Mở đầu (trang 33) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Trong điều kiện thường, nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm tồn tại độc lập vì có lớp electron ngoài cùng bền vững. Nguyên tử của các nguyên tố khác luôn có xu hướng tham gia liên kết để có được lớp electron ngoài cùng bền vững tương tự khí hiếm. Vậy liên kết giữa các nguyên tử được hình thành như thế nào?
Trả lời:
- Liên kết giữa các nguyên tử được hình thành nhờ vào sự góp chung electron, nhường electron hoặc nhận electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.
I. Đặc điểm cấu tạo vỏ nguyên tử khí hiếm
Câu hỏi 1 (trang 33) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.1, hãy cho biết số electron ở lớp ngoài cùng của vỏ nguyên tử khí hiếm.
Trả lời:
- Hình 5.1a) nguyên tử helium có 2 electron lớp ngoài cùng.
- Hình 5.1b) nguyên tử neon có 8 electron lớp ngoài cùng.
- Hình 5.1c) nguyên tử argon có 8 electron lớp ngoài cùng.
⇒ Lớp vỏ ngoài cùng của các nguyên tử khí hiếm có 8 electron (riêng He có 2 electron).
Tìm hiểu thêm (trang 34) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Helium được phát hiện vào năm 1868, khi các nhà khoa học nhận thấy một nguyên tố chưa được biết đến trong quang phổ ánh sáng từ Mặt Trời. Helium được đặt theo tên của thần Mặt Trời – Helios (theo tiếng Hy Lạp). Tuy nhiên, phải thới năm 1895, các nhà khoa học mới thu được helium trong quá trình xử lí quặng uranium.
Mặc dù trong vũ trụ, helium là khí phổ biến thứ hai sau khí hydrogen, nhưng trên Trái Đất khí helium tương đối hiếm. Hãy tìm hiểu một số ứng dụng của helium trong thực tiễn
Trả lời:
- Ứng dụng của helium trong hàn luyện kim: bảo vệ các mối hàn tốt, tránh tình trạng oxy hóa, han gỉ
- Kiểm tra rò rỉ trên hệ thống điều hòa xe hơi, tàu thuyền
- Bơm bóng bay
- Làm sạch bồn chứa
- Hỗ trợ điều trị hen suyễn, vận hành của máy chụp cộng hưởng tử MRI
- Làm chất bán dẫn: làm mát do độ dẫn nhiệt và nhiệt riêng rất cao
- Trong lò phản ứng hạt nhân làm môi trường truyền nhiệt
- Làm thay đổi giọng nói
II. Liên kết ion
1. Sự tạo thành liên kết trong phân tử sodium chloride
Câu hỏi 2 (trang 34) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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?
Trả lời:
- Xét ion Na+:
+ Có 10 electron ở lớp vỏ
+ 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
+ Có 3 lớp electron
=> Lớp vỏ ion Cl- tương tự vỏ nguyên tử của nguyên tố khí hiếm Aron.
Câu hỏi 3 (trang 34) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.2, hãy so sánh về số electron, số lớp electron giữa nguyên tử Na và ion Na+
Trả lời:
- Nguyên tử Na có 11 electron và 3 lớp electron
- 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 (trang 35) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử K và F lần lượt là 1 và 7. Hãy cho biết khi K kết 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.
Trả lời:
Khi K kết hợp với F để tạo thành phân tử potassium fluoride sẽ diễn ra cho và nhận electron giữa hai nguyên tử như sau:
+ Nguyên tử K cho đi 1 electron ở lớp ngoài cùng trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là K+.
+ Nguyên tử F nhận 1 electron từ nguyên tử K trở thành ion mang một điện tích âm, kí hiệu là F-.
Các ion K+ và F- hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử potassium fluoride.
2. Sự tạo thành liên kết trong phân tử magnesium oxide
Câu hỏi 4 (trang 35) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.5 và 5.6 và cho biết các ion Mg2+ và O2- có lớp vỏ tương đương khí hiếm nào?
Trả lời:
ion Mg2+ và O2- có lớp vỏ tương đương khí hiếm Ne.
Câu hỏi 5 (trang 35) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.5, hãy so sánh về số electron, số lớp electron giữa nguyên tử Mg và ion Mg2+
Trả lời:
- Nguyên tử Mg có 12 electron và 3 lớp electron
- Ion Mg2+ có 10 electron và 2 lớp electron
=> Nguyên tử Na đã mất đi 2 electron để tạo thành ion Mg2+
Luyện tập 2 (trang 35) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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 khi nguyên tử Ca kết hợp với nguyên tử O tạo ra phân tử calcium oxide.
