Cập nhật thông tin chi tiết về I. Liên Kết Ion Và Cộng Hóa Trị mới nhất trên website Tvzoneplus.com. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất.
Nội dung bài giảng
I. Liên kết ion và cộng hóa trị
– Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn.
– Các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với nguyên tử khác tạo thành để đạt được cấu hình electron bền vững giống như khí hiếm (có 2 hoặc 8 electron lớp ngoài cùng). 1. Liên kết ion
● Định nghĩa : Là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.
● Sự hình thành liên kết ion
Nguyên tử kim loại nhường electron hóa trị trở thành ion dương (cation). Nguyên tử phi kim nhận electron trở thành ion âm (anion). Các ion trái dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo thành hợp chất chứa liên kết ion.
Ví dụ : Liên kết trong phân tử CaCl 2
Nguyên tử Ca nhường 2 electron tạo thành ion dương.
Nguyên tử clo nhận 1 electron tạo thành ion âm.
Ion Ca 2+ và 2 ion Cl– hút nhau bằng lực hút tĩnh điện để tạo thành phân tử CaCl 2.
● Điều kiện hình thành liên kết ion :
Liên kết được hình thành giữa các nguyên tố có tính chất khác hẳn nhau (kim loại điển hình và phi kim điển hình).
Quy ước hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết ³ 1,7 là liên kết ion (trừ một số trường hợp).
● Dấu hiệu cho thấy phân tử có liên kết ion :
Phân tử hợp chất được hình thành từ kim loại điển hình (kim loại nhóm IA, IIA) và phi kim điển hình (phi kim nhóm VIIA và oxi). Ví dụ : Các phân tử NaCl, MgCl2, BaF2… đều chứa liên kết ion, là liên kết được hình thành giữa cation kim loại và anion phi kim. Phân tử hợp chất muối chứa cation hoặc anion đa nguyên tử. Ví dụ : Các phân tử NH4Cl, MgSO4, AgNO3… đều chứa liên kết ion, là liên kết được hình thành giữa cation kim loại hoặc amoni và anion gốc axit.
● Đặc điểm của hợp chất ion :
Các hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, dẫn điện khi tan trong nước hoặc nóng chảy.
2. Liên kết cộng hóa trị
● Định nghĩa : Là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung.
● Điều kiện hình thành liên kết cộng hóa trị :
Các nguyên tử giống nhau hoặc gần giống nhau, liên kết với nhau bằng cách góp chung các electron hóa trị. Ví dụ Cl2, H2, N2, HCl, H2O…
● Dấu hiệu cho thấy phân tử có liên kết cộng hóa trị :
Phân tử đơn chất được hình thành từ phi kim. Ví dụ các phân tử O2, F2, H2, N2… đều chứa liên kết cộng hóa trị, là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử phi kim giống nhau.
Phân tử hợp chất được hình thành từ các phi kim. Ví dụ các phân tử F2O, HF, H2O, NH3, CO2… đều chứa liên kết cộng hóa trị, là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử phi kim khác nhau.
● Liên kết cộng hóa trị có cực và không cực
Khi cặp electron dùng chung phân bố đối xứng giữa hai hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết thì đó là liên kết cộng hóa trị không phân cực.
Khi cặp electron dùng chung bị hút lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.
So sánh liên kết ion và liên kết cộng hoá trị
Giống nhau : Liên kết ion và liên kết cộng hoá trị giống nhau về nguyên nhân hình thành liên kết. Các nguyên tử liên kết với nhau để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.
Khác nhau : Liên kết ion và liên kết cộng hoá trị khác nhau về bản chất liên kết và điều kiện liên kết :
Loại liên kết
Liên kết ion
Liên kết cộng hoá trị
Bản chất
Là lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu
Là sự dùng chung các electron
Ví dụ
Điều kiện hình thành liên kết
Các kim loại điển hình liên kết với các phi kim điển hình. Giữa các nguyên tố có bản chất hoá học khác hẳn nhau.
Xảy ra giữa các nguyên tố có bản chất hoá học giống nhau hoặc gần giống nhau. Thường xảy ra giữa các nguyên tố phi kim các nhóm 4, 5, 6, 7.
● Liên kết ion và liên kết cộng hoá trị không phân cực là hai trường hợp giới hạn của liên kết cộng hoá trị phân cực. Đối với hầu hết các chất trong tự nhiên không có ranh giới thật rõ rệt giữa liên kết ion và liên kết cộng hoá trị. Người ta thường dựa vào giá trị hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử của một liên kết để có thể biết được loại liên kết :
Hiệu độ âm điện ( )Loại liên kết0,0 < 0,4
Liên kết cộng hoá trị không phân cực
0,4 < < 1,7
Liên kết cộng hoá trị phân cực
1,7
Liên kết ion
Điều kiện hình thành liên kết cho – nhận :
Nguyên tử cho phải có cặp electron chưa tham gia liên kết, nguyên tử nhận phải có obitan trống (hoặc dồn hai electron độc thân lại để tạo ra obitan trống).
Liên Kết Cộng Hóa Trị Là Gì, Liên Kết Cộng Hóa Trị Có Cực Và Không Cực
Vậy liên kết cộng hóa trị có cực và không cực khác nhau thế nào? chúng được hình thành trong phân tử đơn chất và hợp chất như thế nào? Và làm sao để phân loại liên kết hóa học theo độ âm điện, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài này.
I. Sự hình thành liên kết cộng hóa trị
1. Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử giống nhau
– Hidro (H): 1s 1 và Heli (He): 1s 2
– Nguyên tử H (Z=1) có cấu hình electron là 1s 1, hai nguyên tử H liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử H góp 1 electron tạo thành một cặp electron chung trong phân tử H 2. Như thế trong phân tử H 2, mỗi phân tử có 2 electron, giống cấu hình electron bền vững của khí hiếm heli:
– Mỗi chấm bên kí hiệu nguyên tố biểu diễn một electron ở lớp ngoài cùng.
– Ký hiệu H:H là công thức electron; H-H là công thức cấu tạo.
– Giữa 2 nguyên tử Hidro có 1 cặp electron liên kết biểu thị bằng (-) đó là liên kết đơn.
– Cấu hình electron nguyên tử của N (Z=7) là 1s 22s 22p 3, có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Trong phân tử nitơ N 2, để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất Ne, mỗi nguyên tử nitơ phải góp chung 3 electron.
– Hai nguyên tử N liên kết với nhau bằng 3 cặp electron liên kết biểu thị bằng 3 gạch (≡), đó là liên kết ba, liên kết 3 bền hơn liên kết đôi.
c) Liên kết cộng hóa trị là gì?
– Liên kết cộng hóa trị là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
– Mỗi cặp electron chung tạo nên 1 liên kết cộng hoá trị, nên ta có liên kết đơn (trong phân tử H 2), liên kết ba (trong phân tử N 2).
* Liên kết cộng hóa trị không phân cực:
– Là liên kết tạo nên từ 2 nguyên tử của cùng 1 nguyên tố (phân tử H 2, N 2 có cùng độ âm điện), do đó liên kết trong các phân tử đó không phân cực. Đó là liên kết cộng hoá trị không phân cực.
2. Liên kết cộng hóa trị hình thành giữa các nguyên tử khác nhau
a) Sự hình thành phân tử hidro clorua HCl
– Mỗi nguyên tử H và Cl góp 1 electron tạo thành 1 cặp electron chung để tạo thành 1 liên kết cộng hoá trị.
– Độ âm điện của clo là 3,16 lớn hơn độ âm điện của hiđro là 2,20 nên cặp electron liên kết bị lệch về phía clo, liên kết cộng hóa trị này bị phân cực.
– Công thức cấu tạo H-Cl; Công thức electron H:Cl
* Liên kết cộng hóa trị có phân cực:
– Là liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực hay liên kết cộng hóa trị phân cực.
– Trong công thức electron của phân tử có cực, người ta đặt cặp electron chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
b) Sự hình thành phân tử Cacbon dioxit (Cacbonic) CO2
– Cấu hình electron nguyên tử của C(Z=6) là 1s 22s 22p 2, nguyên tử cacbon có 4 electron ở lớp ngoài cùng.
– Cấu hình electron nguyên tử của O(Z=8) là 1s 22s 22p 4, nguyên tử oxi có 6 electron ở lớp ngoài cùng.
– Trong phân tử CO 2, nguyên tử C nằm giữa 2 nguyên tử O và góp chung với mỗi nguyên tử O hai electron. Mỗi nguyên tử O góp chung với nguyên tử C hai electron tạo ra 2 liên kết đôi.
– Ta có O::C::O là công thức electron ; O=C=O là công thức cấu tạo.
– Như vậy, mỗi nguyên tử C hay O đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng, đạt cấu hình bền vững của khí hiếm.
