Bài 5: Giới thiệu về liên kết hóa học

I. Đặc điểm cấu tạo vỏ nguyên tử khí hiếm.

Câu hỏi 1. Quan sát hình 5.1 hãy cho biết số electron ở lớp ngoài cùng của vỏ nguyên tử khí hiếm

Lời giải tham khảo:

Qua hình 5.1 ta thấy lớp ngoài cùng của vỏ nguyên tử khí hiếm đều có 8 electron (trừ nguyên tố He là 2 electron).

II. Liên kết ion

1. Sự tạo thành liên kết trong phân tử sodium chloride

Câu hỏi 2. Quan sát hình 5.2 và 5.3, cho biết lớp vỏ của các ion Na⁺, Cl⁻ tương tự vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm nào?

Lời giải tham khảo:

Xét ion Na⁺: có 10 electron ở lớp vỏ và có 2 lớp electron.

⇒ Lớp vỏ ion Na⁺ tương tự vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm Ne.

Xét ion Cl⁻: có 18 electron ở lớp vỏ và có 3 lớp electron.

⇒ Lớp vỏ ion Cl⁻ tương tự vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm Argon.

Câu hỏi 3. Quan sát hình 5.2, hãy so sánh về số electron, số lớp electron giữa nguyên tử Na và Na+

Lời giải tham khảo:

Nguyên tử Na có 11 electron và 3 lớp electron còn ion Na⁺ có 10 electron và 2 lớp electron

⇒ Nguyên tử Na đã mất đi 1 electron để tạo thành ion Na⁺.

Luyện tập 1. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử K và F lần lượt là 1 và 7. Hãy cho biết khi K hết hợp với F để tạo thành phân tử potassium fluoride, nguyên tử K cho hay nhận bao nhiêu electron. Vẽ sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử potassium fluoride

Lời giải tham khảo:

Khi nguyên tử K liên kết với nguyên tử F tạo thành phân tử potassium fluoride sẽ diễn ra sự cho và nhận electron giữa 2 nguyên tử, với nguyên tử K có 1 electron ở lớp ngoài cùng. 

⇒ Nguyên tử K cho đi 1 electron ở lớp ngoài cùng để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

Sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử potassium fluoride:

2. Sự tạo thành liên kết trong phân tử magnesium oxide

Câu hỏi 4. Quan sát hình 5.5 và 5.6 và cho biết các ion Mg2+ và O2- có lớp vỏ tương đương khí hiếm nào?

Lời giải tham khảo:

Ion \(Mg_{2}^{+}\) và \(O_{2}^{-}\) có lớp vỏ tương đương khí hiếm Ne.

Câu hỏi 5. Quan sát hình 5.5 hãy so sánh về số electron, số lớp electron giữa nguyên tử Mg và ion Mg2+

Lời giải tham khảo:

Số electron và số lớp electron của nguyên tử Mg nhiều hơn ion \(Mg_{2}^{+}\).

Luyện tập 2. Nguyên tử Ca có 2 electron ở lớp ngoài cùng. Hãy vẽ sơ đồ tạo thành liên kết khi nguyên tử Ca kết hợp với nguyên tử O tạo ra phân tử calcium oxide

Lời giải tham khảo:

Nguyên tử Ca có 2 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ dàng cho đi 2 electron ở lớp ngoài cùng để tạo cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

Nguyên tử O có 6 electron ở lớp ngoài cùng nên dễ dàng nhận thêm 2 electron ở lớp ngoài cùng để tạo cấu hình electron bền vững của khí hiếm.

Sơ đồ tạo thành liên kết khi nguyên tử Ca kết hợp với nguyên tử O tạo ra phân tử calcium oxide là:

Luyện tập 3. Nguyên tử K kết hợp với nguyên tử Cl tạo thành phân tử potassium chloride. Theo em, ở điều kiện thường, potassium chloride là chất rắn, chất lỏng hay chất khí? Vì sao?

Lời giải tham khảo:

Phân tử potassium chloride là hợp chất ion được tạo bởi kim loại điển hình (K) và phi kim điển hình (Cl) mà hợp chất ion có những tính chất chung như:

• Ở thể rắn ở điều kiện thường.
• Thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao.
• Khi tan trong nước sẽ tạo ra dung dịch dẫn được điện.

⇒ Ở điều kiện thường, potassium chloride (KCl) là chất rắn.

III. Liên kết cộng hoá trị

1. Sự tạo thành liên kết trong phân tử hydrogen

Câu hỏi 6. Quan sát hình 5.9 , hãy cho biết nguyên tử H trong phân tử Hydrogen có lớp vỏ tương tự khí hiếm nào?

