Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Ion hay điện tích là một nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị mất hay nhận thêm được một hay nhiều electron. Một ion mang điện tích âm, khi nó thu được một hay nhiều electron, được gọi là anion hay điện tích âm, và một ion mang điện tích dương khi nó mất một hay nhiều electron, được gọi là cation hay điện tích dương. Quá trình tạo ra các ion hay điện tích gọi là ion hóa.
Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị ion hóa được biểu diễn dưới dạng các số viết nhỏ lên trên, bên phải ký hiệu của nguyên tử hay nhóm nguyên tử, thể hiện số lượng electron mà nó thu được hay mất đi [nếu lớn hơn 1] và dấu + hay − tùy theo nó mất hay thu được [các] electron. Trong trường hợp mất hay thu được chỉ một electron thì không cần ghi giá trị số. Ví dụ H+ hay Cl−.
Các kim loại có xu hướng tạo ra các cation [mất đi electron] trong khi các phi kim loại có xu hướng tạo ra anion, ví dụ natri tạo ra cation Na+ trong khi clo tạo ra các anion Cl-.
Năng lượng cần thiết để tạo ra cation bằng cách loại bỏ electron từ một nguyên tử trung hòa về điện là năng lượng ion hóa. Nói chung, năng lượng ion hóa thứ n của nguyên tử là năng lượng cần để loại bỏ electron thứ n sau khi n - 1 electron trước đã bị loại bỏ.
Mỗi một năng lượng ion hóa kế tiếp là lớn hơn một cách đáng kể so với năng lượng ở mức trước đó. Đặc biệt, sự thay đổi năng lượng tăng lên một cách đột ngột khi các electron của một lớp obitan nào đó trong nguyên tử đã bị loại bỏ hết. Vì lý do này, các cation có xu hướng được tạo ra theo hướng bỏ hết các electron của cùng một lớp obitan. Ví dụ, natri được tìm thấy như là Na+, nhưng không phải là Na2+ vì cần năng lượng lớn để ion hóa. Tương tự, magnesi được tìm thấy như là Mg2+, mà không phải là Mg3+, và nhôm có thể tồn tại ở dạng cation Al3+. Khi một nhóm các nguyên tử thu được các electron, chúng cũng trở thành các ion, chẳng hạn như SO42-.
Các ion lần đầu tiên được lý thuyết hóa bởi Michael Faraday khoảng năm 1830, để miêu tả các thành phần của phân tử mà chuyển động về phía anion hay cation. Tuy nhiên, cơ chế mà các chuyển động này có thể diễn ra đã không được miêu tả cho đến tận năm 1884 khi Svante August Arrhenius trong luận án tiến sĩ của mình trong trường đại học tổng hợp Uppsala đã miêu tả chúng. Lý thuyết của ông ban đầu đã không được chấp nhận [ông nhận được học vị tiến sĩ với điểm thấp nhất để được vượt qua] nhưng luận án tiến sĩ của ông đã đoạt giải Nobel về hóa học năm 1903.
Từ ion đã được đặt tên bởi Michael Faraday, từ tiếng Hy Lạp ἰόν, động tính từ thời hiện tại của ἰέναι, "chuyển động", vì thế là "người đi lại". Danh pháp này dựa trên xu hướng của các anion chuyển động về phía anốt, và của các cation chuyển động về phía catốt. Vì thế, anion [ἀνιόν] và cation [κατιόν] có nghĩa là "[một thứ] đi lên" và "[một thứ] đi xuống", một cách tương ứng, và anốt, ἄνοδος, và catốt, κάθοδος, có nghĩa là "đi lên" và "đi xuống", tương ứng từ ὁδός, "đường".
Wikimedia Commons có thêm hình ảnh và phương tiện truyền tải về Ion.
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Ion&oldid=65824871”
Nguyên tử luôn trung hòa về điện, nhưng khi nguyên tử nhường hay nhận thêm electron thì nó trở thành phần tử mang điện gọi là ion.
Sự tạo thành Cation
- Khi nguyên tử kim loại nhường đi e ngoài cùng thì biến thành ion dương [hay Cation].
- Các nguyên tử kim loại lớp ngoài cùng có 1,2,3 electron → dễ nhường electron để tạo ra cation [ion dương] có cấu hình bền vững của khí hiếm.
Bạn đang xem: Ion là gì hóa 10
Hình 1: Sự hình thành ion Li+
Li → Li+ + 1e
- Cấu hình electron của Li: 1s22s1, Nguyên tử Li dễ nhường 1 electron ở lớp ngoài cùng [1s22s1], trở thành ion dương Li+ [1s2]
- Ví dụ:
Na → Na+ + 1e [cation Natri]
Mg → Mg2+ + 2e [cation Magie]
Al → Al3+ + 3e [cation Nhôm]
Trong các phản ứng hóa học, để đạt cấu hình electron bền của khí hiếm nguyên tử kim loại có khuynh hướng nhường e cho nguyên tử nguyên tố khác để trở thành ion dương, gọi là cation.
Tổng quát: M → Mn+ + ne
Sự tạo thành Cation
- Khi nguyên tử phi kim nhận thêm electron thì biến thành ion âm [hay Anion].
