Bài học

Ôn tập: quy tắc octet, liên kết ion và liên kết cộng hoá trị

Mục tiêu bài học

Sau bài này, em hệ thống hoá được ba loại liên kết đã học ở nửa đầu khoá — quy tắc octet, liên kết ion, liên kết cộng hoá trị (không phân cực/phân cực) — và vận dụng để dự đoán đúng loại liên kết hình thành giữa hai nguyên tố bất kỳ, viết công thức Lewis khi cần.

Kiến thức nền cần nhớ

Bài này ôn lại toàn bộ Chương 1 đến Chương 3: quy tắc octet, liên kết ion, liên kết cộng hoá trị và độ âm điện. Trước khi bước sang các bài tập tổng hợp, em cùng hệ thống lại thành một bảng so sánh gọn để dễ tra cứu khi làm bài.

Khởi động

Khi gặp một bài tập cho hai nguyên tố bất kỳ và yêu cầu "dự đoán loại liên kết hình thành giữa chúng", em sẽ bắt đầu từ đâu? Bài học này rèn đúng kỹ năng đó: một quy trình các bước để không bị lúng túng trước dạng câu hỏi tổng hợp.

Kiến thức trọng tâm

Bước 1 — xác định loại nguyên tố. Nếu một bên là kim loại điển hình (nhóm IA, IIA, thường có 1-2 electron lớp ngoài cùng) và bên kia là phi kim điển hình (nhóm VIA, VIIA, thường có 6-7 electron lớp ngoài cùng), khả năng cao là liên kết ion — kiểm tra lại bằng hiệu độ âm điện $\Delta\chi \ge 1{,}7$ nếu có bảng giá trị. Nếu cả hai đều là phi kim (kể cả hai nguyên tử cùng nguyên tố), đó là liên kết cộng hoá trị.

**Bước 1 — xác định loại nguyên tố.** Nếu một bên là kim loại điển hình (nhóm IA, IIA, thường có 1-2 electron lớp ngoài cùng) và bên kia là phi kim điển hình (nhóm VIA, VIIA, thường có 6-7 electron lớp ngoài cùng), khả năng cao là **liên kết ion** — kiểm tra lại bằng hiệu độ âm điện $\Delta\chi \ge 1{,}7$ nếu có bảng giá trị. Nếu cả hai đều là phi kim (kể cả hai nguyên tử cùng nguyên tố), đó là **liên kết cộng hoá trị**.

Bước 2 — với liên kết cộng hoá trị, xác định phân cực. Nếu hai nguyên tử cùng nguyên tố (như $Cl_2$ , $N_2$ ) hoặc có độ âm điện gần bằng nhau ( $\Delta\chi < 0{,}4$ ), đó là liên kết cộng hoá trị KHÔNG phân cực. Nếu độ âm điện khác nhau rõ rệt ( $0{,}4 \le \Delta\chi < 1{,}7$ ), đó là liên kết cộng hoá trị PHÂN CỰC, và cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

**Bước 2 — với liên kết cộng hoá trị, xác định phân cực.** Nếu hai nguyên tử cùng nguyên tố (như $Cl_2$, $N_2$) hoặc có độ âm điện gần bằng nhau ($\Delta\chi < 0{,}4$), đó là liên kết cộng hoá trị KHÔNG phân cực. Nếu độ âm điện khác nhau rõ rệt ($0{,}4 \le \Delta\chi < 1{,}7$), đó là liên kết cộng hoá trị PHÂN CỰC, và cặp electron dùng chung lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.

Bước 3 — với liên kết ion, cân bằng điện tích để lập công thức; với liên kết cộng hoá trị, đếm electron hoá trị để viết công thức Lewis nếu đề yêu cầu — nhớ kiểm tra octet cho từng nguyên tử, điều chỉnh sang liên kết đôi/ba nếu cần. Cả ba loại liên kết đều xuất phát từ MỘT gốc chung: quy tắc octet — nguyên tử luôn tìm cách đạt 8 electron lớp ngoài cùng, chỉ khác nhau ở CÁCH đạt được điều đó (nhường hẳn, nhận hẳn, hay dùng chung).

