Sự tạo thành liên kết ion trong CaO, MgCl2

Trả lời nhanh

Trong CaO, nguyên tử Ca nhường 2 electron tạo ion Ca²⁺, nguyên tử O nhận 2 electron tạo ion O^2–. Trong MgCl₂, một nguyên tử Mg nhường 2 electron cho hai nguyên tử Cl, mỗi Cl nhận 1 electron tạo Cl^–. Các ion trái dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, đó chính là liên kết ion.

Nhắc nhanh: liên kết ion hình thành do đâu?

Liên kết ion được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Ion dương (cation) thường do nguyên tử kim loại nhường electron, ion âm (anion) thường do nguyên tử phi kim nhận electron. Nhờ đó mỗi ion đạt cấu hình bền vững của khí hiếm gần nhất (quy tắc octet).

Lưu ý: hợp chất ion như CaO, MgCl₂ ở trạng thái rắn là mạng tinh thể ion chứ không gồm những “phân tử” riêng lẻ. Công thức CaO, MgCl₂ chỉ cho biết tỉ lệ số ion trong tinh thể.

Các bước mô tả sự tạo thành liên kết ion

Viết cấu hình electron (hoặc số electron mỗi lớp) của nguyên tử kim loại và phi kim.
Xác định số electron lớp ngoài cùng, từ đó biết nguyên tử nhường hay nhận bao nhiêu electron.
Viết quá trình tạo ion dương và ion âm.
Tìm tỉ lệ ion sao cho tổng điện tích bằng 0, rồi viết công thức hợp chất.

Sự tạo thành liên kết ion trong calcium oxide (CaO)

Nguyên tử	Số hiệu	Số electron mỗi lớp	Xu hướng
Ca	20	2/8/8/2	Nhường 2 electron
O	8	2/6	Nhận 2 electron

Ca có 2 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ nhường đi để còn cấu hình 2/8/8 giống argon. O có 6 electron lớp ngoài cùng, nhận thêm 2 electron thì được cấu hình 2/8 giống neon.

Quá trình nhường electron: Ca → Ca²⁺ + 2e
Quá trình nhận electron: O + 2e → O^2–
Hai ion trái dấu hút nhau: Ca²⁺ + O^2– → CaO

Số electron Ca nhường đúng bằng số electron O nhận (đều là 2) nên tỉ lệ ion là 1 : 1, công thức là CaO.

Sự tạo thành liên kết ion trong magnesium chloride (MgCl₂)

Nguyên tử	Số hiệu	Số electron mỗi lớp	Xu hướng
Mg	12	2/8/2	Nhường 2 electron
Cl	17	2/8/7	Nhận 1 electron

Mg nhường 2 electron để có cấu hình 2/8 giống neon. Mỗi Cl chỉ cần nhận 1 electron để có cấu hình 2/8/8 giống argon. Vì vậy một nguyên tử Mg “phục vụ” hai nguyên tử Cl.

Mg → Mg²⁺ + 2e
Cl + 1e → Cl^– (xảy ra với 2 nguyên tử Cl, tức 2Cl + 2e → 2Cl^–)
Mg²⁺ + 2Cl^– → MgCl₂

Sơ đồ nguyên tử Mg nhường mỗi electron cho hai nguyên tử Cl tạo MgCl2 — Một nguyên tử Mg nhường 2 electron cho hai nguyên tử Cl, tạo ion Mg2+ và hai ion Cl–.

So sánh hai trường hợp

Tiêu chí	CaO	MgCl₂
Ion dương	Ca²⁺	Mg²⁺
Ion âm	O^2–	Cl^–
Tỉ lệ ion	1 : 1	1 : 2
Điện tích mỗi ion âm	2–	1–

Mẹo nhớ: lấy điện tích ion dương và ion âm “đan chéo” làm chỉ số. Mg²⁺ và Cl^– cho Mg₁Cl₂, tức MgCl₂. Ca²⁺ và O^2– cho Ca₂O₂, rút gọn thành CaO.

Lỗi sai thường gặp

Viết Mg nhường 1 electron cho mỗi Cl. Mg chỉ có 2 electron hoá trị, nên tổng cộng nhường 2 electron cho 2 nguyên tử Cl (mỗi Cl nhận 1).
Viết ion Cl^2– hoặc O^–. Cl chỉ nhận 1 electron, O nhận 2 electron.
Quên cân bằng điện tích. Công thức đúng phải có tổng điện tích các ion bằng 0.
Nhầm với liên kết cộng hoá trị. Ở đây electron được chuyển hẳn từ nguyên tử này sang nguyên tử kia, không dùng chung.

Luyện tập

Bài 1. Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong potassium sulfide K₂S (K: Z = 19; S: Z = 16).

Đáp án: K (2/8/8/1) nhường 1 electron: K → K⁺ + e. S (2/8/6) nhận 2 electron: S + 2e → S^2–. Cần 2 nguyên tử K cho 1 nguyên tử S: 2K⁺ + S^2– → K₂S.

Bài 2. Mô tả sự tạo thành liên kết ion trong calcium fluoride CaF₂ (Ca: Z = 20; F: Z = 9).

Đáp án: Ca → Ca²⁺ + 2e. F (2/7) + 1e → F^– (2/8). Một Ca kết hợp hai F: Ca²⁺ + 2F^– → CaF₂.

Bài 3. Vì sao công thức của hợp chất tạo bởi Mg và O là MgO mà không phải Mg₂O?

Đáp án: Mg nhường 2 electron tạo Mg²⁺, O nhận 2 electron tạo O^2–; tỉ lệ 1 : 1 để tổng điện tích bằng 0.

Câu hỏi thường gặp

Liên kết ion được hình thành do đâu?

Do lực hút tĩnh điện giữa ion dương (thường từ kim loại nhường electron) và ion âm (thường từ phi kim nhận electron). Sau khi chuyển electron, các ion đạt cấu hình bền của khí hiếm.

Vì sao công thức magnesium chloride là MgCl2 mà không phải MgCl?

Mg nhường 2 electron tạo Mg2+, còn mỗi nguyên tử Cl chỉ nhận 1 electron tạo Cl–. Cần 2 ion Cl– để trung hoà điện tích của 1 ion Mg2+.

Trong CaO có tồn tại phân tử CaO riêng lẻ không?

Không. CaO là hợp chất ion, ở trạng thái rắn gồm các ion Ca2+ và O2– sắp xếp xen kẽ trong mạng tinh thể. Công thức CaO chỉ cho biết tỉ lệ số ion 1 : 1.

Ion Ca2+ và O2– có cấu hình electron giống nguyên tử nào?

Ca2+ có cấu hình 2/8/8 giống argon, còn O2– có cấu hình 2/8 giống neon.