Câu hỏi:

Để xác định cấu hình electron của các ion và so sánh với cấu hình electron của khí hiếm, ta thực hiện như sau:

* K$^+$: K có Z = 19, cấu hình electron là $1s^22s^22p^63s^23p^64s^1$. Khi tạo ion K$^+$, nó mất 1 electron ở lớp ngoài cùng, trở thành $1s^22s^22p^63s^23p^6$. Cấu hình này giống với khí hiếm Argon (Ar, Z = 18).
* Mg$^{2+}$: Mg có Z = 12, cấu hình electron là $1s^22s^22p^63s^2$. Khi tạo ion Mg$^{2+}$, nó mất 2 electron ở lớp ngoài cùng, trở thành $1s^22s^22p^6$. Cấu hình này giống với khí hiếm Neon (Ne, Z = 10).
* F$^-$: F có Z = 9, cấu hình electron là $1s^22s^22p^5$. Khi tạo ion F$^-$, nó nhận 1 electron vào lớp ngoài cùng, trở thành $1s^22s^22p^6$. Cấu hình này giống với khí hiếm Neon (Ne, Z = 10).
* S$^{2-}$: S có Z = 16, cấu hình electron là $1s^22s^22p^63s^23p^4$. Khi tạo ion S$^{2-}$, nó nhận 2 electron vào lớp ngoài cùng, trở thành $1s^22s^22p^63s^23p^6$. Cấu hình này giống với khí hiếm Argon (Ar, Z = 18).

Vậy:

* K$^+$ giống cấu hình electron của Argon (Ar).
* Mg$^{2+}$ giống cấu hình electron của Neon (Ne).
* F$^-$ giống cấu hình electron của Neon (Ne).
* S$^{2-}$ giống cấu hình electron của Argon (Ar).

Để xác định loại liên kết, ta dựa vào hiệu độ âm điện giữa các nguyên tử:

• Liên kết ion: Hiệu độ âm điện lớn (thường lớn hơn 1.7).
• Liên kết cộng hóa trị phân cực: Hiệu độ âm điện trung bình (thường từ 0.4 đến 1.7).
• Liên kết cộng hóa trị không phân cực: Hiệu độ âm điện nhỏ (thường nhỏ hơn 0.4).

Xét từng phân tử:

• $MgCl_2$: $\Delta \chi = |3.16 - 1.31| = 1.85 > 1.7$, liên kết ion.
• $AlCl_3$: $\Delta \chi = |3.16 - 1.61| = 1.55$, liên kết cộng hóa trị phân cực. (Chú ý: $AlCl_3$ có tính chất trung gian, có thể coi là cộng hóa trị phân cực).
• $HBr$: $\Delta \chi = |2.96 - 2.20| = 0.76$, liên kết cộng hóa trị phân cực.
• $O_2$: $\Delta \chi = |3.44 - 3.44| = 0$, liên kết cộng hóa trị không phân cực.
• $H_2$: $\Delta \chi = |2.20 - 2.20| = 0$, liên kết cộng hóa trị không phân cực.
• $NH_3$: $\Delta \chi = |3.04 - 2.20| = 0.84$, liên kết cộng hóa trị phân cực.

Vậy đáp án đúng là: Liên kết ion: $MgCl_2$; Liên kết cộng hóa trị phân cực: $AlCl_3$, $HBr$, $NH_3$; Liên kết cộng hóa trị không phân cực: $O_2$, $H_2$.

Các halogen tồn tại ở các trạng thái khác nhau do sự khác biệt về khối lượng phân tử và lực Van der Waals.

• Fluorine (F₂) và chlorine (Cl₂) có khối lượng phân tử nhỏ, nên lực Van der Waals yếu, do đó chúng tồn tại ở trạng thái khí.
• Bromine (Br₂) có khối lượng phân tử lớn hơn, lực Van der Waals mạnh hơn, đủ để giữ các phân tử lại gần nhau ở trạng thái lỏng.
• Iodine (I₂) có khối lượng phân tử lớn nhất, lực Van der Waals mạnh nhất, giữ các phân tử lại gần nhau ở trạng thái rắn.