Giải bài tập SGK Hóa 10 Bài 16: Luyện tập Liên kết hóa học

a) Viết phương trình biểu diễn sự hình thành các ion sau đây từ các nguyên tử tương ứng:

Na →  Na⁺  ; Cl  →  Cl^-

Mg → Mg²⁺ ; S → S^2-

Al → Al³⁺ ; O  → O^2-

b) Viết cấu hình electron của các nguyên tử và các ion. Nhận xét về cấu hình electron lớp ngoài cùng của các ion được tạo thành.

Phương pháp giải

- Biểu diễn quá trình cho nhận các chất

- Viết cấu hình electron của tất cả các nguyên tử và ion

Hướng dẫn giải

a) Na →  Na⁺  +1e  ; Cl  +1e→  Cl^-

Mg → Mg²⁺  +2e ; S + 2e   → S^2-

Al → Al³⁺   +3e ; O  +2e   → O^2-

b) Cấu hình electron của các nguyên tử và các ion:

₁₁Na: 1s²2s²2p⁶3s¹

 Na⁺:  1s²2s²2p⁶ 

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ne.

₁₇Cl: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ 

Cl ^- : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶  

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ar.

₁₂Mg: 1s²2s²2p⁶3s²    

Mg²⁺:  1s²2s²2p⁶

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ne.

₁₆S: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴  

S^2- : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶  

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ar.

₁₃Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵¹ 

Al³⁺ :  1s²2s²2p⁶

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ne.

₈O: 1s²2s²2p⁴    

O^2-:  1s²2s²2p⁶

Cấu hình electron lớp ngoài cùng giống Ne.

Phương pháp giải

Dựa vào kiến thức về liên kết ion, liên kết cộng hóa trị không cực và liên kết cộng hóa trị có cực để phân biệt các chất

Hướng dẫn giải

Sự giống nhau của 3 loại liên kết là: Các nguyên tử kết hợp với nhau để tạo ra cho mỗi nguyên tử lớp electron ngoài cùng bền vững giống cấu trúc khí hiếm (2e hoặc 8e).

Sự khác nhau giữa 3 loại liên kết:

- Liên kết ion:

• Liên kết được hình thành do sự cho và nhận electron.
• Tạo thành từ kim loại và phi kim.

- Liên kết cộng hóa trị không có cực:

• Liên kết được hình thành do sự dùng chung e, cặp e không bị lệch.
• Hình thành giữa các nguyên tử của cùng một nguyên tố phi kim.

- Liên kết cộng hóa trị có cực:

• Liên kết được hình thành do sự dùng chung e, cặp e bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện mạnh hơn.
• Hình thành giữa phi kim mạnh và yếu khác.

⇒ Nhận xét: Liên kết cộng hóa trị có cực là dạng trung gian giữa liên kết cộng hóa trị không cực và liên kết ion

Phương pháp giải

Lấy độ âm điện của nguyên tử có độ âm điện lớn trừ đi độ âm điện của nguyên tử nhỏ nếu:

Hiệu độ âm điện < 0,4 → liên kết CHT không phân cực

Hiệu độ âm điện từ 0,4 đến < 1,7 → liên kết CHT có cực

Hiệu độ âm điện ≥ 1,7 → liên kết ion

Hướng dẫn giải

Na₂O: 2,51 ⇒ liên kết ion.

MgO: 2,13 ⇒ liên kết ion.

Al₂O₃: 1,83 ⇒ liên kết ion.

SiO₂: 1,54 ⇒ liên kết cộng hóa trị có cực.

P₂O₅: 1,25 ⇒ liên kết cộng hóa trị có cực.

SO₃: 0,86 ⇒ liên kết cộng hóa trị có cực.

Cl₂O₇: 0,28  ⇒ liên kết cộng hóa trị không cực.

Phương pháp giải

a) Xác định độ âm điện của các chất N₂, CH₄, H₂O, NH₃

- Dựa vào độ âm điện để nhận xét

b) Phân tử N₂, CH₄ có liên kết cộng hóa trị không phân cực.

- Phân tử H₂O có liên kết cộng hóa trị phân cực mạnh nhất trong dãy.

Hướng dẫn giải

                     F        O         Cl       N

Độ âm điện: 3,98     3,44     3,16    3,14

Nhận xét: độ âm điện giảm dần, tính phi kim giảm dần ( vì độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút em electron về phía nguyên tử đó)

b)

                              N₂     CH₄     H₂O    NH₃

Hiệu độ âm điện:    0      0,35   1,24    0,84

Phân tử N₂, CH₄ có liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Phân tử H₂O có liên kết cộng hóa trị phân cực mạnh nhất trong dãy.

