Hoạt động mở đầu (trang 26) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Cho biết sự phân bố electron theo lớp của các nguyên tử H, He, Li như sau:
Dựa vào hình 5.1, hãy cho biết số electron tối đa ở lớp K của các nguyên tử có số hiệu nguyên tử Z ≥ 2 là bao nhiêu. Theo em, thứ tự phân bố electron vào lớp vỏ nguyên tử như thế nào?
Trả lời:
- Dựa vào hình 5.1 số electron tối đa ở lớp K của các nguyên tử có số hiệu nguyên tử Z ≥ 2 là 2.
- Các electron sẽ được phân bố lần lượt vào các lớp theo chiều từ gần hạt nhân ra ngoài. Mỗi lớp có số electron đối đa xác định, như lớp thứ nhất có tối đa 2 electron, lớp thứ 2 có tối đa 8 electron,…
I. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
Câu hỏi 1 (trang 26) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Vì sao số AO trong một lớp luôn bằng một nửa số electron tối đa thuộc lớp đó?
Trả lời:
- Vì lớp thứ n có n2 AO và số electron tối đa trong mỗi lớp là 2n2 nên số AO trong một lớp luôn bằng một nửa số electron tối đa thuộc lớp đó.
Luyện tập 1 (trang 27) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Lớp ngoài cùng của nitrogen (Z = 7) có bao nhiêu electron, bao nhiêu AO?
Lời giải:
- Lớp ngoài cùng có 5 electron và 3 AO.
2. Phân lớp electron
Câu hỏi 2 (trang 27) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Các ô (1), (2), (3), (4) trong hình dưới đây liên hệ với nội dung nào về cấu tạo lớp vỏ nguyên tử?
Trả lời:
Các ô (1), (2), (3), (4) trong hình dưới thể hiện mỗi lớp electron (trừ lớp thứ nhất) lại được chia thành các phân lớp.
Lớp K, n =1 có 1 phân lớp
Lớp L, n = 2 có 2 phân lớp
Lớp M, n = 3 có 3 phân lớp
Lớp N, n = 4 có 4 phân lớp.
Câu hỏi 3 (trang 27) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Lớp electron thứ tư (n = 4) có bao nhiêu phân lớp và kí hiệu các phân lớp này là gì?
Trả lời:
- Lớp electron thứ tư (n = 4) có 4 phân lớp và kí hiệu là 4s, 4p, 4d, 4f.
Câu hỏi 4 (trang 27) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Tính số electron tối đa (bão hòa) trên mỗi phân lớp ns, np, nd, nf.
Trả lời:
II. Cấu hình electron nguyên tử
Luyện tập 2 (trang 28) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Viết cấu hình electron của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 20
Lời giải:
Z = 1: 1s1
Z = 2: 1s2
Z = 3: 1s22s1
Z = 4: 1s22s2
Z = 5: 1s22s22p1
Z = 6: 1s22s22p2
Z = 7: 1s22s22p3
Z = 8: 1s22s22p4
Z = 9: 1s22s22p5
Z = 10: 1s22s22p6
Z = 11: 1s22s22p63s1
Z = 12: 1s22s22p63s2
Z = 13: 1s22s22p63s23p1
Z = 14: 1s22s22p63s23p2
Z = 15: 1s22s22p63s23p3
Z = 16: 1s22s22p63s23p4
Z = 17: 1s22s22p63s23p5
Z = 18: 1s22s22p63s23p6
Z = 19: 1s22s22p63s23p64s1
Z = 20: 1s22s22p63s23p64s2
Luyện tập 3 (trang 29) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Biểu diễn cấu hình theo orbital (chỉ với lớp ngoài cùng) các nguyên tử có Z từ 1 đến 20. Xác định số electron độc thân của mỗi nguyên tử.
Lời giải:
III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử
Luyện tập 4 (trang 30) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Dự đoán tính chất hóa học cơ bản (tính kim loại, tính phi kim) của các nguyên tố có Z từ 1 đến 20.
Lời giải:
- Tính kím loại: gồm các nguyên tố có Z từ 1 đến 5, từ 11 đến 13, từ 19 đến 20.
- Tính phi kim gồm các nguyên tố có Z từ 6 đến 9, từ 14 đến 17.
Bài tập
Bài tập 1 (trang 30) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Những phát biểu nào sau đây là đúng?
(a) Orbital 1s có dạng hình cầu, orbital 2s có dạng hình số tám nổi.
(b) Trong một nguyên tử, năng lượng của electron thuộc AO 1s thấp hơn năng lượng của electron thuộc AO 2s.
(c) Trong một nguyên tử, năng lượng của electron thuộc AO 2s thấp hơn năng lượng của electron thuộc AO 2p.
(d) Trong một nguyên tử, năng lượng của electron thuộc AO 2s gần năng lượng của electron thuộc AO 2p.
Trả lời:
(a) Sai vì AO s có dạng hình cầu.
(b) Đúng.
(c) Sai.
(d) Đúng.
Bài tập 2 (trang 30) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Nguyên tử nguyên tố X có hai lớp electron, trong đó có một electron độc thân. Vậy X có thể là những nguyên tố nào?
Lời giải:
- Cấu hình electron theo orbital của nguyên tố X có thể là:
Vậy X có thể là Z = 3 (Li) hoặc Z = 5 (Bo) hoặc Z = 9 (F).
Bài tập 3 (trang 30) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 5: Cấu hình electron của ion được thiết lập bằng cách nhận hoặc nhường electron, bắt đầu từ phân lớp ngoài cùng của cấu hình electron nguyên tử tương ứng.
a) Viết cấu hình electron của ion Na+ và ion Cl-.
b) Nguyên tử Cl nhận 1 electron để trở thành ion Cl-, electron này xếp vào AO thuộc phân lớp nào của CL? AO đó là AO trống, chứa 1 hay 2 electron?
Lời giải:
a) Na (Z = 11) 1s22s22p63s1 ⇒ Na+: 1s22s22p6.
Cl (Z = 17) 1s22s22p63s23p5 ⇒ Cl-: 1s22s22p63s23p6.
b) Nguyên tử Cl nhận 1 electron để trở thành ion Cl-, electron này xếp vào AO thuộc phân lớp p của Cl. AO đó là AO chứa 1 electron.
Cl +1e → Cl-