). Số đơn vị điện tích của ion dương (cation) bằng số electron mà nguyên tử đã nhường.

Ví dụ: Nguyên tử sodium (Z = 11) có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁶3s¹ (có 1 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Na nhường 1 electron để tạo thành ion Na⁺:

Na $\to$ Na⁺ + 1e.

$\to$ Cấu hình electron của ion Na⁺: 1s²2s²2p⁶.

+ Nguyên tử phi kim nhận electron để trở thành ion mang điện tích âm (anion). Số đơn vị điện tích của ion âm (anion) bằng số electron mà nguyên tử đã nhận.

Ví dụ: Nguyên tử chlorine (Z = 17) có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ (có 7 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Cl nhận 1 electron để tạo thành ion Cl^-:

Cl + 1e $\to$ Cl^-.

$\to$ Cấu hình electron của ion Cl^-: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Chú ý: Các ion thường có cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất với nguyên tố tạo thành ion đó trong bảng tuần hoàn.

2. Sự tạo thành liên kết ion

a) Khái niệm

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

Ví dụ: Liên kết ion trong hợp chất NaCl tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương Na⁺ và ion âm Cl^-.

Na⁺ + Cl^- $\to$ NaCl

Liên kết ion cũng có thể được hình thành từ ion đa nguyên tử, ví dụ như quá trình:

K⁺ + NO₃- $\to$ KNO₃

NH₄⁺ + NO₃- $\to$ NH₄NO₃

Mg²⁺ + CO₃^2- $\to$ MgCO₃

Các hợp chất được tạo nên từ cation và anion gọi là hợp chất ion.

b) Sự tạo thành liên kết ion

Quá trình hình thành liên kết ion diễn ra như sau:

Giai đoạn 1: Hình thành các ion trái dấu từ các quá trình kim loại nhường electron và phi kim nhận electron theo quy tắc octet.

Na $\to$ Na⁺ + 1e

Cl + 1e $\to$ Cl^-

Giai đoạn 2: Các ion trái dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo nên hợp chất ion. Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng 0.

Na⁺ + Cl^- $\to$ NaCl

Nhận xét: Liên kết ion được hình thành giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình.

II. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Viết cấu hình electron của các ion: K⁺, Mg²⁺, F^-, S^2-. Mỗi cấu hình đó giống với cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm nào?

Hướng dẫn giải

+ Cấu hình electron của nguyên tử K (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ (có 1 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử K nhường 1 electron để tạo thành ion K⁺:

K $\to$ K⁺ + 1e.

Cấu hình electron của ion K⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (giống cấu hình electron của khí hiếm Ar).

+ Cấu hình electron của nguyên tử Mg (Z = 12): 1s²2s²2p⁶3s² (có 2 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Mg nhường 2 electron để tạo thành ion Mg²⁺:

Mg $\to$ Mg²⁺ + 2e.

Cấu hình electron của ion Mg²⁺: 1s²2s²2p⁶ (giống cấu hình electron của khí hiếm Ne).

+ Cấu hình electron của nguyên tử F (Z = 9): 1s²2s²2p⁵ (có 7 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử F nhận 1 electron để tạo thành ion F^-:

F + 1e $\to$ F^-.

Cấu hình electron của ion F^-: 1s²2s²2p⁶ (giống cấu hình electron của khí hiếm Ne).

+ Cấu hình electron của nguyên tử S (Z = 16): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴ (có 6 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử S nhận 2 electron để tạo thành ion S^2-:

S + 2e $\to$ S^2-.

Cấu hình electron của ion S^2-: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (giống cấu hình electron của khí hiếm Ar).

Ví dụ 2: Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong calcium chloride (CaCl₂).

Hướng dẫn giải

Giai đoạn 1: Hình thành các ion trái dấu.

+ Cấu hình electron của nguyên tử Ca (Z = 20): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² (có 2 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Ca nhường 2 electron để tạo thành ion Ca²⁺:

Ca $\to$ Ca²⁺ + 2e.

+ Cấu hình electron của nguyên tử Cl (Z = 17): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ (có 7 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Cl nhận 1 electron để tạo thành ion Cl^-:

Cl + 1e $\to$ Cl^-.

Giai đoạn 2: Các ion mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Cl^-+ Ca²⁺ + Cl^- $\to$ CaCl₂

Ví dụ 3: Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong magnesium oxide (MgO).

Hướng dẫn giải

Giai đoạn 1: Hình thành các ion trái dấu.

+ Nguyên tử Mg (Z = 12): 1s²2s²2p⁶3s² (có 2 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử Mg nhường 2 electron để tạo thành ion Mg²⁺:

Mg $\to$ Mg²⁺ + 2e.

+ Nguyên tử O (Z = 8): 1s²2s²2p⁴ (có 6 electron ở lớp ngoài cùng).

$\to$ Nguyên tử O nhận 2 electron để tạo thành ion O^2-:

O + 2e $\to$ O^2-.