Trả lời:
Khi Ca kết hợp với O tạo thành phân tử calcium oxide sẽ diễn ra sự cho và nhận electron giữa hai nguyên tử như sau:
+ Nguyên tử Ca cho đi 2 electron lớp ngoài cùng trở thành ion mang hai điện tích dương, kí hiệu là Ca2+.
+ Nguyên tử O nhận 2 electron từ nguyên tử Ca tạo thành ion mang điện tích âm kí hiệu là O2-.
Các ion Ca2+ và O2- hút nhau tạo thành liên kết trong phân tử calcium oxide.
Luyện tập 3 (trang 36) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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?
Trả lời:
- 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 sau:
+ Là chất rắn ở điều kiện thường
+ Thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao
+ Khi tan trong nước tạo ra dung dịch dẫn được điện
=> Ở điều kiện thường, potassium chloride là chất rắn
III. Liên kết cộng hóa trị
1. Sự tạo thành liên kết trong phân tử hydrogen
Câu hỏi 6 (trang 36) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.9, hãy cho biết nguyên tử H trong phân tử hydrogen có lớp vỏ tương tự khí hiếm nào?
Trả lời:
Trong phân tử hydrogen, nguyên tử H có:
+ 2 quả cầu màu xanh ở đường tròn => Có 2 electron ở lớp vỏ
+ 1 đường tròn xung quanh hạt nhân => Có 1 lớp electron
=> Trong phân tử hydrogen, nguyên tử H có lớp vỏ tương tự khí hiếm He
Luyện tập 4 (trang 36) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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.
Trả lời:
a)
Nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.
b) Khi hai nguyên tử Cl liên kết với nhau, mỗi nguyên tử góp 1 electron để tạo ra đôi electron dùng chung.
Hạt nhân của hai nguyên tử Cl cùng hút đôi electron dùng chung và liên kết với nhau tạo thành phân tử chlorine.
2. Sự tạo thành liên kết trong phân tử nước
Câu hỏi 7 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.10, trong phân tử nước, mỗi nguyên tử H và O có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng
Trả lời:
- Quan sát hình 5.10 ta thấy, trong phân tử nước:
+ Nguyên tử H có 2 hạt màu xanh => Có 2 electron ở lớp ngoài cùng
+ Nguyên tử O có 8 hạt màu xanh => Có 8 electron ở lớp ngoài cùng
Luyện tập 5 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Mỗi nguyên tử H kết hợp với một 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.
Trả lời:
Nguyên tử Cl có 7 electron lớp ngoài cùng và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.
Nguyên tử H chỉ có 1 electron và cần thêm 1 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.
Khi nguyên tử H kết hợp với nguyên tử Cl, nguyên tử Cl góp 1 electron, nguyên tử H góp 1 electron. Như vậy giữa nguyên tử H và nguyên tử Cl có 1 đôi electron dùng chung. Hạt nhân nguyên tử H và Cl cùng hút đôi electron dùng chung, liên kết với nhau tạo ra phân tử hydrogen chloride.
Chú ý: Trong mô hình cấu tạo vỏ nguyên tử ở các phần liên kết cộng hóa trị, chỉ cần biểu diễn lớp electron ngoài cùng.
Luyện tập 6 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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.
Trả lời:
- Sơ đồ tạo thành phân tử hydrogen chloride từ nguyên tử H và N:
Câu hỏi 8 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: Quan sát hình 5.10, cho biết trong phân tử nước, mỗi nguyên tử H và O có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng
Trả lời:
- Trong phân tử nước:
+ Nguyên tử H có 2 quả cầu màu xanh => Có 2 electron ở lớp ngoài cùng
+ Nguyên tử O có 8 quả cầu màu xanh => Có 8 electron ở lớp ngoài cùng
Luyện tập 7 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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.
Trả lời:
Nguyên tử N có 7 electron, trong đó có 5 electron lớp ngoài cùng, cần thêm 3 electron để có lớp vỏ bền vững tương tự khí hiếm.
Khi hai nguyên tử N liên kết với nhau, mỗi nguyên tử góp chung 3 electron để tạo ra 3 cặp electron dùng chung. Hạt nhân của hai nguyên tử N cùng hút các đôi electron dùng chung và liên kết với nhau tạo thành phân tử nitrogen.
Vận dụng (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: 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
Trả lời:
a)
- Nước không dẫn điện vì đâylà 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): đây 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 => Nhiệt độ nóng chảy thấp => Khi đun nóng 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) => Nhiệt độ nóng chảy cao => Khi đun nóng trên chảo muối ăn vẫn ở thể rắn.
Câu hỏi 9 (trang 37) Khoa học tự nhiên 7 Cánh Diều Bài 5: So sánh một số tính chất chung của chất cộng hóa trị với chất ion
Trả lời:
