Tổng hợp bài tập liên kết hóa học hay và khó

Bước 1: Tìm X và Y

Gọi số hạt proton và electron của nguyên tử nguyên tố X là p_x và e_x (p_x, e_x ∈ N^*) ⟹ p_x = e_x

Gọi số hạt proton và electron của nguyên tử nguyên tố Y là p_y và e_y (p_y, e_y ∈ N^*) ⟹ p_y = e_y

- Anion \(X{Y_3}^{2 - }\) có tổng số hạt mang điện là 62 hạt.

⟹ p_x + e_x + 3(p_y + e_y)+ 2 = 62

⟺ 2p_x + 6p_y = 60 (1)

- Số hạt mang điện trong hạt nhân của Y nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân của X là 2 hạt.

⟹ p_y – p_x = 2 (2)

Từ (1) và (2) ⟹ \(\left\{ \begin{array}{l}{p_x} = 6\\{p_y} = 8\end{array} \right.\)

Vậy X là C và Y là O.

Bước 2: Xét tính đúng sai của các nhận định

- “Y là nguyên tố thuộc chu kì 2” đúng vì Y là O (thuộc chu kì 2, nhóm VIA)

- “X là nguyên tố cacbon” đúng vì X là C.

- “Trong phân tử hợp chất giữa Na, X, Y vừa có liên kết ion vừa có liên kết cộng hóa trị” đúng vì trong hợp chất Na₂CO₃ vừa có liên kết ion giữa Na⁺ và CO₃^2- ; vừa có liên kết cộng hóa trị trong ion CO₃^2-.

- “Nếu Z là nguyên tố cùng phân nhóm với Y ở chu kì kế tiếp thì phân tử hợp chất giữa X và Z có tổng số hạt mang điện là 48” sai vì

Z là nguyên tố cùng phân nhóm với Y ở chu kì kế tiếp => Z là S

=> Phân tử hợp chất giữa X và Z là CS₂

=> Tổng số hạt mang điện trong CS₂ là: 6 + 6 + 2.(16 +16) = 76

- Xác định R, X, Y

+ Cấu hình electron phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử R là 2p⁴

=> Cấu hình e của R : 1s²2s²2p⁴ => R là Oxi

+ Cấu hình electron phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử X là 3s¹

=> Cấu hình e của X: 1s²2s²2p⁶3s¹ => X là Na

+ Cấu hình electron phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử Y là 3p¹

=> Cấu hình e của Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ => Y là Al

- Xác định hợp chất và số hạt mang điện

+ Hợp chất ion đơn giản giữa X và R là: Na₂O  

=> tổng số hạt mang điện của Na₂O là: (11 + 11).2 + 8 + 8 = 60

+ Hợp chất ion đơn giản giữa Y và R là: Al₂O₃

=> Tổng số hạt mang điện của Al₂O₃ là: (13 + 13).2 + (8 + 8).3 = 100

Để tạo thành cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ thì

+) kim loại chu kì 4 cho 1, 2, 3 e để trở về cấu hình bền

+) phi kim chu kì 3 nhận thêm e để tạo thành cấu hình bền

=> các hợp chất tạo bởi kim loại chu kì 4 và phi kim chu kì 3 là: CaCl₂, K₂S, KCl

Ta có cấu hình electron của các cation và các anion được tạo ra trong quá trình hình thành liên kết là :

K⁺:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Na⁺:1s²2s²2p⁶

Ca²⁺:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Al³⁺:1s²2s²2p⁶

F⁻:1s²2s²2p⁶

O⁻²:1s²2s²2p⁶

Cl⁻:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Để cấu hình e của cation khác cấu hình electron của anion thì có các trường hợp:

+) kim loại và phi kim cùng chu kì: Na với Cl, Al và Cl

+) Kim loại cách phi kim 2 chu kì: K và O, K và F, Ca và F, Ca và O  

Vậy có tất cả 6 hợp chất thỏa mãn: KF, K₂O, NaCl, CaF₂, CaO, AlCl₃

Ta có e_X – e_Y = 8

Vì X’ và Y’ là 2 anion của X và Y, cùng thuộc một phân nhóm nên có 2 TH

TH1 : e_X’ – e_Y’ = 8 ( vì cấu hình anion của X’ và Y’ là Ne hoặc Ar)

→ X và Y tạo bởi cùng 1 kim loại → X và Y có cùng dạng CTHH và có chung số ion

X gồm các ion có cấu hình giống Ne và Ar nên X có tổng số ion là : $\frac{{46}}{{18}} \le \sum {hat \le \frac{{46}}{{10}}} $ nên X có 3 ion hoặc 4 ion

Tương tự Y có số ion là 2 hoặc 3

→ X và Y tạo bởi 3 ion

 - Xét CTHH : MX’₂ , MY’₂ : X’ và Y’ hóa trị I và M hóa trị II

→ X’ là Cl và Y’ là F → Z_M = 46 – 2.17 = 12 (Mg ) ( thỏa mãn)

- Xét CTHH : M₂X’ , M₂Y’ : X’ và Y’ hóa trị II và M hóa trị I

→ X’ là S còn Y’ là O → Z_M = 15 ( P ) ( loại)

TH 2 :  e_X’ – e_Y’ = - 8

→ X và Y tạo bởi 2 kim loại chênh nhau 16e → loại vì X và Y chỉ chứa các ion có cấu hình giống Ne và Ar

Tổng số electron trong anion AB₃^2- là 42 => e_A + 3.e_B + 2 = 42 => p_A + 3.p_B = 40

Trong hạt nhân A cũng như B có số proton bằng số nơtron => n_A = p_A ; n_B = p_B

=> p_A = 16 (S) và p_B = 8 (O) vì hạt nhân S và O có số p = số n

=> hợp chất C là SO₂

Hiệu độ âm điện = 3,44 – 2,58 = 0,86

=> Liên kết trong C là liên kết cộng hóa trị có cực

Trong nguyên tử X:

- Tổng số hạt: 2Z_X + N_X = 24

- Số hạt mang điện nhiểu hơn số hạt không mang điện: 2Z_X – N_X = 8

=> Z_X = 8 (O)

Trong ion G⁴⁺:

- Tổng số hạt: (2Z_Y – 4) + N_Y = 14

- Số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện: (2Z_Y – 4) - N_Y = 2

=> Z_Y = 6 (C)

=> Liên kết giữa C và O là liên kết CHT có cực

Đặt kim loại A, phi kim B ⇒ Muối X là AB₂

Khối lượng AB₂ trong mỗi phần là 4,44:2=2,22 g

AB₂ + 2AgNO₃ → 2AgB + A(NO₃)₂

\({n_{A{B_2}}} = \dfrac{1}{2}.{n_{AgB}} \Rightarrow \dfrac{{2,22}}{{A + 2B}} = \dfrac{1}{2}.\dfrac{{5,74}}{{108 + B}}(1)\)

AB₂ + Na₂CO₃ → ACO₃+2NaB

\({n_{A{B_2}}} = {n_{AC{O_3}}} \Rightarrow \dfrac{{2,22}}{{A + 2B}} = \dfrac{2}{{A + 60}}(2)\)

Từ (1) và (2) ⇒ A=40 (Ca); B=35,5 (Cl)

Ca là một kim loại điển hình, Cl là một phi kim điển hình nên liên kết của X là liên kết ion