Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 10: Liên kết ion sách Cánh diều hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 10 từ đó học tốt môn Hóa 10.

Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 10: Liên kết ion

Giải hóa học 10 trang 53 Cánh diều

Mở đầu trang 53 Hóa học 10: Phát biểu nào dưới đây phù hợp với sơ đồ phản ứng ở Hình 10.1?

(1) Nguyên tử Na nhường, nguyên tử Cl nhận electron để trở thành các ion

(2) Nguyên tử Na và Cl góp chung electron để trở thành các ion

Phương pháp giải:

Theo Hình 10.1

- Kim loại Na có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường đi 1 electron

- Phi kim Cl có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận thêm 1 electron

Lời giải:

- Theo Hình 10.1 ta thấy:

   + Kim loại Na có 1 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường đi 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

   + Phi kim Cl có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình khí hiếm

=> Cl đã nhận thêm 1 electron từ Na để trở thành các ion

=> Phát biểu (1) phù hợp với sơ đồ phản ứng ở Hình 10.1

I. Khái niệm và sự hình thành liên kết ion

Câu hỏi 1 trang 53 Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây là đúng?

a) Liên kết ion chỉ có trong đơn chất

b) Liên kết ion chỉ có trong hợp chất

c) Liên kết ion có trong cả đơn chất và hợp chất

Phương pháp giải:

Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu (tạo nên từ kim loại điển hình và phi kim điển hình)

Lời giải:

Liên kết ion được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương (kim loại) và ion âm (phi kim)

=> Liên kết ion chỉ có trong hợp chất

Phát biểu b đúng

Giải hóa học 10 trang 54 Cánh diều

Luyện tập 1 trang 54 Hóa học 10: Hãy nêu một số hợp chất ion:

a) Tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử

b) Tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử

c) Tạo nên bởi các ion đa nguyên tử

Phương pháp giải:

- Hợp chất ion là các hợp chất được tạo nên từ cation và anion

- Các ion đơn nguyên tử như: Na⁺, Cl^-, Cu²⁺, K⁺, Br^-…

- Các ion đa nguyên tử như: CO₃^2-, NH₄⁺, NO₃^-…

Lời giải:

a) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đơn nguyên tử là: NaCl, KBr, MgCl…

b) Hợp chất ion tạo nên bởi ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử là: KNO₃, NH₄Cl, Na₂SO₄…

c) Hợp chất ion tạo nên bởi các ion đa nguyên tử là: NH₄NO₃, (NH₄)₂CO₃, (NH₄)₂SO₄…

Câu hỏi 2 trang 54 Hóa học 10: Viết hai giai đoạn của sự hình thành CaO từ các nguyên tử tương ứng (kèm theo cấu hình electron)

Phương pháp giải:

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

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 không.

Lời giải:

- Phân tử CaO gồm 2 nguyên tố: Ca và O

   + Cấu hình electron Ca: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

   + Cấu hình electron O: 1s²2s²2p⁴

Giai đoạn 1: Hình thành ion Ca²⁺ và O^2-

Ca → Ca²⁺ + 2e

Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² → 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ + 2e

O + 2e → O^2-

Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴+ 2e  →  1s²2s²2p⁶

Giai đoạn 2: Các ion trái dấu kết hợp với nhau theo tỉ lệ sao cho tổng điện tích của các ion trong hợp chất phải bằng không.

Ca²⁺ +   O^2-  →  CaO

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

Luyện tập 2 trang 54 Hóa học 10: Cho các ion: Li⁺, Ca²⁺, Al³⁺, F^-, O^2-, PO₄^3-. Hãy viết công thức tất cả các hợp chất ion (tạo nên từ một loại cation và một loại anion) có thể được tạo thành từ các ion đã cho. Biết rằng tổng điện tích của các ion trong hợp chất bằng 0.