Lời giải tham khảo:

Trong phân tử hydrogen, nguyên tử H có: có 2 electron ở lớp vỏ và có 1 lớp electron. 

⇒ Trong phân tử hydrogen, nguyên tử H có lớp vỏ tương tự khí hiếm Heli.

Luyện tập 4. Hai nguyên tử Cl liên kết với nhau tạo thành phân tử chlorine

a) Mỗi nguyên tử Cl cần thêm bao nhiêu electron vào lớp ngoài cùng để có lớp vỏ tương tự khí hiếm

b) Hãy vẽ sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử chlorine

Lời giải tham khảo:

a) Vì mỗi nguyên tử Cl đều có 7 electron ở lớp vỏ ngoài cùng nên chỉ cần nhận thêm 1 electron vào lớp vỏ ngoài cùng để có lớp vỏ tương tự khí hiếm.

b) Vì mỗi nguyên tử Cl đều cần nhận thêm 1 electron nên khi 2 nguyên tử Cl liên kết với nhau, mỗi nguyên tử sẽ góp 1 electron ở tạo ra đôi electron dùng chung.

2. Sự tạo thành liên kết trong phân tử nước

Câu hỏi 7. Quan sát hình 5.10, trong phân tử nước, mỗi nguyên tử H và O có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng

Lời giải tham khảo:

Quan sát hình 5.10 ta thấy, trong phân tử nước: Nguyên tử H có 2 electron ở lớp ngoài cùng và nguyên tử O có 8 electron ở lớp ngoài cùng.

Luyện tập 5. Mỗi nguyên tử H kết hợp với 1 nguyên tử Cl tạo thành phân tử hydrogen chloride. Hãy vẽ sơ đồ tạo thành phân tử hydrogen chloride từ nguyên tử H và nguyên tử Cl

Lời giải tham khảo:

Sơ đồ tạo thành phân tử hydrogen chloride (HCl) từ nguyên tử H và nguyên tử Cl là:

Luyện tập 6. Mỗi nguyên tử N kết hợp với 3 nguyên tử H tạo thành phân tử ammonia. Hãy vẽ sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử ammonia.

Lời giải tham khảo:

Sơ đồ tạo thành phân tử ammonia (\(NH_{3}\)) từ nguyên tử H và N:

3. Sự tạo thành liên kết trong phân tử carbon dioxide

Câu hỏi 8. Quan sát hình 5.11, hãy cho biết trong phân tử khí carbon dioxide, nguyên tử cacbon có bao nhiêu electron dùng chung với nguyên tử O

Lời giải tham khảo:

Trong phân tử khí carbon dioxide (\(CO_{2}\)), nguyên tử cacbon có 4 electron dùng chung với nguyên tử Oxygen.

Luyện tập 7. Hai nguyên tử N kết hợp với nhau tạo thành phân tử nitrogen. Hãy vẽ sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử nitrogen

Lời giải tham khảo:

Sơ đồ tạo thành liên kết trong phân tử nitrogen (\(N_{2}\)):

Vận dụng. Hãy giải thích các hiện tượng sau:

a) Nước tinh khiết hầu như không dẫn điện, nhưng nước biển lại dẫn được điện.

b) Khi cho đường ăn vào chảo rồi đun nóng sẽ thấy đường ăn nhanh chóng chuyển từ thể rắn sang thể lỏng, làm như vậy với muối ăn thấy muối ăn vẫn ở thể rắn

Lời giải tham khảo:

a) Nước tinh khiết không dẫn điện vì đây là hợp chất cộng hóa trị giữa nguyên tử O và 2 nguyên tử H.

Nước biển dẫn điện vì trong nước biển có có thành phần chủ yếu là muối ăn (NaCl) là hợp chất ion được tạo bởi kim loại điển hình (Na) và phi kim điển hình (Cl).

b) Đường ăn là hợp chất cộng hóa trị giữa các nguyên tử C, H và O nên có nhiệt độ nóng chảy thấp.

⇒ Khi đun nóng đường nhanh chóng chuyển từ thể rắn sang thể lỏng.

Muối ăn là hợp chất ion được tạo bởi kim loại điển hình (Na) và phi kim điển hình (Cl) nên có nhiệt độ nóng chảy cao. 

⇒ Khi đun nóng trên chảo muối ăn vẫn ở thể rắn.

Câu hỏi 9. So sánh một số tính chất chung của chất cộng hoá trị với chất ion

Lời giải tham khảo: