Hoạt động mở đầu (trang 55) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Hơn 50% dược phẩm sử dụng trong y tế được sản xuất dưới dạng muối với mục đích thúc đẩy sự hấp thu các dược chất vào máu, tăng cường hiệu quả điều trị. Trong đó, thường gặp nhất là các muối hydrochloride, sodium hoặc sulfate.
Muối thường là các hợp chất chứa liên kết ion. Liên kết ion là gì?
Trả lời:
- Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu
- Liên kết ion thường được hình thành khi kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình
1. Ion và sự hình thành liên kết ion
a. Tìm hiểu về sự hình thành ion
Câu hỏi 1 (trang 55) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Quan sát hình 9.1 nhận xét số electron trên lớp bỏ với số proton trong hạt nhân của mỗi ion tạo thành
Trả lời:
- Số electron trên lớp vỏ và số proton trong hạt nhân của mỗi ion tạo thành không bằng nhau
Câu hỏi 2 (trang 55) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Trình bày cách tính điện tích của các ion thu được khi nguyên tử nhường hoặc nhận thêm electron trong Hình 9.1
Cách tích điện tích của ion thu được khi nguyên tử nhường hoặc nhận thêm electron:
Điện tích ion = số đơn vị điện tích hạt nhân – số electron của ion
- Ví dụ:
+ Ion sodium: điện tích = 11 – 10 = 1 ⇒ Điện tích là +1
+ Ion oxide: điện tích = 8 – 10 = -2 ⇒ Điện tích là -2
Câu hỏi 3 (trang 55) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Ion Na+ và ion O2- thu được có bền vững về mặt hóa học không? Chúng có cấu hình electron giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố nào?
Trả lời:
- Ion Na+ có 10 electron ở lớp vỏ và có 2 lớp electron => Giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố Ne => Bền vững về mặt hóa học
- Ion O2- có 10 electron ở lớp vỏ và có 2 lớp electron => Giống cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố Ne => Bền vững về mặt hóa học
b. Tìm hiểu phản ứng của sodium với chlorine
Câu hỏi 4 (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Trong các nguyên tố kim loại và phi kim, nguyên tử của những nguyên tố nào có xu hướng tạo thành cation hoặc anion? Giải thích
- Các nguyên tố kim loại dễ nhường electron ⇒ Tạo thành cation.
- Các nguyên tố phi kim dễ nhận electron ⇒ Tạo thành anion.
Câu hỏi 5 (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Quan sát hình 9.2, hãy trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl khi sodium tác dụng với chlorine
Trả lời:
- Quan sát hình 9.2, hãy trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử NaCl khi sodium tác dụng với chlorine
Câu hỏi 6 (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Các ion Na+ và Cl- có cấu hình electron nguyên tử của các khí hiếm tương ứng nào?
Trả lời:
- Ion Na+ có 10 electron ở lớp vỏ và có 2 lớp electron => Giống cấu hình electron của khí hiếm Ne
- Ion Cl- có 18 electron ở lớp vỏ và có 3 lớp electron => Giống cấu hình electron của khí hiếm Ar
Luyện tập (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử MgO khi magnesium tác dụng với oxygen.
Lời giải:
- Nguyên tử Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2 ⇒ Có 2 electron ở lớp ngoài cùng.
⇒ Có xu hướng nhường 2 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm tạo thành ion Mg2+
- Nguyên tử O (Z = 8): 1s22s22p4 ⇒ Có 6 electron ở lớp ngoài cùng.
⇒ Có xu hướng nhận 2 electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm tạo thành ion O2-
⇒ Nguyên tử O sẽ nhận 2 electron của nguyên tử Mg tạo thành ion O2-.
- Hai ion là Mg2+ và O2- liên kết với nhau tạo thành phân tử MgO
2. Tinh thể Ion
a. Tìm hiểu về tinh thể NaCl và khái niệm ô mạng tinh thể
Câu hỏi 7 (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Quan sát Hình 9.3, cho biết:
a) Tinh thể NaCl có cấu trúc của hình khối nào.
b) Các ion Na+ và Cl- phân bố trong tinh thể như thế nào
c) Xung quanh mỗi loại ion có bao nhiêu ion ngược dấu gần nhất
Trả lời:
a) Tinh thể NaCl có cấu trúc là hình lập phương
b) Các ion Na+ và Cl- được xếp xen kẽ nhau
c) Xung quanh mỗi loại ion có 6 ion ngược dấu gần nhất.