Phương pháp giải:

Áp dụng công thức: $A_x^a{B}_y^b$

Ta có a.x + b.y = 0

Trong đó: x, y là số nguyên tử của nguyên tố A, B

                 a, b là điện tích của nguyên tố A và B

Lời giải:

- $L{i}_x^{+}{F}_y^{-}$: (+1).x + (-1).y = 0

=> x = y = 1

=>  Công thức: LiF

- $L{i}_x^{+}{O}_y^{2-}$: (+1).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 1

=> Công thức: Li₂O

- $L{i}_x^{+}(P{O}_4{)}_y^{3-}$: (+1).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 1

=> Công thức: Li₃PO₄

- $C{a}_x^{2+}{F}_y^{-}$: (+2).x + (-1).y = 0

=> x =1, y = 2

=> Công thức: CaF₂

- $C{a}_x^{2+}{O}_y^{2-}$: (+2).x + (-2).y = 0

=> x = y = 1

=> Công thức: CaO

- $C{a}_x^{2+}(P{O}_4{)}_y^{3-}$: (+2).x + (-3).y = 0

=> x = 3, y = 2

=> Công thức: Ca₃(PO₄)₂

- $A{l}_x^{3+}{F}_y^{-}$: (+3).x + (-1).y = 0

=> x = 1, y = 3

=> Công thức: AlF₃

- $A{l}_x^{3+}{O}_y^{2-}$: (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al₂O₃

- $A{l}_x^{3+}(P{O}_4{)}_y^{3-}$: (+3).x + (-3).y = 0 

=> x = y = 1

=> Công thức: AlPO₄

Luyện tập 3 trang 54 Hóa học 10: Cho các chất sau: SiO₂ là thành phần chính của thạch anh, CaCO₃ là thành phần của đá vôi. Hãy cho biết chất nào được tạo nên bởi liên kết ion? Giải thích

Lời giải:

Đang cập nhật

Giải hóa học 10 trang 55 Cánh diều

II. Tinh thể ion

Vận dụng 1 trang 55 Hóa học 10: Hãy kể tên một số hợp chất ion có xung quanh em và cho biết trong điều kiện thường, chúng tồn tại ở thể nào

Phương pháp giải:

Các phân tử tạo nên hợp chất ion là các cation và anion (tương tác với nhau bằng lực hút tĩnh điện)

=> Các phân tử này không chuyển động tự do được

=> Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

Lời giải:

- Một số hợp chất ion có xung quanh em là:

   + Muối ăn: NaCl

   + Đá vôi: CaCO₃

   + Vôi sống: CaO

- Ở điều kiện thường, chúng tồn tại ở thể rắn

Giải hóa học 10 trang 56 Cánh diều

Bài tập (trang 56)

Bài 1 trang 56 Hóa học 10: Những phát biểu nào sau đây là đúng?

Hợp chất tạo nên bởi ion Al³⁺ và O^2- là hợp chất

(a) cộng hóa trị

(b) ion

(c) có công thức Al₂O₃

(d) có công thức Al₃O₂

Phương pháp giải:

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

- 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

Lời giải:

- Hợp chất tạo nên bởi ion Al³⁺ (mang điện tích dương) và ion O^2- (mang điện tích âm)

=> 2 ion trái dấu tạo nên hợp chất ion

- Gọi công thức hợp chất: $A{l}_x^{3+}{O}_y^{2-}$: (+3).x + (-2).y = 0

=> x = 2, y = 3

=> Công thức: Al₂O₃

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

Bài 2 trang 56 Hóa học 10: Những tính chất nào sau đây là tính chất điển hình của hợp chất ion?

(a) Tồn tại ở thể khí trong điều kiện thường

(b) Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao

(c) Thường tồn tại ở thể rắn trong điều kiện thường

(d) Có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp

Phương pháp giải:

- Đặc điểm hợp chất ion:

   + Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

   + Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao

Lời giải:

- Đặc điểm hợp chất ion:

   + Các hợp chất ion thường là tinh thể rắn ở điều kiện thường

   + Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi rất cao

=> Phát biểu (b) và (c) đúng

Bài 3 trang 56 Hóa học 10: a) Giải thích vì sao bán kính nguyên tử Na, Mg lớn hơn bán kính các ion kim loại tương ứng

b) Vì sao cả Na₂O và MgO đều là chất rắn ở nhiệt độ thường?

c) Vì sao nhiệt độ nóng chảy của MgO (2 852^oC) cao hơn rất nhiều so với Na₂O (1 132^oC)?

