Câu hỏi: Chất nào sau đây không dẫn điện?
- A. KCl rắn, khan.
- B. CaCl₂ nóng chảy.
- C. NaOH nóng chảy.
- D. HBr hòa tan trong nước.
Đáp án đúng là A. KCl ràn, khan. Chất dẫn điện phải chứa các hạt mang điện tự do chuyển động được. Ở KCl rắn, khan, các ion K⁺ và Cl⁻ bị cố định chặt chẽ trong mạng tinh thể ion nên không thể dịch chuyển, do đó chất này không dẫn điện được.
Vì sao KCl rắn, khan không dẫn điện?
Một chất dẫn điện được khi bên trong nó có các hạt mang điện (ion hoặc electron) tự do chuyển động có hướng dưới tác dụng của hiệu điện thế. Với các hợp chất ion, hạt mang điện chính là ion dương và ion âm.
KCl là hợp chất ion điển hình, được tạo từ ion K⁺ và Cl⁻ liên kết với nhau bằng lực hút tĩnh điện và xếp xếp khít trong mạng tinh thể. Khi ở trạng thái rắn, khan, các ion này chỉ dao động quanh vị trí cố định trong mạng tinh thể mà không thể dịch chuyển tự do. Không có ion tự do nghĩa là không có hạt mang điện di chuyển được, nên KCl rắn, khan không dẫn điện.
Chỉ khi bị nung nóng chảy hoặc hòa tan vào nước, mạng tinh thể của KCl mới bị phá vỡ, giải phóng các ion K⁺ và Cl⁻ tự do; lúc đó nó mới trở thành chất dẫn điện. Cần phân biệt với kim loại: kim loại dẫn điện ngay cả ở thể rắn nhờ các electron tự do, còn hợp chất ion chỉ dẫn điện khi ở thể lỏng (nóng chảy) hoặc trong dung dịch.
Vì sao các phương án B, C, D sai?
Cả ba phương án này đều ở trạng thái có ion tự do chuyển động nên đều dẫn điện, cụ thể:
- B. CaCl₂ nóng chảy: khi nóng chảy, mạng tinh thể bị phá vỡ, CaCl₂ tồn tại dưới dạng các ion Ca²⁺ và Cl⁻ tự do chuyển động nên dẫn điện.
- C. NaOH nóng chảy: tương tự, NaOH nóng chảy chứa các ion Na⁺ và OH⁻ tự do chuyển động nên dẫn điện.
- D. HBr hòa tan trong nước: HBr là axit mạnh, khi tan trong nước phân li hoàn toàn ra các ion H⁺ và Br⁻, tạo thành dung dịch có ion tự do nên dẫn điện.
Phương án dễ nhầm nhất là D. Nhiều em thấy HBr là hợp chất cộng hóa trị (phân tử) nên cho rằng nó không dẫn điện. Lưu ý rằng bản chất dẫn điện ở đây phụ thuộc vào trạng thái: HBr nguyên chất thì không dẫn điện, nhưng đề ghi rõ “hòa tan trong nước”, tức đã phân li ra ion, dung dịch chắc chắn dẫn điện.
Hệ thống kiến thức liên quan
Điều kiện chung để một chất dẫn điện là phải có hạt mang điện tự do. Trong chương trình hóa học phổ thông, cần phân biệt ba tình huống:
- Hợp chất ion ở thể rắn, khan: ion bị neo giữ trong mạng tinh thể, không dẫn điện (ví dụ KCl rắn, NaCl rắn).
- Hợp chất ion nóng chảy hoặc tan trong nước: ion được giải phóng, tự do chuyển động, dẫn điện (ví dụ CaCl₂ nóng chảy, dung dịch NaOH).
- Chất phân tử tan trong nước: nếu là chất điện li như HBr, HCl thì phân li ra ion và dung dịch dẫn điện; nếu không điện li như đường saccarozơ thì dung dịch không dẫn điện dù vẫn tan.
Như vậy, cùng một chất có thể dẫn điện hay không tùy thuộc vào trạng thái tồn tại, vì trạng thái quyết định ion có tự do chuyển động hay không. Đây chính là ý xuyên suốt của câu hỏi này.
Mẹo ghi nhớ và cách nhận diện nhanh
Khi gặp dạng câu hỏi “chất nào sau đây không dẫn điện được”, hãy soi ngay vào trạng thái ghi trong phương án thay vì chỉ nhìn công thức hóa học:
- Gặp cụm từ “rắn, khan” đi kèm hợp chất ion → không dẫn điện, thường là đáp án cần tìm.
- Gặp “nóng chảy” hoặc “hòa tan trong nước” kèm chất điện li (muối, bazơ, axit mạnh) → dẫn điện.
- Gặp kim loại → dẫn điện ở mọi trạng thái nhờ electron tự do.
Thủ thuật ngắn gọn: hợp chất ion “rắn thì câm, lỏng thì nói” — rắn không dẫn điện, nóng chảy hoặc tan nước mới dẫn điện. Áp dụng quy tắc này, chỉ cần quét qua các phương án là chọn được đáp án A ngay.
Bài viết liên quan: