Giải sách bài tập Hóa học 10 Bài 11. Liên kết ion - Kết nối tri thức

Nhận biết

Bài 11.1 trang 30 SBT Hóa học 10: Liên kết ion được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng

A. một hay nhiều cặp electron dùng chung.

B. một hay nhiều cặp electron dùng chung chỉ do một nguyên tử đóng góp.

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

D. một hay nhiều cặp electron dùng chung và các cặp electron này lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Liên kết ion được tạo thành giữa hai nguyên tử bằng lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

Ví dụ: Khi kim loại calcium kết hợp với phi kim oxygen, tạo thành các ion Ca²⁺ và O^2–, các ion này có điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Bài 11.2 trang 30 SBT Hóa học 10: Liên kết ion là loại liên kết hóa học được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa các phần tử nào sau đây?

A. cation và anion

B. các anion

C. cation và electron tự do

D. electron và hạt nhân nguyên tử.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Liên kết ion là loại liên kết hóa học được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa cation và anion.

Cation: ion mang điện tích dương (Ví dụ: Ca²⁺)

Anion: ion mang điện tích âm (ví dụ: O^2-)

Bài 11.3 trang 30 SBT Hóa học 10: Biểu diễn sự tạo thành ion nào sau đây đúng?

A. Na + 1e → Na⁺

B. Cl₂ → 2Cl^- + 2e

C. O₂ + 2e → 2O^2-

D. Al → Al³⁺ + 3e

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Chú ý:

- Các kim loại có xu hướng nhường đi electron lớp ngoài cùng để đạt được cấu hình electron bền vững giống khí hiếm (với 8 electron lớp ngoài cùng).

- Các phi kim có xu hướng nhận thêm electron để đạt được cấu hình electron bền vững giống khí hiếm (với 8 electron lớp ngoài cùng).

A. Sai vì Na có 1 electron lớp ngoài cùng. Khi tham gia hình thành liên kết hóa học Na có xu hướng nhường đi 1 electron.

Sửa lại: Na → Na⁺ + 1e

B. Sai vì Cl có 7 electron lớp ngoài cùng. Có xu hướng nhận thêm 1 electron khi hình thành liên kết hóa học.

Sửa lại: Cl₂ + 2e → 2Cl^-

C. Sai vì mỗi nguyên tử O nhận 2 electron để tạo thành ion O^2- ⇒ phân tử O₂ nhận 4 electron để tạo thành 2 ion O^2-

Sửa lại: O₂ + 4e → 2O^2-

D. Đúng vì aluminium có 3 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhường đi 3 electron khi hình thành liên kết hóa học.

Bài 11.4 trang 30 SBT Hóa học 10: Số electron và số proton trong ion NH₄⁺ là

A. 11 electron và 11 proton.

B. 10 electron và 11 proton.

C. 11 electron và 10 proton.

D. 11 electron và 12 proton.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

N (Z = 7); H (Z = 1)

Tổng số proton trong ion NH₄⁺ là 7 + 4.1 = 11

Tổng số electron trong ion NH₄⁺ là: Số proton – điện tích ion = 11 – 1 = 10

Bài 11.5 trang 30 SBT Hóa học 10: Cặp nguyên tử nào sau đây không tạo hợp chất dạng X₂⁺Y^2- hoặc X²⁺Y₂^-?

A. Na và O

B. K và S

C. Ca và O

D. Ca và Cl

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

- Trong hợp chất X₂⁺Y^2-

+ Nguyên tử X nhường 1 electron tạo thành X⁺ ⇒ Na, K thỏa mãn

+ Nguyên tử Y nhận 2 electron tạo thành Y^2- ⇒ O, S thỏa mãn

- Trong hợp chất X²⁺Y₂^-

+ Nguyên tử X nhường 2 electron tạo thành X²⁺ ⇒ Ca thỏa mãn

+ Nguyên tử Y nhận 1 electron tạo thành Y- ⇒ Cl thỏa mãn, O không thỏa mãn.

Bài 11.6 trang 30 SBT Hóa học 10: Tính chất nào sau đây là tính chất của hợp chất ion?

A. Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy thấp.

B. Hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy cao.

C. Hợp chất ion dễ hóa lỏng

D. Hợp chất ion có nhiệt độ sôi không xác định.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Tính chất chung của hợp chất ion là: Thường là chất rắn, có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, có khả năng dẫn điện khi tan trong nước hay khi nóng chảy.

Thông hiểu

Bài 11.7 trang 30 SBT Hóa học 10: Cho các phân tử sau: HCl, NaCl, CaCl₂, AlCl₃

Phân tử có liên kết mang nhiều tính ion nhất là

A. HCl

B. NaCl

C. CaCl₂

D. AlCl₃

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Chú ý: Dựa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử, dự đoán loại liên kết:

0 ≤ |$\Delta \chi$| < 0,4: liên kết cộng hóa trị không phân cực

0,4 ≤ |$\Delta \chi$| < 1,7: liên kết cộng hóa trị phân cực.

|$\Delta \chi$| ≥ 1,7: liên kết ion

Phân tử có liên kết mang nhiều tính ion nhất ⇒ $\Delta \chi$lớn nhất.

Dựa vào các đáp án trên ta thấy H, Na, Ca, Al đều liên kết với Cl ⇒ $\Delta \chi$ lớn nhất khi kim loại có độ âm điện nhỏ nhất .

Kim loại Na là kim loại điển hình, có tính kim loại mạnh nhất ⇒ có độ âm điện nhỏ nhất ⇒ Phân tử NaCl có liên kết mang nhiều tính ion nhất.

Bài 11.8 trang 31 SBT Hóa học 10: Dãy gồm các phân tử đều có liên kết ion là

A. Cl₂, Br₂, I₂, HCl

B. HCl, H₂S, NaCl, N₂O

C. Na₂O, KCl, BaCl₂, Al₂O₃

D. MgO, H₂SO₄, H₃PO₄, HCl

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

A. Loại vì tất cả đều có liên kết cộng hóa trị.

B. Loại vì HCl, H₂S, N₂O có liên kết cộng hóa trị.

D. Loại cù H₂SO₄, H₃PO₄, HCl có liên kết cộng hóa trị.

Bài 11.9 trang 31 SBT Hóa học 10: Cho các ion sau: K⁺, Be²⁺, Cr³⁺, F^-, Se^2-, N^3-

Viết phương trình biểu diễn sự hình thành mỗi ion trên.

Lời giải:

Phương trình biểu diễn sự hình thành các ion:

K → K⁺ + 1e

Be → Be²⁺ + 2e

Cr → Cr³⁺ + 3e

F + e → F^-

Se + 2e → Se^2-

N + 3e → N^3-

Bài 11.10 trang 31 SBT Hóa học 10: Cho các ion sau: ₂₀Ca²⁺; ₁₃Al³⁺; ₉F^-; ₁₆S^2-; ₇N^3-

a) Viết cấu hình electron của mỗi ion.

b) Mỗi cấu hình đã viết giống với cấu hình electron của nguyên tử nào?

Lời giải:

a) Cấu hình electron:

₂₀Ca²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (I)

₁₂Al³⁺: 1s²2s²2p⁶  (II)

₉F^-: 1s²2s²2p⁶ (III)

₁₆S^2-: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (IV)

₇N^3-: 1s²2s²2p⁶ (V)

b) Các cấu hình (II), (III), (V) giống cấu hình electron của khí hiếm ₁₀Ne.

Cấu hình (I), (IV) giống cấu hình electron của khí hiếm ₁₈Ar.

Bài 11.11 trang 31 SBT Hóa học 10: Vì sao các hợp chất ion thường là chất rắn ở nhiệt độ phòng?

Lời giải:

Các hợp chất ion thường là chất rắn ở nhiệt độ phòng vì hợp chất ion có cấu trúc mạng tinh thể ion. Lực tĩnh điện mạnh giữa các phần tử mạng với nhau làm cho khoảng cách giữa các phần tử ngắn lại.

Bài 11.12 trang 31 SBT Hóa học 10: Cho các chất sau: K₂O, H₂O, H₂S, SO₂, NaCl, K₂S, CaF₂, HCl.

Trong phân tử chất nào có liên kết ion?

Lời giải:

$\Delta \chi$(K₂O) = |0,82 – 3,44| = 2,62 > 1,7

$\Delta \chi$(H₂O) = |2,2 – 3,44| = 1,24

$\Delta \chi$(H₂S) = |2,2 – 2,58| = 0,38

$\Delta \chi$(SO₂) = |2,58 – 3,44| = 0,86

$\Delta \chi$(NaCl) = |0,93 – 3,16| = 2,23 > 1,7

$\Delta \chi$(K₂S) = |0,82 – 2,58| = 1,76 > 1,7

$\Delta \chi$(CaF₂) = |1 – 3,98| = 2,98 > 1,7

$\Delta \chi$(HCl) = |2,2 – 3,16| = 0,96

Những phân tử có liên kết ion là: K₂O, K₂S, NaCl, CaF₂.

Bài 11.13 trang 31 SBT Hóa học 10: Kể ra những hợp chất ion tạo thành từ các ion sau: F^-, K⁺, O^2-, Ca²⁺

Lời giải:

Các hợp chất ion là: KF, K₂O, CaF₂, CaO.

Vận dụng

Bài 11.14 trang 31 SBT Hóa học 10: Dùng sơ đồ để biểu diễn sự hình thành liên kết trong mỗi hợp chất ion sau đây:

a) magnesium fluoride (MgF₂);

b) potassium fluoride (KF);

c) sodium oxide (Na₂O);

d) calcium oxide (CaO).

Lời giải:

a) Magnesium fluoride:

b) Potassium fluoride:

c) Sodium oxide:

d) Calcium oxide:

Bài 11.15 trang 31 SBT Hóa học 10: Anion X^- có cấu hình electron nguyên tử ở phân lớp ngoài cùng là 3p⁶.

a) Viết cấu hình electron của nguyên tử X. Cho biết X là nguyên tố kim loại hay phi kim.

b) Giải thích bản chất liên kết giữa X với barium.

Lời giải:

a) Khi nhận electron, nguyên tử X biến thành anion X^-.

Cấu hình electron của X là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵, X là chlorine.

X có 7 electron lớp ngoài cùng ⇒ X là phi kim điển hình.

b) Barium là nguyên tố kim loại điển hình ở chu kì 6, nhóm IIA. Barium dễ nhường electron hóa trị và tạo ra cation có điện tích 2+. Khi chlorine kết hợp với barium, nguyên tử barium nhường 2 electron cho hai nguyên tử chlorine (mỗi nguyên tử chlorine nhận 1 electron), tạo thành các ion Ba²⁺ và Cl^-.

Các ion này mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Bài 11.16 trang 31 SBT Hóa học 10: Nguyên tố X tích lũy trong các tế bào thực vật nên rau và trái cây tươi là nguồn cung cấp tốt nguyên tố X cho cơ thể. Các nghiên cứu chỉ ra khẩu phần ăn chứa nhiều X có thể giảm nguy cơ cao huyết áp và đột quỵ. Nguyên tố Z được dùng để chế tạo dược phẩm, phẩm nhuộm và chất nhạy với ánh sáng. Nguyên tử X chỉ có 7 electron trên phân lớp s; còn nguyên tử Z chỉ có 17 electron trên phân lớp p.

a) Viết công thức hóa học của hợp chất tạo bởi X và Z.

b) Hợp chất tạo bởi X và Z có tính dẫn điện không? Vì sao

c) Trong thực tế cuộc sống, hợp chất tạo bởi X và Z được dùng để làm gì?

Lời giải:

a) Nguyên tử X chỉ có 7 electron trên phân lớp s nên cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

Nguyên tử Z chỉ có 17 e trên phân lớp p nên cấu hình electron của Z là:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

⇒ X là ₁₉K và Z là ₃₅Br.

⇒ Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi X và Z là KBr.

b) Hợp chất KBr có tính dẫn điện khi nóng chảy hoặc tan trong dung dịch vì nó là hợp chất ion.

c) Trong thực tế, KBr được sử dụng rộng rãi như thuốc chống co giật và an thần, nó là muối ion điển hình, hoàn toàn phân cực và đạt độ pH = 7 trong dung dịch nước.