**Bước 3 — với liên kết ion, cân bằng điện tích để lập công thức**; với liên kết cộng hoá trị, đếm electron hoá trị để viết công thức Lewis nếu đề yêu cầu — nhớ kiểm tra octet cho từng nguyên tử, điều chỉnh sang liên kết đôi/ba nếu cần. Cả ba loại liên kết đều xuất phát từ MỘT gốc chung: quy tắc octet — nguyên tử luôn tìm cách đạt 8 electron lớp ngoài cùng, chỉ khác nhau ở CÁCH đạt được điều đó (nhường hẳn, nhận hẳn, hay dùng chung).

Một điểm dễ gây lúng túng là ranh giới giữa "kim loại điển hình" và "phi kim điển hình" không phải lúc nào cũng rõ ràng tuyệt đối — một số nguyên tố nằm gần đường phân chia kim loại/phi kim trong bảng tuần hoàn (như Al, Si) có thể tạo hợp chất mang tính trung gian. Ở mức Foundation của lớp 10, em chỉ cần áp dụng đúng quy trình ba bước cho các nguyên tố nhóm A điển hình như trong các ví dụ của bài học — quy tắc luôn đúng khi một bên là kim loại nhóm IA/IIA và bên kia là phi kim nhóm VIA/VIIA, đó là phần lớn các câu hỏi em sẽ gặp trong đề kiểm tra và đề thi.

Ví dụ

Dự đoán loại liên kết giữa hai cặp nguyên tố

1
Cho hai cặp nguyên tố: (1) K (Z = 19) và Br (Z = 35); (2) C (Z = 6) và Cl (Z = 17). Dự đoán loại liên kết hình thành trong mỗi trường hợp.
2
K thuộc nhóm IA (kim loại điển hình, 1 electron lớp ngoài cùng), Br thuộc nhóm VIIA (phi kim điển hình, 7 electron lớp ngoài cùng). Đây là liên kết ion: K nhường 1 electron tạo $K^+$ , Br nhận 1 electron tạo $Br^-$ , kết hợp thành KBr.
K thuộc nhóm IA (kim loại điển hình, 1 electron lớp ngoài cùng), Br thuộc nhóm VIIA (phi kim điển hình, 7 electron lớp ngoài cùng). Đây là liên kết ion: K nhường 1 electron tạo $K^+$, Br nhận 1 electron tạo $Br^-$, kết hợp thành KBr.
3
C và Cl đều là phi kim (C thuộc nhóm IVA, Cl thuộc nhóm VIIA). Hai phi kim khác nguyên tố góp chung electron, tạo liên kết cộng hoá trị. Vì độ âm điện C (2,55) và Cl (3,16) khác nhau ( $\Delta\chi = 0{,}61$ ), đây là liên kết cộng hoá trị phân cực.
C và Cl đều là phi kim (C thuộc nhóm IVA, Cl thuộc nhóm VIIA). Hai phi kim khác nguyên tố góp chung electron, tạo liên kết cộng hoá trị. Vì độ âm điện C (2,55) và Cl (3,16) khác nhau ($\Delta\chi = 0{,}61$), đây là liên kết cộng hoá trị phân cực.
4
Cặp (1) K-Br: liên kết ion. Cặp (2) C-Cl: liên kết cộng hoá trị phân cực.

