Cấu tạo tinh thể Nacl và Giải thích được vì sao các hợp chất ion thường ở trạng thái rắn trong điều kiện thường?

Câu trả lời chính xác nhất: Cấu tạo tinh thể NaCl:

Clorua natri tạo thành các tinh thể có cấu trúc cân đối lập phương. Trong các tinh thể này, các ion clorua lớn hơn được sắp xếp trong khối khép kín lập phương, trong khi các ion natri nhỏ hơn điền vào các lỗ hổng bát diện giữa chúng. Mỗi ion được bao quanh bởi 6 ion khác loại. Cấu trúc cơ bản như thế này cũng được tìm thấy trong nhiều khoáng chất khác và được biết đến như là cấu trúc halua.

Giải thích vì sao các hợp chất ion thường ở trạng thái rắn trong điều kiện thường:

Các hợp chất ion thường ở trạng thái rắn trong điều kiện thường là bởi vì lực hút tĩnh điện giữa các ion không định hướng : một ion dương có tác dụng hút đối với nhiều ion âm và ngược lại. Vì vậy, các hợp chất ion thường tồn tại ở dạng tinh thể. Các phân tử ion riêng rẽ chỉ tồn tại ở nhiệt độ cao (1440 ° C đối với NaCl).

Câu hỏi Cấu tạo tinh thể NaCl và Giải thích được vì sao các hợp chất ion thường ở trạng thái rắn trong điều kiện thường nằm trong bài học về Liên kết ion.  Toploigiai mời các bạn cùng đọc bài viết sau để củng cố kiến thức về Liên kết ion và giải đáp chính xác câu hỏi nhé.

1. Khái niệm về liên kết hóa học

Trừ trường hợp các khí hiếm, ở điều kiện bình thường các nguyên tử của các nguyên tố không tồn tại ở trạng thái tự do, riêng rẽ mà liên kết với các nguyên tử khác nhau tạo thành phân tử hay tinh thể.

=> Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử để tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn.

>>> Tham khảo: Điện phân dung dịch NaCl bão hòa có màng ngăn giữa hai điện cực sản phẩm thu được là?

2. Quy tắc bát tử (8 electron)

Theo quy tắc bát tử thì các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt cấu hình vững bền của các khí hiếm với 8 electron (hoặc 2 electron với heli) ở lớp ngoài cùng.

3. Liên kết ion là gì? Cấu tạo tinh thể NaCl

Liên kết ion (hay liên kết điện tích) là một liên kết hóa học có bản chất là lực hút tĩnh điện giữa 2 ion mang điện tích trái dấu. Liên kết này thường là liên kết giữa các nguyên tử nguyên tố phi kim với các nguyên tử nguyên tố kim loại.

Cấu tạo tinh thể NaCl

Ví dụ về liên kết ion: Sự kết hợp giữa natri (Na⁺) và clorua (Cl^–) tạo thành natri clorua (NaCl):

Na⁺ + Cl^– → NaCl

Clorua natri tạo thành các tinh thể có cấu trúc cân đối lập phương. Trong các tinh thể này, các ion clorua lớn hơn được sắp xếp trong khối khép kín lập phương, trong khi các ion natri nhỏ hơn điền vào các lỗ hổng bát diện giữa chúng. Mỗi ion được bao quanh bởi 6 ion khác loại. Cấu trúc cơ bản như thế này cũng được tìm thấy trong nhiều khoáng chất khác và được biết đến như là cấu trúc halua

4. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION, ANION, CATION

a. Sự tạo thành ion.

Để hình thành liên kết ion cần phải có các điều kiện sau:

Liên kết được hình thành giữa các nguyên tố có tính chất khác hẳn nhau (kim loại điển hình và phi kim điển hình).

Quy ước hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết ≥ 1,7 là liên kết ion (trừ một số trường hợp).

Dấu hiệu nhận biết liên kết ion:

Phân tử hợp chất được hình thành từ kim loại điển hình (kim loại nhóm IA, IIA) và phi kim điển hình (phi kim nhóm VIIA và Oxi).

Ví dụ: Các phân tử NaCl, MgCl₂, BaF₂,… đều chứa liên kết ion, là liên kết được hình thành giữa các cation kim loại và anion phi kim.

Phân tử hợp chất muối chứa cation hoặc anion đa nguyên tử.