– Độ âm điện của oxi (3,14) lớn hơn độ âm điện của C(2,55) nên cặp electron chung lệch về phía Oxi. Liên kết giữa hai nguyên tử oxi và cacbon là phân cực, nhưng phân tử CO 2 có cấu tạo thẳng nên 2 liên kết đôi phân cực (C=O) triệt tiêu nhau, kết quả là phân tử CO 2 không bị phân cực.
3. Tính chất của các chất có liên kết cộng hóa trị
– Các chất mà phân tử chỉ có liên kết cộng hóa trị có thể là chất rắn như đường, lưu huỳnh, iot,… có thể là chất lỏng: nước, ancol,… hoặc chất khí như khí cacbonic, clo, hiđro,…
– Các chất có cực như ancol etylic, đường,… tan nhiều trong dung môi có cực như nước. Phần lớn các chất không cực như iot, các chất hữu cơ không cực tan trong dung môi không cực như benzen, cacbon tetraclorua,…
– Nói chung, các chất chỉ có liên kết cộng hóa trị không cực không dẫn điện ở mọi trạng thái.
II. Độ âm điện và Liên kết hóa học
– Trong phân tử, nếu cặp electron chung ở giữa 2 nguyên tử ta có liên kết cộng hoá trị không cực.
– Nếu cặp electron chung lệch về 1 phía của nguyên tử (có giá trị độ âm điện lớn hơn) thì đó là liên kết cộng hoá trị có cực.
– Nếu cặp electron chung lệch hẳn về 1 nguyên tử, ta sẽ có liên kết ion. Như vậy, liên kết ion có thể coi là trường hợp riêng của liên kết cộng hóa trị.
– Để đánh giá loại liên kết trong phân tử hợp chất, người ta có thể dựa vào hiệu độ âm điện. Cách phân loại một cách tương đối theo thang độ âm điện của Pau – Linh như sau:
– Trong phân tử HCl ta có hiệu độ âm điện: 3,16 – 2,2 = 0,96 ⇒ liên kết giữa H và Cl là liên kết cộng hoá trị có cực.
– Trong phân tử H 2 ta có hiệu độ âm điện: 2,20 – 2,20 = 0,0 ⇒ liên kết giữa H và H là liên kết cộng hoá trị không cực.
III. Bài tập vận dụng liên kết cộng hóa trị
A. Giữa các phi kim với nhau.
B. Trong đó cặp electron chung bị lệch về một nguyên tử.
C. Được hình thành do sự dùng chung electron của 2 nguyên tử khác nhau.
D. Được tạo nên giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
– Đáp án đúng: D. Được tạo nên giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron chung.
A. Trong liên kết cộng hóa trị cặp electron lệch về phía nguyên tử có độ âm điện nhỏ hơn.
B. Liên kết cộng hóa trị có cực được tạo thành giữa 2 nguyên tử có hiệu độ âm điện từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7.
C. Liên kết cộng hóa trị không có cực được tạo nên từ các nguyên tử khác hẳn nhau về tính chất hóa học.
D. Hiệu độ âm điện giữa 2 nguyên tử lớn thì phân tử phân cực yếu.
– Đáp án đúng: B. Liên kết cộng hóa trị có cực được tạo thành giữa 2 nguyên tử có hiệu độ âm điện từ 0,4 đến nhỏ hơn 1,7.
A. Khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành liên kết hóa học.
B. Khả năng nhường electron của nguyên tử đó cho nguyên tử khác.
C. Khả năng tham gia phản ứng mạnh hay yếu của nguyên tử đó.
D. Khả năng nhường proton của nguyên tử đó cho nguyên tử khác.
Chọn đáp án đúng.
– Đáp án đúng: A. Khả năng hút electron của nguyên tử đó khi hình thành liên kết hóa học.
– Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện trái dấu. Thí dụ : K+ + Cl– → KCl.
– Liên kết cộng hóa trị không cực là liên kết được tạo nên giữa hai nguyên tử bằng những cặp electron chung. Thí dụ: Cl. + . Cl → Cl:Cl
– Liên kết cộng hóa trị trong đó cặp electron chung bị lệch về phía một nguyên tử được gọi là liên kết cộng hóa trị có cực. Thí dụ: H. + . Cl → H :Cl hay H -Cl.
Dựa vào hiệu độ âm điện các nguyên tố, hãy cho biết có loại liên kết nào trong các chất sau đậy: AlCl 3, CaCl 2, CaS, Al 2S 3? (Lấy giá trị độ âm điện của các nguyên tố ở bảng 6 trang 45).
– Hiệu độ âm điện:
CaCl 2: 2,16. Liên kết ion
AlCl 3: 1,55. Liên kết cộng hóa trị có cực
CaS: 1,58.Liên kết cộng hóa trị có cực.
Al 2S 3: 0,97. Liên kết cộng hóa trị có cực.
– Công thức electron và công thức cấu tạo các phân tử sau:
a) Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó.
b) Dự đoán liên kết hóa học có thể có giữa các cặp X và A, A và Z, Z và X.
b) Cặp X và A, hiệu số độ âm điện là: 3,98 – 0,82 = 3,16, có liên kết ion.
– Cặp A và Z, hiệu số độ âm điện là: 3,44 – 0,82 = 2,62, có liên kết ion.
– Cặp X và Z, hiệu số độ âm điện là: 3,98 – 3,44 = 0,54, có liên kết cộng hóa trị có cực.
Lí Thuyết Liên Kết Ion
1. Ion, cation và anion
Khi nguyên tử trung hòa về điện (số p mang điện dương bằng số e mang điện âm) nhường e hay nhận e để trở thành phần tử mang điện gọi là ion.
b) Sự tạo thành cation
Ví dụ: Sự hình thành cation của nguyên tử Li (Z = 3)
Cấu hình e: 1s 22s 1 dễ cho 1e để tạo thành cấu hình bền của He
hay: Li → Li+ + 1e
Trong các phản ứng hóa học, để đạt được cấu hình bền của khí hiếm, nguyên tử kim loại có khuynh hướng nhường electron cho nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành phần tử mang điện dương gọi là cation.
c) Sự tạo thành anion
Ví dụ: Sự hình thành anion của nguyên tử F (Z = 9)
Cấu hình e: 1s 22s 22p 5 dễ nhận 1e để tạo thành cấu hình bền của Ne
hay: F + 1e → F–
Trong các phản ứng hóa học, để đạt được cấu hình bền của khí hiếm, nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận thêm e của nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành phần tử mang điện âm gọi là anion.
* Quy tắc bát tử: các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình bền bững của khí hiếm với 8 electron (hoặc của Heli với 2 electron) ở lớp ngoài cùng.
2. Ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử
– Ion đơn nguyên tử là ion tạo nên từ 1 nguyên tử.
– Ion đa nguyên tử là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm
II. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION
Định nghĩa: Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện trái dấu
Xét quá trình hình thành phân tử NaCl:
Hai ion tạo thành Na+ và Cl– mang điện tích ngược dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử NaCl
Liên Kết Ion Là Gì?
Trong hóa học khi các nguyên tử kết hợp với nhau sẽ tạo thành một hay nhiều hợp chất khác nhau và thường được gọi là liên kết hóa học. Liên kết này có thể là liên kết ion hoặc cộng hóa trị. Trong một liên kết ion, một nguyên tử nhường một electron cho nguyên tử kia để ổn định nó. Trong liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử được chia sẻ bởi các electron.
Liên kết ion là gì?
Khi các electron được chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, nó được gọi là liên kết ion. Điều kiện cần để tạo nên liên kết trên là 2 phân tử khi phản ứng phải trái dấu nhau. Quy tắc này hoạt động như cách nam châm thu hút lẫn nhau. Nếu hai nguyên tử có giá trị độ âm điện khác nhau, chúng sẽ tạo thành cấu trúc ion.
Sự kết hợp giữa natri (Na) và clorua (Cl) tạo thành NaCl hay còn được gọi là muối ăn là một ví dụ về liên kết ion. Axit sunfuric cũng là một cấu trúc ion, kết hợp hydro và oxit lưu huỳnh, và nó có công thức hóa học là H 2SO 4.
Cation là gì?
Cation là những ion mang điện tích dương. Chúng được hình thành khi một kim loại mất electron. Chúng mất một hoặc nhiều hơn một electron và không mất bất kỳ proton nào.
Ký hiệu của một cation là ký hiệu nguyên tố hoặc công thức phân tử, theo sau là ký hiệu của điện tích. Số điện tích được đưa ra đầu tiên, sau đó là một biểu tượng dấu cộng. Cation có thể là ion của nguyên tử hoặc của phân tử.
Ví dụ cách nhận biết và ký hiệu của cation:
Ag+ (kim loại bạc mang 1 điện tích dương)
Al3+ (Kim loại nhôm có 3 điện tích dương)
NH4+ ( Phân tử amoni có 1 điện tích dương)
Anion là gì?
Anion là các ion mang điện tích âm. Chúng được hình thành khi nguyên tử phi kim giành được các electron. Chúng thu được một hoặc nhiều hơn một electron và không mất đi bất kỳ proton nào. Do đó, chúng sở hữu một điện tích thuần âm.
Một số ví dụ về anion gồm:
I– ( Nguyên tố phi kim iốt mang 1 điện tích âm)
Cl– Clo là nguyên tố anion đặc trưng.
OH– (nhóm hydroxyl có điện tích âm là 1)
Tính chất chung của liên kết ion
Các ion được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể.
Chất rắn ion là tinh thể tồn tại ở nhiệt độ phòng.
Liên kết ion có lực hút tĩnh điện mạnh. Điều này có nghĩa là các hợp chất ion thường cứng và có điểm nóng chảy và điểm sôi cao.
Các hợp chất ion dễ vỡ và liên kết bị phá vỡ dọc theo các mặt phẳng khi hợp chất bị đặt dưới áp lực.
Tinh thể rắn không dẫn điện, nhưng dung dịch ion thì dẫn điện được.
Cấu trúc mạng tinh thể của liên kết ion
Liên kết ion thực sự là sự kết hợp của rất nhiều ion liên kết với nhau thành một phân tử khổng lồ. Sự sắp xếp các ion trong một cấu trúc hình học thông thường được gọi là mạng tinh thể. Thực tế NaCl không chứa một ion Na và một ion Cl, nhiều ion của 2 phi kim này tạo thành mạng tinh thể với tỷ lệ là 1: 1.
Liên kết ion có dẫn điện không?
Cấu trúc ion hoặc hợp chất hình thành khi hai hoặc nhiều ion có tương tác tĩnh điện mạnh giữa chúng. Điều này có nghĩa là các cấu trúc ion hoặc hợp chất dẫn đến điểm nóng chảy cao hơn nhiều và cũng có độ dẫn điện cao hơn nhiều khi bạn so sánh chúng với liên kết cộng hóa trị.
Để tạo thành ion, một kim loại sẽ mất các electron và một phi kim sẽ thu được các electron tạo thành cấu trúc mạng tinh thể 3 chiều. Các mạng có các ion tích điện trái dấu bị hút vào nhau làm cho chúng có cấu trúc ion rất mạnh.
Và các liên kết trên chỉ dẫn điện được với điều kiện là tồn trong trạng thái dung dịch. Còn khi ở trạng thái rắn rất khó sảy ra.
Ví dụ phản ứng liên kết ion
Bạn có thể sử dụng 1 nguyên tố kim loại và một nguyên tố phi kim tác dụng với nhau sẽ tạo thành một cấu trúc ion. Vì kim loại có điện cực dương còn phi kim có điện cực âm.
Sự khác biệt về độ âm điện giữa Na (0,93) và Cl (3,16) là 2,1. Natri chỉ có một electron hóa trị, trong khi clo có bảy. Do độ âm điện của clo cao hơn độ âm điện của natri, clo sẽ hút electron hóa trị của nguyên tử natri rất mạnh. Điện tử này từ natri được chuyển sang clo. Natri mất một điện tử và tạo thành liên kết mới.
Một ví dụ khác về cấu trúc ion sảy ra giữa magiê (Mg) và oxy (O 2) tạo thành oxit magiê (MgO ).
Magiê có hóa trị 2 và độ âm điện là 1,31, trong khi oxy có hóa trị 6 và độ âm điện của 3,44. Vì oxy có độ âm điện cao hơn, nó thu hút hai electron hóa trị từ nguyên tử magiê và các electron này được chuyển từ nguyên tử magiê sang nguyên tử oxy. Magiê mất hai electron để tạo thành Mg2+ và oxy thu được hai electron để tạo thành O 2–. Lực hấp dẫn giữa các ion tích điện trái dấu là điều kiện tạo thành liên kết trên.
Lưu ý phản ứng chỉ xảy ra khi các nguyên tố phi kim có hóa trị cao hơn nguyên tố kim loại. Điều kiện ngược lại không sảy ra phản ứng.
Bạn đang xem bài viết I. Liên Kết Ion Và Cộng Hóa Trị trên website Tvzoneplus.com. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!