Ví dụ: xung quanh ion Na+ có 6 ion Cl-
Câu hỏi 8 (trang 56) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Em hiểu thế nào về tinh thể ion?
- Tinh thể ion là hợp chất ion ở dạng rắn. Chúng gồm các ion liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện tạo thành một mạng tinh thể.
b. Thực hành lắp ráp mô hình tinh thể NaCl
Câu hỏi 9 (trang 57) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Quan sát các bước trong hình 9.4 cho biết cần bao nhiêu thanh nối và khối cầu mỗi loại lắp ráp thành mô hình một ô mạng tinh thể NaCl
Trả lời:
- Cần 48 thanh nối và 27 khối cầu mỗi loại
Vận dụng (trang 57) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Ion Na+ đóng vai trò rất quan trọng trong việc điều hòa huyết áp của cơ thể. Tuy nhiên, nếu cơ thể hấp thụ một lượng lớn ion này sẽ dẫn đến các vấn đề về tim mạch và thận. Các nhà khoa học khuyến cáo lượng ion Na+ nạp vào cơ thể nên thấp hơn 2 300 mg, nhưng không ít hơn 500 mg mỗi ngày đối với một người lớn để đảm bảo sức khỏe.
Giả sử, nếu một người sử dụng 5,0 g muối ăn mỗi ngày thì lượng ion Na+ mà người ấy nạp vào cơ thể có vượt mức giới hạn cho phép không?
Lời giải:
Phân tử khối của NaCl = 23 + 35,5 = 58,5 (g/mol)
58,5 gam muối ăn có 23 gam ion Na+
5 gam muối ăn có a gam ion Na+
=> a = 5 x 23 : 58,5 = 1,965 gam = 1965 mg
Ta có: 500 < 1965 < 2 300
=> Nếu một người sử dụng 5,0 gam muối ăn mỗi ngày thì lượng ion Na+ mà người ấy nạp vào cơ thể không vượt mức giới hạn cho phép
Bài tập
Bài tập 1 (trang 58) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Ion Mg2+ có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm nào?
A. Helium
B. Neon
C. Argon
D. Krypton
Đáp án đúng là: B
Cấu hình electron của nguyên tử Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2
Nguyên tử Mg nhường 2 electron tạo thành ion Mg2+ có cấu hình electron là:
1s22s22p6 giống với cấu hình electron của khí hiếm neon.
Bài tập 2 (trang 58) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Cho các ion sau: Ca 2+, F - , Al 3+ và N 3-. Số ion có cáu hình electron của khí hiếm neon là
A. 4
B. 2
C. 1
D. 3
Đáp án D. 3
Bài tập 3 (trang 58) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Potassium và magnesium là các nguyên tố thiết yếu đối với cơ thể sinh vật sống.
a) Viết cấu hình electron của các ion được tạo thành từ nguyên tử của các nguyên tố này. Chúng có cấu hình electron của những nguyên tử khí hiếm nào?
b) Có hợp chất ion nào chỉ tạo bởi các ion trên với nhau không? Vì sao?
Lời giải:
a)
- Nguyên tố potassium (Z = 19): 1s22s22p63s23p64s1 => Có xu hướng nhường 1 electron
=> Cấu hình: 1s22s22p63s23p6 (K+)
=> Ion K+ có 18 electron ở lớp vỏ và có 3 lớp electron
=> Giống cấu hình electron của khí hiếm Ar
- Nguyên tố magnesium (Z = 12): 1s22s22p63s2 => Có xu hướng nhường 2 electron
=> Cấu hình: 1s22s22p6 (Mg2+)
=> Ion Mg2+ có 10 electron ở lớp vỏ và có 2 lớp electron
=> Giống cấu hình electron của khí hiếm Ne
b) Hợp chất ion được tạo bởi 2 ion trái dấu nhau mà ion K+ và Mg2+ cùng mang dấu dương
=> Không có hợp chất ion nào chỉ tạo bởi 2 ion K+ và Mg2+
Bài tập 4 (trang 58) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Hoàn thành những thông tin còn thiếu trong bảng sau:
Lời giải:
Bài tập 5 (trang 58) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 9: Sodium oxide (Na2O ) có trong thành phần thủy tinh và các sản phẩm gốm sứ. Trình bày sự hình thành liên kết ion trong phân tử sodium oxide
Lời giải:
- Liên kết ion trong phân tử Na2O được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa 2 ion Na+ và ion O2-