Ví dụ

Bài tổng hợp: dự đoán liên kết rồi viết công thức Lewis (dạng thi)

1
Cho hai nguyên tố X (Z = 12) và Y (Z = 9). (a) Dự đoán loại liên kết hình thành khi X kết hợp với Y, viết công thức hợp chất. (b) Cho hai nguyên tử Y kết hợp với nhau tạo phân tử $Y_2$ , viết công thức Lewis của $Y_2$ .
Cho hai nguyên tố X (Z = 12) và Y (Z = 9). (a) Dự đoán loại liên kết hình thành khi X kết hợp với Y, viết công thức hợp chất. (b) Cho hai nguyên tử Y kết hợp với nhau tạo phân tử $Y_2$, viết công thức Lewis của $Y_2$.
2
X (Z = 12) là Mg, cấu hình $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$ , thuộc nhóm IIA. Y (Z = 9) là F, cấu hình $1s^2 2s^2 2p^5$ , thuộc nhóm VIIA.
X (Z = 12) là Mg, cấu hình $1s^2 2s^2 2p^6 3s^2$, thuộc nhóm IIA. Y (Z = 9) là F, cấu hình $1s^2 2s^2 2p^5$, thuộc nhóm VIIA.
3
Mg là kim loại điển hình (nhường 2 electron tạo $Mg^{2+}$ ), F là phi kim điển hình (nhận 1 electron tạo $F^-$ ) — đây là liên kết ion. Cân bằng điện tích: 1 ion $Mg^{2+}$ cần 2 ion $F^-$ , công thức là $MgF_2$ .
Mg là kim loại điển hình (nhường 2 electron tạo $Mg^{2+}$), F là phi kim điển hình (nhận 1 electron tạo $F^-$) — đây là liên kết ion. Cân bằng điện tích: 1 ion $Mg^{2+}$ cần 2 ion $F^-$, công thức là $MgF_2$.
4
Mỗi nguyên tử F có 7 electron hoá trị, còn thiếu 1 electron để đạt octet. Hai nguyên tử F góp chung 1 cặp electron (liên kết đơn), mỗi F còn lại 3 cặp electron riêng. Tổng electron hoá trị: $7 + 7 = 14$ , dùng 2 cho liên kết, còn 12 electron chia thành 6 cặp riêng (3 cặp mỗi F).
Mỗi nguyên tử F có 7 electron hoá trị, còn thiếu 1 electron để đạt octet. Hai nguyên tử F góp chung 1 cặp electron (liên kết đơn), mỗi F còn lại 3 cặp electron riêng. Tổng electron hoá trị: $7 + 7 = 14$, dùng 2 cho liên kết, còn 12 electron chia thành 6 cặp riêng (3 cặp mỗi F).
5
X (Mg) kết hợp với Y (F) tạo hợp chất ion $MgF_2$ . Hai nguyên tử Y (F) kết hợp với nhau bằng liên kết cộng hoá trị không phân cực, công thức Lewis $F{-}F$ với mỗi F mang 3 cặp electron riêng.
X (Mg) kết hợp với Y (F) tạo hợp chất ion $MgF_2$. Hai nguyên tử Y (F) kết hợp với nhau bằng liên kết cộng hoá trị không phân cực, công thức Lewis $F{-}F$ với mỗi F mang 3 cặp electron riêng.

Sai lầm thường gặp

Lỗi tổng hợp phổ biến nhất là bỏ qua bước 1 (xác định kim loại/phi kim) và nhảy thẳng vào tính hiệu độ âm điện — dẫn đến quên mất bản chất nhường/nhận electron hẳn của liên kết ion khác với dùng chung của liên kết cộng hoá trị. Luôn đi đúng ba bước: loại nguyên tố → (nếu cộng hoá trị) mức phân cực → công thức/Lewis, đừng bỏ bước nào.

Luyện tập có hướng dẫn

Luyện tập độc lập

Kiểm tra nhanh

Ghi nhớ

Quy trình 3 bước xác định liên kết: (1) kim loại điển hình + phi kim điển hình → liên kết ion, cân bằng điện tích lập công thức; (2) hai phi kim → liên kết cộng hoá trị, so hiệu độ âm điện để biết không phân cực hay phân cực; (3) nếu cần, viết công thức Lewis bằng cách đếm electron hoá trị và kiểm tra octet.

Bài tiếp theo ôn nốt phần còn lại của khoá học — liên kết kim loại, liên kết hydrogen, và tương tác van der Waals — rồi khép lại bằng một đề tổng hợp chạm đến toàn bộ nội dung đã học.