Phương pháp giải

- Tổng số electron → số thứ tự của nguyên tố

- Số lớp electron → chu kì 

- Số e ngoài cùng → nhóm

Hướng dẫn giải

a)

- Tổng số electron là = 2+ 2+ 3 = 7 → số thứ tự của nguyên tố là 7.

- Có 2 lớp electron → nguyên tố ở chu kì 2.

- Nguyên tố p có 5 electron ở lớp ngoài cùng nên thuộc nhóm VA. Đó là nitơ. Công thức phân tử hợp chất với hiđro là NH₃

b) Công thức electron và công thức cấu tạo của phân tử NH₃

Phương pháp giải

- Dựa vào lý thuyết đã học về tinh thể để giải quyết bài toán

- So sánh nhiệt độ nóng chảy của chất dựa vào lực liên kết.

Hướng dẫn giải

a) Tinh thể ion: Nacl; MgO; CsBr; CsCl

Tinh thể nguyên tử: Kim cương

Tinh thể phân tử: Băng phiến, iot, nước đá, cacbon đioxit

b) So sánh nhiệt độ nóng chảy:

Lực hút tĩnh điện giữa các ion ngược dấu lớn nên tinh thể ion rất bền vững. Các hợp chất ion đều khá rắn,khó bay hơi,khó nóng chảy

- Lực liên kết cộng hóa trị trong tinh thể nguyên tử rất lớn, vì vậy tinh thể nguyên tử đều bền vững, khá cứng, khó nóng chảy, khó bay hơi.

- Trong tinh thể phân tử các phân tử hút nhau bằng lực tương tác yếu giữa các phân tử. Vì vậy tinh thể phân tử dễ nóng chảy, dễ bay hơi

c) Không có tinh thể nào có thể dẫn điện ở trạng thái rắn.

Tinh thể dẫn điện được nóng chảy và khi hòa tan trong nước là: tinh thể ion

Phương pháp giải

- Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IA có số electron ở lớp ngoài cùng là 1

- Các nguyên tố phi kim thuộc nhóm VIA, VIIA có 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng

Từ đó xác định điện hóa trị

Hướng dẫn giải

Điện hóa trị  của các nguyên tố nhóm VIA, VIIA trong các hợp chất với các nguyên tố nhóm IA là:

Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IA có số electron ở lớp ngoài cùng là 1, có thể nhường 1 electron này nên điện hóa trị là +1

Các nguyên tố phi kim thuộc nhóm VIA, VIIA có 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng, có thể nhận thêm 2 hay 1 electron vào lớp ngoài cùng nên có điện hóa trị 2- hoặc 1-

Phương pháp giải

- Để xác định nguyên tố cùng cộng hóa trị → nằm trong cùng 1 nhóm

Hướng dẫn giải

a) Những nguyên tố có cùng cộng hóa trị trong các oxit cao nhất

RO₂      R₂O₅       RO₃        R₂O₇

Si, C      P,N       S, Se      Cl, Br

b) Những nguyên tố có cùng cộng hóa trị trong hợp chất khí với hidro :

RH₄     RH₃          RH₂             RH

Si       N, P, As     S, Te        F, Cl

Xác định số oxi hóa của Mn, Cr, Cl, P, S, C, Br :

a) Trong phân tử KMnO₄, Na₂Cr₂O₇, KClO₃, H₃PO₄

b) Trong ion: \({NO_{3}}^{-}\), \({SO_{4}}^{2-}\), \({CO_{3}}^{2-}\), \({Br}^{-}\), \({NH_{4}}^{+}\)

Phương pháp giải

Ghi nhớ 4 quy tắc xác định số oxi hóa sgk hóa 10 - trang 73 để xác định được số oxi hóa của các nguyên tố chính xác

Hướng dẫn giải

a. Trong phân tử

KMnO₄: 1 + x + 4.(-2) = 0 → x = 7 →Mn có số oxi hóa +7 trong phân tử KMnO₄

Na₂Cr₂O₇: 2.1 + 2.x + 7.(-2) = 0 → x = 6 → Cr có số oxi hóa +6 trong phân tử Na₂Cr₂O₇

KClO₃: 1 + x + 3.(-2) = 0 → x = +5 → Cl có số oxi hóa +5 trong hợp chất KClO₃

H₃PO₄: 3.1 + x + 4.(-2) = 0 → x = 5 \( \to\) x = 5 → P có số oxi hóa +5 trong hợp chất H₃PO₄

b. Trong ion:

NO₃^-: x + 3.(-2) = -1 → x = 5 → N có số oxi hóa là +5 trong hợp chất NO₃^-

CO₃^2-: x + 3.(-2) = -2 → x = 4 → C có số oxi hóa là +4

Br^-: Br có số oxi hóa là -1

NH₄⁺: x + 4.1 = 1 → x = -3 → N có số oxi hóa là -3