- Các nguyên tử phi kim lớp ngoài cùng có 5,6,7e có khả năng nhận thêm electron và biến thành anion [ion âm] có cấu hình bền vững của khí hiếm.
Xem thêm: Nước Javen – Sodium Hypochlorite là gì? Ứng dụng thực tế
Hình 2: Sự hình thành ion F-
F + 1e → F-
-
Cấu hình e của nguyên tử F : 1s2 2s2 2p5
-
Do có 7e lớp ngoài cùng nên Flo có xu hướng nhận thêm 1e để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm Ne
Hình 3: Sự hình thành ion Cl-
Cl + 1e → Cl-
- Ví dụ: O + 2e → O2-
- Kết luận:
Trong các phản ứng hóa học, để đạt cấu hình electron bền của khí hiếm nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận e từ nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành ion âm, gọi là anion.
Xem thêm: Màng Co Tiếng Anh Là Gì ? Màng Pe, Màng Chít, Stretch Film
Tổng quát: A + ne → An-
1.1.2. Ion đơn nguyên tử Và Ion Đa nguyên tử
Ion đơn nguyên tử
- Là các ion tạo nên từ một nguyên tử.
- Ví dụ: Cation: Na+, Ca2+… Anion: Cl- ,S2- …
Ion đa nguyên tử
- Là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm.
- Ví dụ: Cation: NH4+ … Anion: SO42-, OH-…
Ví dụ: Xét phân tử NaCl
- Nguyên tử Na nhường 1e cho nguyên tử Cl để biến thành ion dương Na+.
Na → Na+ + 1e
- Mỗi nguyên tử Cl nhận 1e để biến thành ion âm Cl-
Cl + 1e → Cl-
Hình 4: Quá trình hình thành liên kết ion giữa Natri và Clo
- Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện trái dấu.
- Phản ứng hóa học: 2Na + Cl2 → 2 NaCl
1.3.1. Tinh thể NaCl
-
Ở thể rắn, NaCl tồn tại dưới dạng tinh thể. Trong mạng tinh thể NaCl các ion Na+,Cl- được phân bố luân phiên đều đặn và có trật tự trên các đỉnh của hình lập phương nhỏ. Xung quanh mỗi ion đều có 6 ion ngược dấu liên kết với nó.
Hình 5: Tinh thể ion NaCl
Xem thêm: Công chứng treo là gì? Những rủi ro khi công chứng treo mua bán nhà đất
1.3.2. Tính chất chung của hợp chất ion
- Tinh thể ion rất bền vững vì lực hút tĩnh điện giữa các ion ngược dấu trong tinh thể lớn. Các hợp chất ion đều khá rắn, khó nóng chảy, khó bay hơi.
- Các hợp chất ion thường tan nhiều trong nước. Khi nóng chảy, khi hòa tan trong nước chúng tạo thành dung dịch dẫn được điện, còn ở trạng thái rắn thì không dẫn được điện.
I. SỰ HÌNH THÀNH ION, CATION VÀ ANION
1. Ion, cation và anion
a] Ion
Khi nguyên tử trung hòa về điện [số p mang điện dương bằng số e mang điện âm] nhường e hay nhận e để trở thành phần tử mang điện gọi là ion.
b] Sự tạo thành cation
Ví dụ: Sự hình thành cation của nguyên tử Li [Z = 3]
Cấu hình e: 1s22s1 dễ cho 1e để tạo thành cấu hình bền của He
1s22s1 → 1s2 + 1e
hay: Li → Li+ + 1e
Trong các phản ứng hóa học, để đạt được cấu hình bền của khí hiếm, nguyên tử kim loại có khuynh hướng nhường electron cho nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành phần tử mang điện dương gọi là cation.
c] Sự tạo thành anion
Ví dụ: Sự hình thành anion của nguyên tử F [Z = 9]
Cấu hình e: 1s22s22p5 dễ nhận 1e để tạo thành cấu hình bền của Ne
1s22s22p5 + 1e → 1s22s22p6
hay: F + 1e → F-
Trong các phản ứng hóa học, để đạt được cấu hình bền của khí hiếm, nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận thêm e của nguyên tử các nguyên tố khác để trở thành phần tử mang điện âm gọi là anion.
* Quy tắc bát tử: các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với các nguyên tử khác để đạt được cấu hình bền bững của khí hiếm với 8 electron [hoặc của Heli với 2 electron] ở lớp ngoài cùng.
2. Ion đơn nguyên tử và ion đa nguyên tử
- Ion đơn nguyên tử là ion tạo nên từ 1 nguyên tử.
VD: Li+, Na+, Mg2+, F-, Cl-, S2-, …
- Ion đa nguyên tử là những nhóm nguyên tử mang điện tích dương hay âm
VD: NH4+, OH-, SO42-,…
II. SỰ TẠO THÀNH LIÊN KẾT ION
Định nghĩa: Liên kết ion là liên kết được hình thành bởi lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện trái dấu
Xét quá trình hình thành phân tử NaCl:
Na → Na+ + 1e
Cl + 1e → Cl-
Hai ion tạo thành Na+ và Cl- mang điện tích ngược dấu hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo nên phân tử NaCl
Na+ + Cl- → NaCl