Hoạt động mở đầu (trang 52) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Khi liên kết với nhau, nguyên tử của các nguyên tố dường như đã cố gắng “bắt chước” cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm để bền vững hơn. Điều này đã được nhà hóa học người Mỹ Lewis (Li-uýt, 1875 – 1946) đề nghị khi nghiên cứu về sự hình thành phân tử từ các nguyên tử. Ông gọi đó là quy tắc octet. Quy tắc octet là gì?
Trả lời:
- Quy tắc octet (bát tử): Trong quá trình hình thành liên kết hóa học, nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có xu hướng tạo thành lớp vỏ ngoài cùng có 8 electron tương ứng với khí hiếm gần nhất (hoặc 2 electron với khí hiếm helium)
1. Liên kết hóa học
Câu hỏi 1 (trang 52) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Hình 8.1 giải thích sự hình thành phân tử hydrogen (H2) và fluorine (F2) từ các nguyên tử. Theo em, các nguyên tử hydrogen và fluorine đã “bắt chước” cấu hình electron của các nguyên tử khí hiếm nào khi tham gia liên kết?
- Sự hình thành phân tử H2:
Sau khi tham gia liên kết nguyên tử H: Có 1 lớp electron, 2 electron ở lớp ngoài cùng ⇒ Giống cấu hình electron của He.
- Sự hình thành phân tử F2:
Sau khi hình thành liên kết Nguyên tử F: Có 2 lớp electron, 8 electron ở lớp ngoài cùng ⇒ Giống cấu hình electron của Ne
Câu hỏi 2 (trang 52) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Sử dụng sơ đồ tương tự như Hình 8.1, hãy giải thích sự tạo thành phân tử chlorine (Cl2) và oxygen (O2) từ các nguyên tử tương ứng
Trả lời:
- Nguyên tử chlorine có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Khi 2 nguyên tử Cl liên kết với nhau, mỗi nguyên tử Cl sẽ góp 1 electron để tạo 1 cặp electron dùng chung tạo thành cấu hình electron bền vững của khí hiếm
- Nguyên tử oxygen có 6 electron ở lớp ngoài cùng. Khi 2 nguyên tử O liên kết với nhau, mỗi nguyên tử O sẽ góp 2 electron để tạo 2 cặp electron dùng chung tạo thành cấu hình electron bền vững của khí hiếm
2. Quy tắc octet
Câu hỏi 3 (trang 53) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Từ Hình 8.2, cho biết mỗi nguyên tử nitrogen đã đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm nào.
Trả lời:
- Mỗi nguyên tử nitrogen đã đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm Ne
Luyện tập (trang 53) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Nguyên tử của các nguyên tố hydrogen và fluorine có xu hướng cho đi, nhận thêm hay góp chung các electron hóa trị khi tham gia liên kết hình thành phân tử hydrogen fluoride (HF)?
Lời giải:
- Nguyên tử fluorine và hydrogen đều là phi kim
+ Fluorine thuộc nhóm VIIA ⇒ có 7 electron lớp ngoài cùng.
+ Hydrogen thuộc nhóm IA ⇒ có 1 electron lớp ngoài cùng (lớp 1 có tối đa 2 electron)
⇒ Cả 2 có xu hướng nhận electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm
⇒ Khi tham gia liên kết hình thành phân tử HF, mỗi nguyên tử sẽ gọp chung 1 electron để tạo thành cặp electron dùng chung.
Câu hỏi 4 (trang 53) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Ion sodium và ion fluoride có cấu hình electron của các khi hiếm tương ứng nào?
Trả lời:
- Ion sodium có 2 lớp electron và có 8 electron ở lớp ngoài cùng => Giống cấu hình electron của khí hiếm Neon
- Ion fluoride có 2 lớp electron và có 8 electron ở lớp ngoài cùng => Giống cấu hình electron của khí hiếm Neon
Câu hỏi 5 (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Trình bày sự hình thành ion lithium. Cho biết ion lithium có cấu hình electron của khí hiếm tương ứng nào?
Lithium có số hiệu nguyên tử: Z = 3 ⇒ Cấu hình electron: 1s22s1
⇒ Lithium có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm He. Phần tử thu được mang điện tích dương, gọi là ion lithium, kí hiệu Li+
Luyện tập (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Biết phân tử magnesium oxide hình thành bởi các ion Mg2+ và O2-. Vận dụng quy tắc octet, trình bày sự hình thành các ion trên từ những nguyên tử tương ứng.
Lời giải:
- Nguyên tử Mg cho đi 2 electron để tạo thành Mg2+
- Nguyên tử O nhận thêm 2 electron để tạo thành O2-
Bài tập
Bài tập 1 (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có xu hướng đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm argon khi tham gia hình thành liên kết hóa học?
A. Fluorine
B. Oxygen
C. Hydrogen
D. Chlorine
Đáp án: D. Chlorine
- Fluorine (Z = 9): 1s22s22p5 => Có xu hướng nhận 1 electron thành F- có cấu hình: 1s22s22p6
- Oxygen (Z = 8): 1s22s22p4 => Có xu hướng nhận 2 electron thành O2- có cấu hình: 1s22s22p6
- Hydrogen (Z = 1): 1s1 => Có xu hướng góp chung 1 electron để tạo thành 1 cặp electron dùng chung đạt cấu hình: 1s2
- Chlorine (Z = 17): 1s22s22p63s23p5 => Có xu hướng nhận 1 electron thành Cl- có cấu hình: 1s22s22p63s23p6
=> Nguyên tử của nguyên tố chlorine có xu hướng đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm argon
Bài tập 2 (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Để đạt quy tắc octet, nguyên tử của nguyên tố potassium (Z = 19) phải nhường đi
A. 2 electron
B. 3 electron
C. 1 electron
D. 4 electron
Đáp án đúng là: C
- Nguyên tử potassium có Z = 19
⇒ Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s1
⇒ Có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ Có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm Ar: 1s22s22p63s23p6
Bài tập 3 (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Vận dụng quy tắc octet, trình bày sơ đồ mô tả sự hình thành phân tử potassium chloride (KCI) từ nguyên tử của các nguyên tố potassium và chlorine
Lời giải:
- Phân tử potassium được hình thành bởi các ion K+ và Cl-.
- Nguyên tử nguyên tố potassium cho đi 1 electron tạo thành K+ để đạt cấu hình electron bền vững của Ar
- Nguyên tử nguyên tố chloride nhận 1 electron tạo thành Cl- để đạt cấu hình electron bền vững của Ar
Bài tập 4 (trang 54) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 8: Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử H2O bằng cách áp dụng quy tắc octet
Lời giải:
- Nguyên tử O (Z = 8): 1s22s22p4 => Có xu hướng nhận 2 electron
- Nguyên tử H (Z = 1): 1s1 => Có xu hướng nhận 1 electron
=> Mỗi nguyên tử H sẽ bỏ ra 1 electron và góp chung với 2 electron của nguyên tử O tạo thành 2 cặp electron dùng chung