bài giảng hóa học đại cương chương 6 liên kết ion

HÓA ĐẠI CƯƠNG – PHẦN CẤU TẠO Chương LIÊN KẾT ION TÍNH CHẤT CỦA HỢP CHẤT ION Lê Thị Sở Như Đại học Khoa Học Tự Nhiên HCM 2010 6.1 Đặc tính chung hợp chất ion Tính chất thường thấy hợp chất ion: - Là chất rắn có nhiệt độ nóng chảy cao (> 400oC) - Dẫn điện trạng thái nóng chảy - Thường dễ tan nước dung môi phân cực - Dung dịch nước chúng dẫn điện Một số hợp chất ion đơn giản 6.2 Thành phần hợp chất ion • Gồm ion dương – ion âm • Ion dương: Ion đơn giản: Na+, Ba2+, Co2+, Fe2+, Fe3+… Ion khác: NH4+, TiO2+, VO+… • Ion âm: Ion đơn giản: Cl-, O2-, S2- … Ion khác: CO32-, SO42-, NO3-, CrO42-, Cr2O72-… Hợp chất ion hay gặp: oxide, sulfide kim loại số oxy hóa thấp, hydroxide base, muối… 6.3 Mạng tinh thể ion Điện hoá trị - số phối trí Ơ mạng sở NaCl Ơ mạng sở CsCl Tính chất lực ion: khơng định hướng, khơng bão hòa → khơng có “phân tử” ion Điện hóa trị: điện tích ion Số phối trí: số ion trái dấu bao quanh vị trí gần 6.4 Năng lượng mạng tinh thể ion Phân biệt: Năng lượng mạng tinh thể ion: lượng ứng với tạo hợp chất ion từ ion đơn giản trạng thái khí; đặc trưng cho lực tương tác ion: Umtt âm, lực tương tác ion mạnh Mn+ (k) + Xn- (k)  MX (mạng tinh thể) Na+ (k) + Cl- (k)  NaCl (mạng tinh thể) Umtt (NaCl) = -788 kJ/mol Nhiệt tạo thành hợp chất ion: lượng ứng với trình tạo hợp chất ion từ đơn chất bền; đặc trưng cho độ bền tương đối ion so với đơn chất tạo nên nó: DHf âm, hợp chất bền so với đơn chất tạo nên M (bền) + X (bền)  MX (mạng tinh thể) Na (r) + ½ Cl2 (k)  NaCl (mạng tinh thể) DHof (NaCl) = -411 kJ/mol Thực nghiệm: chu trình Born - Harber Năng lượng phân ly F2 Năng lượng ion hóa Li Năng lượng thăng hoa Li Nhiệt tạo thành LiF Ái lực electron F Năng lượng xxxxxxxx mạng tinh thể LiF Thực nghiệm: chu trình Born - Harber Năng lượng phân ly F2 Năng lượng ion hóa Li Năng lượng thăng hoa Li Nhiệt tạo thành LiF Ái lực electron F Năng lượng mạng tinh thể LiF Thực nghiệm: chu trình Born - Harber Tính lượng mạng tinh thể U mtt   AN o Z  Z  e Z Z   )  k    (1  n 4 o (r  r ) (r  r  ) Đặc trưng cho lực tương tác ion  Nhiệt độ nóng chảy hợp chất ion Trong đó: A: số Madelung đặc trưng cho kiểu mạng tinh thể No: số Avogadro e: điện tích nguyên tố Z+, Z-: điện tích ion r+, r-: bán kính ion n: số đặc trưng cho cấu hình electron ion Năng lượng mạng tinh thể - Nhiệt độ nóng chảy hợp chất ion So sánh nhiệt độ nóng chảy hợp chất ion tonc (oC) NaF 993 NaCl 801 NaBr 766 NaI 665 LiCl NaCl 801 KCl 770 RbCl NaCl 801 MgO 2800 tonc (oC) tonc (oC) Nhiệt độ nóng chảy - sơi hợp chất ion Nhiệt độ nóng chảy (oC) KF (858) AgF (435) NaF (993) KCl (770) AgCl (455) NaCl (801) KBr (734) AgBr (432) NaBr (747) K+: 152 pm Ag+: 129 pm Na+: 116 pm Nhiệt độ nóng chảy (oC) Nhiệt độ sôi (oC) KBr (734) CsF (682) KBr (1435) CsF (1251) CaBr2 (730) BaF2 (1355) FeCl3 sôi 315 oC AlBr3 sôi 97 oC CaBr2 (812) BaF2 (2137) 6.5 Tính cộng hóa trị hợp chất ion Sự biến dạng (phân cực) ion Mơ hình ion Mơ hình phân cực ion Kết quả: hợp chất ion – cộng hóa trị có nhiệt độ nóng chảy khơng cao Ví dụ: HgCl2 (302 oC), HgI2 (140 oC) Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng ion: - Cation: q/r tăng (điện tích dương cation tăng, bán kính cation nhỏ: nguyên tố d)  tăng độ biến dạng ion - Cấu hình electron: độ biến dạng cation có 18 electron > phân lớp d chưa đầy đủ > electron - Anion: kích thước lớn: dễ biến dạng 6.6 Nhiệt hòa tan hợp chất ion nước • Nhiệt hòa tan hợp chất ion vào nước coi gồm trình: Phá vỡ mạng tinh thể ion: MX (mtt)  Mn+ (k) + Xn- (k) DH1 = - Umtt > Hydrate hóa ion: Mn+ (k)  Mn+ (aq) DH2 < • Nếu DH1< DH2  q trình hồ tan tỏa nhiệt: NaOH, Na2SO4… • Nếu DH1> DH2  q trình hồ tan thu nhiệt: NH4NO3, NH4Cl… Bài tập • Phần tự luận: 1, 6, chương • Trắc nghiệm: 1-14 phần liên kết hóa học ... ion đơn giản 6. 2 Thành phần hợp chất ion • Gồm ion dương – ion âm • Ion dương: Ion đơn giản: Na+, Ba2+, Co2+, Fe2+, Fe3+… Ion khác: NH4+, TiO2+, VO+… • Ion âm: Ion đơn giản: Cl-, O2-, S2- … Ion. .. ion Điện hóa trị: điện tích ion Số phối trí: số ion trái dấu bao quanh vị trí gần 6. 4 Năng lượng mạng tinh thể ion Phân biệt: Năng lượng mạng tinh thể ion: lượng ứng với tạo hợp chất ion từ ion. .. trưng cho cấu hình electron ion Năng lượng mạng tinh thể - Nhiệt độ nóng chảy hợp chất ion So sánh nhiệt độ nóng chảy hợp chất ion tonc (oC) NaF 993 NaCl 801 NaBr 766 NaI 66 5 LiCl NaCl 801 KCl 770