Ví dụ: Các phân tử NH₄Cl, MgSO₄, AgNO₃,… đều chứa liên kết ion, là liên kết được hình thành giữa cation kim loại hoặc amoni và anion gốc axit.

b. Sự tạo thành cation

- Ion mang điện tích dương gọi là ion dương hay cation.

- Nếu các nguyên tử nhường bớt electron khi tham gia phản ứng hóa học nó sẽ trở thành các phần tử mang điện tích dương hay còn gọi là cation.

Ví dụ: Sự hình thành Cation của nguyên tử Li(Z=3)

Cấu hình e: 1s²2s¹

1s²2s¹ → 1s² + 1e

(Li)            (Li+)

Hay: Li → Li⁺ + 1e

Li⁺ gọi là cation liti

c. Sự tạo thành anion

- Ion mang điện tích âm gọi là ion âm hay anion.

- Nếu các nguyên tử nhận thêm electron khi tham gia phản ứng hóa học nó sẽ trở thành các phần tử mang điện tích âm hay còn gọi là anion.

Ví dụ: Sự hình thành anion của nguyên tử F(Z=9)

Cấu hình e: 1s²2s²2p⁵

1s²2s²2p⁵ + 1e → 1s²2s²2p⁶

    (F)                            (F-)

Hay: F + 1e → F^-

F-gọi là anion florua

d. Ion đơn nguyên tử và ion âm đa nguyên tử

- Ion đơn nguyên tử là ion tạo nên từ 1 nguyên tử .

Thí dụ: cation Li⁺, Na⁺, Mg²⁺và anion F^-, Cl^-…….

- Ion đa nguyên tử là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm .

Thí dụ: cation amoni NH⁴⁺, anion hidroxit OH^-, anion sunfat SO₄^2-, …….

>>> Tham khảo: Nacl là chất điện li mạnh hay yếu?

5. Tính chất của liên kết ion là gì?

Liên kết ion có các tính chất chung như sau:

Các ion được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể.

Chất rắn ion là tinh thể tồn tại ở nhiệt độ phòng.

Đây là liên kết có lực hút tĩnh điện mạnh. Điều này có nghĩa là các hợp chất ion thường cứng và có điểm nóng chảy và điểm sôi cao.

Ví dụ: Nhiệt độ nóng chảy của NaCl là 800^oC, của MgO là 2800oC.

Các hợp chất ion dễ vỡ và liên kết bị phá vỡ dọc theo các mặt phẳng khi hợp chất bị đặt dưới áp lực.

Tinh thể rắn không dẫn điện, nhưng dung dịch ion thì dẫn điện được.

6. Vì sao các hợp chất ion thường tồn tại ở trạng thái rắn và cứng trong điều kiện thường, nhưng lại giòn, dễ vỡ?

Do các hợp chất ion có cấu trúc tinh thể và lực hút tĩnh điện mạnh nên chúng thường tồn tại ở trạng thái rắn và cứng trong điều kiện thường. Tuy nhiên, chúng lại rất giòn do khi bị tác dụng bởi một lực, cứ một lớp ion bị khẽ dịch chuyển kéo theo toàn bộ sự sắp xếp sẽ bị xáo trộn do các ion trái dấu tự đẩy nhau, khiến mạng tinh thể bị vỡ.

7.Giải thích một số tính chất đặc trưng của hợp chất ion và một số ứng dụng phổ biến của chúng trong đời sống.

- 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.

Ví dụ: Nhiệt độ nóng chảy của MgO là 2800°C.

- Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước. Khi tan trong nước, các ion bị tách khỏi mạng lưới tinh thể, chuyển động khá tự do và là tác nhân dẫn điện. Ở trạng thái nóng chảy, hợp chất ion dẫn điện.

- Do lực hút tĩnh điện rất mạnh giữa các ion nên các tinh thể ion khá rắn chắc, nhưng khá giòn.

⇒ Đây là tính chất đặc trưng của tinh thể ion.

Một số ứng dụng phổ biến của hợp chất ion trong đời sống:

- Potassium hydroxide là hợp chất ion được dùng làm chất dẫn điện trong pin alkaline (pin kiềm).

- Máy lọc không khí tạo ion âm.

--------------------------------

Như vậy, Toploigiai đã trả lời câu hỏi Cấu tạo tinh thể Nacl và Giải thích được vì sao các hợp chất ion thường ở trạng thái rắn trong điều kiện thường, và đưa ra kiến thức về liên kết ion. Hi vọng các bạn có những kiến thức bổ ích khi đọc bài viết này, chúc các bạn học tập tốt.