Lớp 10

Liên kết ion, cộng hoá trị, kim loại

So sánh lực hút ion, cặp electron dùng chung và electron tự do trong kim loại; mô hình liên kết giải thích khác biệt về dẫn điện, nóng chảy và độ giòn.

1 THCS 2 THPT 3 Đại học 4 Nâng cao 5 Nghiên cứu

Trực giácTrực giác: hạt và sự biến đổi

Tinh thể muối dễ vỡ, đồng dẫn điện, sáp nóng chảy ở nhiệt độ thấp. Cấu trúc khác nhau vì nguyên tử và ion được giữ với nhau theo những cách khác nhau.

Chọn kiểu liên kết: chuyển electron (ion), cặp dùng chung (cộng hoá trị) hay “biển” electron tự do (kim loại).

Ô cơ bản của mạng muối ăn NaCl: mỗi ion natri được bao quanh bởi sáu ion clorua và ngược lại.

Phổ thôngPhổ thông: mô hình và quy tắc

Định nghĩa: Ý chính

Chất rắn ion được giữ bởi lực hút tĩnh điện giữa ion trái dấu; liên kết cộng hoá trị dùng chung mật độ electron; kim loại có electron hoá trị delocal hoá liên kết các lõi nguyên tử dương.

Natri clorua là mạng ion, không phải tập hợp phân tử NaCl riêng rẽ. Chuyển electron là mô hình hạch toán hữu ích; độ bền tinh thể đến từ lực hút toàn mạng.

Ba mô hình liên kết
Kiểu liên kết	Giữ các hạt thế nào	Tính chất điển hình
Ion	hút giữa các ion trái dấu	giòn; dẫn điện khi nóng chảy hay tan
Cộng hoá trị	dùng chung cặp electron	rắn phân tử mềm; mạng nguyên tử rất cứng
Kim loại	electron delocal liên kết mạng cation	dẫn điện ở thể rắn; dẻo

\ce{Na -> Na+ + e-},\qquad \ce{Cl + e- -> Cl-}

\ce{Na+ + Cl- -> NaCl(s)}

Ví dụ: Ví dụ có lời giải

Vì sao natri clorua rắn không dẫn điện nhưng nóng chảy lại dẫn điện?

Lời giải

Trong mạng rắn, ion cố định nên không thể tải điện tích qua vật liệu. Khi nóng chảy, ion chuyển động được và tải điện tích.

Ví dụ: Ví dụ thứ hai

Chất nào dẫn điện ở thể rắn: đồng, tinh thể NaCl hay đường khô?

Lời giải

Chỉ có đồng: liên kết kim loại có electron linh động tải điện tích. NaCl chỉ dẫn khi nóng chảy hoặc tan; đường không dẫn.

Liên kết cộng hoá trị tạo phân tử như H₂O hoặc mạng khổng lồ như kim cương. Kim loại dẫn điện nhờ electron linh động; chất ion dẫn khi ion chuyển động được trong nóng chảy hay dung dịch.

Dùng mô hình nào tuỳ nguyên tử tham gia và độ âm điện: NaCl là ion, H₂O là cộng hoá trị, Cu là kim loại. Liên kết thực là phổ liên tục giữa các trường hợp lí tưởng.

Đại họcNhìn sâu hơn

Ở mức sâu hơn, hãy phân loại hiện tượng theo hạt liên quan và theo các đại lượng bất biến. Mô hình mô tả điện tích, mật độ electron hoặc cách đếm hạt; chọn mô hình đơn giản nhất giải thích được dữ kiện đo được.

Ví dụ: Ví dụ tính toán / vận dụng

Sắp xếp tính ion tăng dần: Cl–Cl, C–H và Na–Cl.

Lời giải

Cl–Cl (Δχ = 0, cộng hoá trị không phân cực) < C–H (Δχ ≈ 0,35, cộng hoá trị phân cực yếu) < Na–Cl (Δχ ≈ 2,2, chủ yếu là ion).