Câu hỏi tự luận hóa học 7 kết nối tri thức Bài 6: Giới thiệu về liên kết hóa học

CHƯƠNG II: PHÂN TỬ. LIÊN KẾT HÓA HỌC

BÀI 6 - GIỚI THIỆU VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC

I. NHẬN BIẾT (5 câu)

Câu 1: Trình bày cấu trúc electron bền vững của khí hiếm.

Trả lời:

• Ở điều kiện thường, các khí hiếm tồn tại dưới dạng đơn nguyên tử bền vững, khó bị biến đổi hóa học. Lớp electron ngoài cùng của chúng chứa 8 electron (trừ He chứa 2 electron).
• Nguyên tử của các nguyên tố khác có xu hướng tham gia liên kết hóa học để đạt được lớp electron ngoài cùng giống khí hiếm bằng cách nhường, nhận hay dùng chung electron.

Câu 2: Nêu khái niệm ion và liên kết ion.

Trả lời:

• Nguyên tử trung hòa về điện, khi nguyên tử nhường hay nhận electron, nó trở thành phần tử mang điện gọi là ion.
• Điện tích của ion được viết phía trên, bên phải của kí hiệu hóa học.
• Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

Câu 3: Trình bày sự hình thành phân tử hydrogen và phân tử oxygen.

Trả lời:

• Sự hình thành phân tử hydrogen:
• Mỗi nguyên tử H có một electron ở lớp ngoài cùng.
• Để có cấu trúc electron bền vững của khí hiếm Ne, khi hình thành phân tử hydrogen, hai nguyên tử H đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử H góp chung 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung.
• Sự hình thành phân tử oxygen
• Mỗi nguyên tử O có 6 electron ở lớp ngoài cùng.
• Để có cấu trúc electron bền vững của khí hiếm Ne, khi hình thành phân tử oxygen, hai nguyên tử O đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử O góp chung 2 electron để tạo thành 2 cặp electron dùng chung.

Câu 4: Trình bày sự hình thành phân tử nước.

Trả lời:

Khi hình thành phân tử nước, hai nguyên tử H đã liên kết với 1 nguyên tử O bằng cách nguyên tử O góp chung với mỗi nguyên tử H một electron tạo thành cặp electron dùng chung.

Câu 5: Cần chú ý điều gì trong liên kết cộng hóa trị trong phân tử hợp chất?

Trả lời:

• Các chất ammonia, carbon dioxide, đường ăn … cũng là các hợp chất cộng hóa trị;
• Hợp chất cộng hóa trị có thể là chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí;
• Các chất cộng hóa trị thường có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi thấp.

II. THÔNG HIỂU (5 câu)

Câu 1: Trình bày sự hình thành liên kết trong phân tử muối ăn.

Trả lời:

• Nguyên tử sodium (Na) nhường một electron ở lớp ngoài cùng cho nguyên tử chlorine (Cl) để tạo thành ion dương Na+ có lớp vỏ bền vững giống vỏ nguyên tử khí hiếm Ne.
• Nguyên tử Cl nhận vào lớp electron ngoài cùng một electron của nguyên tử Na để tạo thành ion âm Cl- có vỏ bền vững giống vỏ nguyên tử khí hiếm Ar.
• Hai ion được tạo thành mang điện tích trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion trong phân tử muối ăn.

Câu 2: Các liên kết hóa học được hình thành như thế nào?

Trả lời:

Nguyên tử của các nguyên tố khác có xu hướng tham gia liên kết hóa học để đạt được lớp electron ngoài cùng giống khí hiếm bằng cách nhường, nhận hay dùng chung các electron

Câu 3: Mô tả sự hình thành liên kết cộng hóa trị trong phân tử khí chlorine, khí nitrogen.

Trả lời:

• Mỗi nguyên tử Cl có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Để có cấu trúc electron bền vững của khí hiếm Ar, khi hình thành phân tử chlorine, hai nguyên tử Cl đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử Cl góp chung 1 electron tạo thành 1 cặp electron dùng chung
• Mỗi nguyên tử N có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Để có cấu trúc electron bền vững của khí hiếm Ne, khi hình thành phân tử oxygen, 2 nguyên tử N đã liên kết với nhau bằng cách mỗi nguyên tử N góp chung 3 electron tạo thành 3 cặp electron dùng chung

Câu 4: Lấy ví dụ về phân tử đơn chất.

Trả lời:

Ví dụ:

• Hai nguyên tử nitrogen liên kết với nhau tạo thành phân tử nitrogen.
• Hai nguyên tử oxygen liên kết với nhau tạo thành phân tử oxygen.

III. VẬN DỤNG (4 câu)

Câu 1: Tại sao nước có khả năng tạo liên kết ion trong một số trường hợp?

Trả lời:

• Trong trường hợp của nước (H2O), liên kết chủ yếu là liên kết cộng hóa trị, không phải liên kết ion. Liên kết cộng hóa trị xảy ra khi nguyên tử Hydro (H) chia sẻ electron với nguyên tử oxy (O), tạo ra phân tử nước.
• Trong một số trường hợp đặc biệt, như khi nước tác động với một chất khác, nó có thể tạo ra liên kết ion tạm thời. Khi nước tương tác với một chất có khả năng tạo ion, nước có thể làm cho các ion dương và âm tách ra, kết quả là tạo ra liên kết ion tạm thời.
• Tuy nhiên, trong điều kiện thông thường, liên kết chủ yếu trong nước vẫn là liên kết cộng hóa trị. Điều này dẫn đến tính chất đặc trưng của nước như tính chất hòa tan tốt và tính chất phân cực.

Câu 2: Liên kết ion và liên kết cộng hoá trị có vai trò gì?

Trả li:

• Cả hai liên kết này đều quan trọng trong hóa học hữu cơ. Liên kết ion rất quan trọng vì chúng cho phép tổng hợp các hợp chất hữu cơ cụ thể. Các nhà khoa học có thể điều khiển các đặc tính ion và các tương tác này để tạo thành các sản phẩm mong muốn.
• Liên kết cộng hóa trị đặc biệt quan trọng vì hầu hết các phân tử carbon tương tác chủ yếu thông qua liên kết cộng hóa trị. Liên kết cộng hóa trị cho phép các phân tử chia sẻ electron với các phân tử khác, tạo ra chuỗi hợp chất dài và cho phép phức tạp hơn trong cuộc sống.

Câu 3: Vì sao trong tự nhiên, muối ăn ở dạng rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi, còn đường ăn, nước đá ở thể rắn dễ nóng chảy và nước ở thể lỏng dễ bay hơi

Trả lời:

• Muối ăn là hợp chất ion, được hình thành bởi lực hút giữa 2 ion trái dấu là Na⁺ và Cl^- (liên kết bền vững)

=> Trong tự nhiên, muối ăn ở dạng rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi

• Đường ăn, nước đá, nước là các hợp chất cộng hóa trị (liên kết kém bền hơn)

=> Ở thể rắn thì dễ nóng chảy, ở thể lỏng thì dễ bay hơi

Câu 4: Ethanol được sử dụng như một chất sát trùng, chống vi khuẩn trong y học. Ngoài ra, ethanol còn được ứng dụng trong các lĩnh vực nào?

Trả lời:

• Trong dược phẩm: Được dùng trong nghiên cứu và điều chế thuốc ngủ.
• Trong công nghiệp:
• Sử dụng ethanol trong các sản phẩm chống đông lạnh vì chúng có điểm đóng băng thấp.
• Điều chế một số hợp chất hữu cơ khác như: dietyl ete, etyl axetat, axit axetic.
• Đặc biệt, cồn công nghiệp Ethanol được sử dụng trong pha chế xăng sinh học E5, E10, tỉ lệ xăng này chiếm trên 90%.
• Ứng dụng trong công nghiệp in, dệt may.
• Có vai trò quan trọng trong ngành điện tử, bo mạch, lau vi mạch.

IV. VẬN DỤNG CAO (2 câu)

Câu 1: Liên kết ion và liên kết cộng hóa trị có ảnh hưởng như thế nào đến tính chất vật lý và hóa học của các chất?

Trả lời:

• Liên kết ion và liên kết cộng hóa trị đều đóng vai trò quan trọng trong xác định tính chất vật lý và hóa học của các chất.
• Liên kết ion thường tạo ra các hợp chất có điểm nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, do lực liên kết ion mạnh giữa các ion trái dấu. Những hợp chất này thường dẫn điện tốt khi tan trong nước.
• Liên kết cộng hóa trị tạo ra các hợp chất có các tính chất vật lý và hóa học đa dạng. Có nhiều dạng liên kết cộng hóa trị, bao gồm liên kết đơn, liên kết đôi, và liên kết ba. Các chất có liên kết cộng hóa trị thường có điểm sôi và điểm nóng chảy thấp hơn so với các hợp chất ion tương tự. Đồng thời, các chất có liên kết cộng hóa trị thường không dẫn điện trong trạng thái rắn hoặc lỏng do thiếu điện tích tự do để di chuyển.
• Sự đa dạng của cấu trúc và tính chất của các hợp chất phân tử có liên kết cộng hóa trị giúp chúng thể hiện tính chất hóa học đa dạng. Ví dụ, nguyên tử cacbon có khả năng tạo ra nhiều loại liên kết cộng hóa trị, dẫn đến sự phong phú của hợp chất hữu cơ trong tự nhiên.
• Tóm lại, cả liên kết ion và liên kết cộng hóa trị đều có ảnh hưởng lớn đến tính chất vật lý và hóa học của các chất, và sự đa dạng trong loại liên kết này cũng đóng vai trò quan trọng trong sự đa dạng của các hợp chất hóa học.

Câu 2: Tại sao liên kết ion thường xảy ra giữa kim loại và phi kim?

Trả lời:

• Liên kết ion thường xảy ra giữa kim loại và phi kim do sự đa dạng về tính chất của hai loại nguyên tử này. Kim loại có xu hướng mất electron để trở thành ion dương, trong khi phi kim có xu hướng nhận electron để trở thành ion âm. Sự khác biệt này tạo ra hiện tượng lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu, dẫn đến việc hình thành liên kết ion.
• Ví dụ điển hình nhất cho liên kết ion là muối, như NaCl, trong đó ion natri dương và ion clorua âm chặt chẽ hút lẫn nhau do sự đa dạng về tính chất của chúng. Điều này tạo ra các hợp chất có điểm nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, cũng như khả năng dẫn điện tốt trong dung dịch. Sự khác biệt về tính chất giữa kim loại và phi kim là lý do chính tạo nên liên kết ion mạnh mẽ và ổn định giữa chúng.