Phương pháp giải:

a) Vẽ sơ đồ nguyên tử Na, Mg nhường electron ở lớp vỏ ngoài cùng

b) Na₂O và MgO là hợp chất ion

Lời giải:

a)

- Ở dạng nguyên tử, Na và Mg đều có 3 lớp electron. Ở dạng ion Na+, Mg2+ chỉ có 2 lớp electron

=> Bán kính nguyên tử Na, Mg lớn hơn bán kính các ion kim loại tương ứng

Lý thuyết Liên kết ion

I. Khái niệm và sự hình thành liên kết ion

1. 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 tính điện giữa cation Na⁺ và anion Cl^-.

Na⁺ + Cl^- $\stackrel{}{\to }$ NaCl

- Liên kết ion cũng có thể được hình thành từ ion đa nguyên tử.

Ví dụ các quá trình:

$N{H}_4^{+}$ + $N{O}_3^{-}$ $\stackrel{}{\to }$NH₄NO₃

Na⁺ + $N{O}_3^{-}$ $\stackrel{}{\to }$ NaNO₃

- Các hợp chất được tạo nên từ cation (ion mang điện tích dương) và anion (ion mang điện tích âm) gọi là hợp chất ion.

Lưu ý: Theo quy ước, điện tích của ion được viết số trước, dấu (+ hoặc -) sau để tránh nhầm lẫn với số oxi hóa.

Ví dụ: $N{O}_3^{-}$, $P{O}_4^{3-}$, $C{O}_3^{2-}$

2. Sự hình thành liên kết ion từ phản ứng giữa các nguyên tử

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

+ Hình thành các ion trái dấu từ các quá trình nguyên tử kim loại nhường electron (tạo thành cation) và nguyên tử phi kim nhận electron (tạo thành anion) theo quy tắc octet.

+ Các ion trái dấu hút nhau bằng lực 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.

Ví dụ: Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl:

Nguyên tử Na nhường 1 electron ở lớp electron ngoài cùng cho nguyên tử Cl để tạo thành ion dương Na⁺. Nguyên tử Cl nhận vào lớp electron ngoài cùng 1 electron của nguyên tử Na để tạo thành ion âm Cl^-. Hai ion Na⁺ và Cl^- được tạo thành mang điện tích ngược dấu hút nhau để hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl.

Na⁺ + Cl^- $\stackrel{}{\to }$ NaCl

Hình 10.1. Quá trình hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl

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

II. Tinh thể ion

Ở điều kiện thường, các hợp chất ion tồn tại ở dạng tinh thể, đó là các chất rắn mà sự sắp xếp các cation và anion trong không gian tuân theo một trật tự nhất định tạo nên tinh thể ion.

1. Khái niệm

- Tinh thể ion là loại tinh thể được tạo nên bởi các cation và anion.

Ví dụ: Tinh thể muối ăn (NaCl) được hình thành từ các ion Na⁺ và Cl^- sắp xếp cạnh nhau một cách luân phiên.

Hình 10.2. Mô hình cấu trúc tinh thể NaCl

2. Đặc điểm của hợp chất ion

- Ở điều kiện thường, các hợp chất ion thường là tinh thể rắn, có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.

Ví dụ: NaCl nóng chảy ở 801^oC, sôi ở 1465^oC; CaO nóng chảy ở 2572^oC, sôi ở 2850^oC.

- Giải thích: Các phần tử tạo nên hợp chất ion là các cation và anion. Chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện. Do vậy, các phần tử này không chuyển động tự do được.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 10: Liên kết ion - Cánh diều

Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Cánh diều hay, chi tiết khác:

Bài 9: Quy tắc octet

Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Bài 12: Liên kết Hydrogen và tương tác Van Der Waals

Bài 13: Phản ứng oxi hóa - khử