Liên kết ion

I. Sự tạo thành ion

Kim loại điển hình phản ứng rất mạnh với phi kim điển hình tạo ra hợp chất ion. Khi đó, nguyên tử kim loại nhường electron để tạo thành ion mang điện tích dương (cation) còn nguyên tử phi kim nhận electron để trở thành ion mang điện tích âm (anion).

Ví dụ 1:

Cấu hình electron của nguyên tử Na (Z = 11): 1s²2s²2p⁶3s¹

→ Có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

Nguyên tử Na nhường đi 1 electron ở lớp ngoài cùng để tạo thành ion dương Na⁺ (cation sodium).

Na → Na⁺ + 1e

Chú ý: Số đơn vị điện tích của ion dương (cation) bằng số electron mà nguyên tử đã nhường.

Ví dụ 2:

Cấu hình electron của nguyên tử Cl (Z = 17): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

→ Có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

Nguyên tử Cl nhận 1 electron để tạo thành ion âm Cl- (anion chloride).

Cl + 1e → Cl^-

Chú ý: Số đơn vị điện tích của ion âm (anion) bằng số electron mà nguyên tử đã nhận.

Các ion thường có cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm gần nhất với nguyên tố tạo thành ion đó trong bảng tuần hoàn.

II. Sự tạo thành liên kết ion

Ví dụ 1: Xét sự tạo thành liên kết hóa học trong phân tử sodium chloride (NaCl):

Khi kim loại sodium kết hợp với phi kim chlorine, tạo thành các ion Na⁺ và Cl^-, các ion này mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

Ví dụ 2: Xét sự tạo thành liên kết hóa học trong phân tử calcium chloride (CaCl₂):

Khi kim loại calcium kết hợp với phi kim chlorine, tạo thành các ion Ca²⁺ và Cl^-. Các ion này mang điện tích trái dấu sẽ hút nhau tạo thành liên kết ion.

III. Tinh thể ion

1. Cấu trúc của tinh thể ion

Các ion được sắp xếp theo một trật tự xác định trong không gian theo kiểu mạng lưới, trong đó ở các nút của mạng lưới là những ion dương và ion âm được sắp xếp luân phiên, liên kết chặt chẽ với nhau do sự cân bằng giữa lực hút (các ion trái dấu hút nhau) và lực đẩy (các ion cùng dấu đẩy nhau), tạo thành mạng tinh thể ion.

Ví dụ: Tinh thể muối ăn.

Sự sắp xếp của các ion trong tinh thể sodium chloride

2. Độ bền và tính chất của hợp chất ion

Trong tinh thể ion, giữa các ion có lực hút tĩnh điện rất mạnh nên các hợp chất ion thường là chất rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi ở điều kiện thường.

Các tinh thể ion khá rắn chắc, nhưng khá giòn. Đây là tính chất đặc trưng của tinh thể ion.

Ví dụ: Tinh thể muối ăn ở dạng rắn, cứng, nhưng khi tác dụng một lực mạnh thì vỡ vụn.

Các hợp chất ion có khả năng dẫn điện khi tan trong nước hay khi nóng chảy.