Trong hóa học khi các nguyên tử kết hợp với nhau sẽ tạo thành một hay nhiều hợp chất khác nhau và thường được gọi là liên kết hóa học. Liên kết này có thể là liên kết ion hoặc cộng hóa trị. Trong một liên kết ion, một nguyên tử nhường một electron cho nguyên tử kia để ổn định nó. Trong liên kết cộng hóa trị, các nguyên tử được chia sẻ bởi các electron.

Liên kết ion trong hóa học là gì?

Khi các electron được chuyển từ nguyên tử này sang nguyên tử khác, nó được gọi là liên kết ion. Điều kiện cần để tạo nên liên kết trên là 2 phân tử khi phản ứng phải trái dấu nhau. Quy tắc này hoạt động như cách nam châm thu hút lẫn nhau. Nếu hai nguyên tử có giá trị độ âm điện khác nhau, chúng sẽ tạo cấu trúc ion.

Sự kết hợp giữa natri (Na) và clorua (Cl) tạo thành NaCl hay còn được gọi là muối ăn là một ví dụ về cấu trúc ion. Axit sunfuric cũng là một cấu trúc ion, kết hợp hydro và oxit lưu huỳnh, và nó có công thức hóa học là H2SO4.

Tính chất chung của liên kết ion

  • Các ion được sắp xếp theo cấu trúc mạng tinh thể.
  • Chất rắn ion là tinh thể tồn tại ở nhiệt độ phòng.
  • Liên kết ion là một lực hút tĩnh điện mạnh. Điều này có nghĩa là các hợp chất ion thường cứng và có điểm nóng chảy và sôi cao.
  • 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.

Cấu trúc mạng tinh thể của cấu trúc ion

Liên kết ion thực sự là sự kết hợp của rất nhiều ion liên kết với nhau thành một phân tử khổng lồ. Sự sắp xếp các ion trong một cấu trúc hình học thông thường được gọi là mạng tinh thể. Thực tế NaCl không chứa một Na và một Cl ion, nhiều ion của 2 phi kim này tạo thành mạng tinh thể với tỷ lệ là 1: 1.

Liên kết ion là gì
Thù hình 3D của liên kết ion giữa Na và Cl

Liên kết ion có dẫn điện không?

Cấu trúc ion hoặc hợp chất hình thành khi hai hoặc nhiều ion có tương tác tĩnh điện mạnh giữa chúng. Điều này có nghĩa là các cấu trúc ion hoặc hợp chất dẫn đến điểm nóng chảy cao hơn nhiều và cũng có độ dẫn điện cao hơn nhiều khi bạn so sánh chúng với liên kết cộng hóa trị.

Để tạo thành ion, một kim loại sẽ mất các electron và một phi kim sẽ thu được các electron tạo thành cấu trúc mạng tinh thể 3 chiều. Các mạng có các ion tích điện trái dấu bị hút vào nhau làm cho chúng có cấu trúc ion rất mạnh.

Và các liên kết trên chỉ dẫn điện được với điều kiện là tồn trong trạng thái dung dịch. Còn khi ở trạng thái rắn rất khó sảy ra.

Ví dụ phản ứng liên kết ion

Bạn có thể sử dụng 1 nguyên tố kim loại và một nguyên tố phi kim tác dụng với nhau sẽ tạo thành một cấu trúc ion. Vì kim loại có điện cực dương còn phi kim có điện cực âm.

  • 2Na+ + Cl2 → 2NaCl

Sự khác biệt về độ âm điện giữa Na (0,93) và Cl (3,16) là 2,1. Natri chỉ có một electron hóa trị, trong khi clo có bảy. Do độ âm điện của clo cao hơn độ âm điện của natri, clo sẽ hút electron hóa trị của nguyên tử natri rất mạnh. Điện tử này từ natri được chuyển sang clo. Natri mất một điện tử và tạo thành liên kết mới.

Một ví dụ khác về cấu trúc ion sảy ra giữa magiê (Mg) và oxy (O2) tạo thành oxit magiê (MgO ).

Magiê có hóa trị 2 và độ âm điện là 1,31, trong khi oxy có hóa trị 6 và độ âm điện của 3,44. Vì oxy có độ âm điện cao hơn, nó thu hút hai electron hóa trị từ nguyên tử magiê và các electron này được chuyển từ nguyên tử magiê sang nguyên tử oxy. Magiê mất hai electron để tạo thành Mg2 +và oxy thu được hai electron để tạo thành O2. Lực hấp dẫn giữa các ion tích điện trái dấu là điều kiện tạo thành liên kết trên.

  • 2Mg + O2→ 2MgO

Lưu ý phản ứng chỉ xảy ra khi các nguyên tố phi kim có hóa trị cao hơn nguyên tố kim loại. Điều kiện ngược lại không sảy ra phản ứng.