Giai đoạn 2: Các ion mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Mg²⁺ + O^2- $\to$ MgO

III. Bài tập vận dụng

Câu 1. Liên kết ion được hình thành bởi

A. lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

B. lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích cùng dấu.

C. một hay nhiều cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử.

D. một hay nhiều cặp electron dùng chung giữa hai nguyên tử và cặp electron dùng chung được đóng góp từ một nguyên tử.

Câu 2. Các ion thường có cấu hình electron bền vững của

A. nguyên tử khí hiếm gần nhất với nguyên tố tạo thành ion đó trong bảng tuần hoàn.

B. nguyên tử khí hiếm argon trong bảng tuần hoàn.

C. nguyên tử khí hiếm neon trong bảng tuần hoàn.

D. nguyên tử khí hiếm helium trong bảng tuần hoàn.

Câu 3. Liên kết ion thường được hình thành giữa

A. kim loại điển hình và phi kim bất kì.

B. phi kim điển hình và kim loại bất kì.

C. kim loại điển hình và phi kim điển hình.

D. các phi kim điển hình.

Câu 4. Để hình thành liên kết ion, nguyên tử kim loại

A. nhường electron tạo thành ion âm (anion).

B. nhường electron tạo thành ion dương (cation).

C. nhận electron tạo thành ion âm (anion).

D. nhận electron tạo thành ion dương (cation).

Câu 5. Phát biểu nào sau đây không đúng?

A. Khi nhường electron, nguyên tử trở thành ion dương (cation); khi nhận electron, nguyên tử trở thành ion âm (anion).

B. Giá trị điện tích trên cation và anion bằng số electron mà nguyên tử đã nhường hoặc nhận.

C. Khi các phần tử mang điện trái dấu hút nhau tạo thành liên kết hóa học, năng lượng của hệ giảm đi.

D. Liên kết ion có trong cả đơn chất và hợp chất.

Câu 6. Hoàn thành sơ đồ tạo thành ion sau: Li $\to$ Li⁺ + ?.

A. 1e.

B. 2e.

C. 3e.

D. 4e.

Câu 7. Hoàn thành sơ đồ tạo thành ion sau: O + 2e $\to$ ?.

A. O^-.

B. O^2-.

C. O⁺.

D. O²⁺.

Câu 8. Nguyên tử Al có Z = 13. Cấu hình electron của ion Al³⁺ là

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

B. 1s²2s²2p⁶3s².

C. 1s²2s²2p⁶.

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Câu 9. Nguyên tử S có Z = 16. Cấu hình electron của ion S^2- là

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

B. 1s²2s²2p⁶.

C. 1s²2s²2p⁶3s².

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Câu 10. Ion nào sau đây là ion đa nguyên tử?

A. Na⁺.

B. Ca²⁺.

C. O^2-.

D. NH₄⁺.

Câu 11. Hợp chất ion nào sau đây được tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử?

A. NH₄NO₃.

B. KNO₃.

C. MgSO₄.

D. KCl.

Câu 12. Liên kết hóa học trong phân tử nào sau đây là liên kết ion?

A. SO₂.

B. KCl.

C. O₂.

D. HCl.

Câu 13. Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong phân tử calcium oxide (CaO).

A. Hình thành các ion Ca²⁺ và O^2-, các ion này mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

B. Hình thành các ion Ca^2- và O²⁺, các ion này mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

C. Các nguyên tử Ca và O hút nhau tạo thành liên kết ion.

D. Mỗi nguyên tử Ca và O góp chung 2 electron để tạo thành liên kết ion.

Câu 14. Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong magnesium chloride (MgCl₂).

A. Hình thành các ion Mg²⁺ và Cl^2-, các ion này mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

B. Hình thành các ion Mg²⁺ và Cl^-, các ion này mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

C. Hình thành các ion Mg⁺ và Cl^2-, các ion này mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

D. Một nguyên tử Mg và hai nguyên tử Cl hút nhau tạo thành liên kết ion.

Câu 15. Cho các ion: Li⁺, Ca²⁺, O^2-, Cl^-. Các hợp chất ion (tạo nên từ một loại cation và một loại anion) từ các ion đã cho là:

A. LiCl, CaCl₂.

B. Li₂O, CaO.

C. LiCl, CaCl₂, Li₂O, CaO.

D. LiCl₂, CaCl₂, LiO, CaO.

Xem thêm các dạng bài tập Hóa học 10 hay, chi tiết khác:

• Giải thích sự tạo thành liên kết cộng hóa trị. Viết công thức Lewis
• Phân loại liên kết dựa vào hiệu độ âm điện
• Bài tập về sự hình thành liên kết sigma, liên kết pi
• Ảnh hưởng của liên kết hydrogen và tương tác van der Waals đến nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi các chất
• Trắc nghiệm lí thuyết Phản ứng oxi hóa – khử

Lời giải bài tập lớp 10 sách mới:

• Giải bài tập Lớp 10 Kết nối tri thức
• Giải bài tập Lớp 10 Chân trời sáng tạo
• Giải bài tập Lớp 10 Cánh diều

---