Bài 11: Liên kết ion

1. Kiến thức trọng tâm

Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Liên kết này thường xuất hiện giữa nguyên tử kim loại điển hình (dễ nhường electron) và nguyên tử phi kim điển hình (dễ nhận electron).

Ví dụ điển hình là sự hình thành phân tử natri clorua $NaCl$. Nguyên tử $Na$ ($Z = 11$) nhường $1$ electron lớp ngoài cùng để tạo thành ion $Na^+$ có cấu hình bền vững của khí hiếm $Ne$. Nguyên tử $Cl$ ($Z = 17$) nhận $1$ electron để tạo thành ion $Cl^-$ có cấu hình bền vững của khí hiếm $Ar$. Lực hút tĩnh điện giữa $Na^+$ và $Cl^-$ tạo nên liên kết ion trong phân tử $NaCl$. Phương trình biểu diễn: $Na \rightarrow Na^+ + e^-$; $Cl + e^- \rightarrow Cl^-$; $Na^+ + Cl^- \rightarrow NaCl$.

Hợp chất ion có những tính chất đặc trưng. Ở điều kiện thường, chúng thường tồn tại ở thể rắn, có cấu trúc tinh thể ion, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao. Khi tan trong nước hoặc ở trạng thái nóng chảy, hợp chất ion phân li thành các ion tự do nên dung dịch và chất nóng chảy dẫn điện. Tuy nhiên, ở trạng thái rắn, các ion bị giữ chặt trong mạng tinh thể nên hợp chất ion rắn không dẫn điện.

2. Ví dụ minh họa

Giải thích sự hình thành liên kết ion trong phân tử magie oxit $MgO$.

Lời giải: Nguyên tử $Mg$ ($Z = 12$) có $2$ electron lớp ngoài cùng, nhường $2$ electron để tạo thành ion $Mg^{2+}$ có cấu hình bền vững của $Ne$. Nguyên tử $O$ ($Z = 8$) có $6$ electron lớp ngoài cùng, nhận $2$ electron để tạo thành ion $O^{2-}$ có cấu hình bền vững của $Ne$. Lực hút tĩnh điện giữa $Mg^{2+}$ và $O^{2-}$ tạo thành liên kết ion trong $MgO$. Phương trình: $Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-$; $O + 2e^- \rightarrow O^{2-}$; $Mg^{2+} + O^{2-} \rightarrow MgO$.

3. Ghi nhớ

• Liên kết ion là lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu, thường giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình.
• Kim loại nhường electron tạo cation; phi kim nhận electron tạo anion; cả hai đều đạt cấu hình octet.
• Hợp chất ion: rắn, nhiệt độ nóng chảy cao, dẫn điện khi tan trong nước hoặc nóng chảy.