Lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử sách Chân trời sáng tạo hay, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng trả lời câu hỏi Hóa học 10 Bài 4 từ đó học tốt môn Hóa 10.
Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử
Giải hóa học 10 trang 26 Chân trời sáng tạo
Lời giải:
- Theo mô hình hiện đại, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định, tạo thành đám mây electron
- Các electron được sắp xếp thành từng lớp và phân lớp theo năng lượng từ thấp đến cao
- Trình tự sắp xếp các mức năng lượng:
+ Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau
+ Các electron trên cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau
1. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.1 và 4.2 => So sánh
Lời giải:
|
Hình 4.1 |
Hình 4.2 |
Giống nhau |
Chuyển động xung quanh hạt nhân |
|
Khác nhau |
Quỹ đạo hình tròn hoặc bầu dục xác định xung quanh hạt nhân |
Chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, không theo quỹ đạo xác định |
Giải hóa học 10 trang 27 Chân trời sáng tạo
Phương pháp giải:
- Theo Rutherford – Bohr: các electron chuyển động trên những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân
- Theo mô hình hiện đại: chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân, không theo một quỹ đạo xác định
Lời giải:
- Các thiên thể quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo xác định
- Theo Rutherford – Bohr: các electron chuyển động trên những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân
=> Mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr được gọi là mô hình hành tinh nguyên tử, tương tự như hệ Mặt Trời
Phương pháp giải:
- Đám mây electron: khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà có electron
- Orbital nguyên tử: khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron khoảng 90%
Lời giải:
- Đám mây electron là khu vực có sự có mặt của electron xung quanh hạt nhân
- Orbital nguyên tử là khu vực mà xác suất có mặt electron là 90% xung quanh hạt nhân
Phương pháp giải:
Orbital nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt (xác suất tìm thấy) electron khoảng 90%
Lời giải:
Orbital nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt (xác suất tìm thấy) electron khoảng 90%
=> Xuất phát từ mô hình nguyên tử hiện đại vì electron chuyển động không theo quỹ đạo, mật độ electron không giống nhau
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.4 và so sánh
Lời giải:
|
px |
py |
pz |
Giống nhau |
Đều có hình dạng là số 8 nổi |
||
Khác nhau |
Nằm trên trục Ox |
Nằm trên trục Oy |
Nằm trên trục Oz |
Giải hóa học 10 trang 28 Chân trời sáng tạo
2. Lớp và phân lớp electron
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.5 và gọi tên
Lời giải:
- Lớp 1 – Lớp K
- Lớp 2 – Lớp L
- Lớp 3 – Lớp M
- Lớp 4 – Lớp N
- Lớp 5 – Lớp O
- Lớp 6 – Lớp P
- Lớp 7 – Lớp Q
=> Cách gọi tên theo bảng chữ cái từ K đến Q lần lượt ứng với các lớp từ 1 đến 7
Phương pháp giải:
Các lớp càng gần hạt nhân thì lực hút càng lớn
Lời giải
- Lớp K gần hạt nhân nhất => Lực hút của hạt nhân với electron ở lớp K là lớn nhất
- Lớp Q nằm xa hạt nhân nhất => Lực hút của hạt nhân với electron ở lớp Q là nhỏ nhất
Phương pháp giải:
Đếm số phân lớp => So sánh với số lớp
Lời giải:
- Lớp 1 có 1 phân lớp
- Lớp 2 có 2 phân lớp
- Lớp 3 có 3 phân lớp
- Lớp 4 có 4 phân lớp
=> Từ lớp 1 đến lớp 4, số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó
Giải hóa học 10 trang 29 Chân trời sáng tạo
3. Cấu hình electron nguyên tử
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.7 và rút ra nhận xét
Lời giải:
Ở trạng thái cơ bản, các electron trong nguyên tử chiếm lần lượt những orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p…
Giải hóa học 10 trang 30 Chân trời sáng tạo
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.8 và rút ra nhận xét
Lời giải:
Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay ngược nhau
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.9 và rút ra nhận xét
Lời giải:
- Nguyên tử oxygen có:
+ 6 electron ghép đôi nằm ở orbital 1s, 2s và 1 orbital 2p
+ 2 electron độc thân nằm ở 2 orbital 2p
Giải hóa học 10 trang 31 Chân trời sáng tạo
Phương pháp giải:
Quan sát Bảng 4.1 và rút ra nhận xét
Lời giải:
- Lớp 1 có tối đa 2 electron = 2.12
- Lớp 2 có tối đa 8 electron = 2.22
- Lớp 3 có tối đa 18 electron = 2.32
- Lớp 4 có tối đa 32 electron = 2.42
=> Số electron tối đa trong lớp n là 2n2
Phương pháp giải:
Nitrogen có 2 lớp
- Lớp 1 có phân lớp 1s
- Lớp 2 có phân lớp 2s 2p
- Phân lớp s có tối đa 2 electron
- Phân lớp p có tối đa 6 electron
Lời giải:
Nitrogen có 2 lớp
- Lớp 1 có phân lớp 1s
- Lớp 2 có phân lớp 2s 2p
- Phân lớp s có tối đa số electron => 1s có 2 electron, 2s có 2 electron
- Phân lớp p chỉ chứa 1 nửa số electron tối đa => 2p có 3 electron
=> Nguyên tử nitrogen có số electron = 2 + 2 + 3 = 7 electron
Phương pháp giải:
Quan sát Hình 4.10 và rút ra nhận xét
Lời giải:
(a) Phân lớp bão hòa => Không có electron độc thân
(b) Phân lớp nửa bão hòa => Số electron độc thân = số orbital của phân lớp đó
(c) Phân lớp chưa bão hòa => số electron độc thân nhỏ hơn số orbital trong phân lớp đó
Phương pháp giải:
Đang cập nhật
Lời giải:
Đang cập nhật
Phương pháp giải:
Trong cùng một phân lớp chưa bão hòa, các electron sẽ phân bố vào các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa
Lời giải:
Cả 2 trường hợp (a) và (b) đều chưa đạt được phân lớp bão hòa
- Trường hợp (a) có 2 electron độc thân => Số electron độc thân đã tối đa
- Trường hợp (b) không có electron độc thân => Số electron độc thân chưa tối đa
=> Trường hợp (a) tuân theo quy tắc Hund, trường hợp (b) không tuân theo quy tắc Hund
Giải hóa học 10 trang 32 Chân trời sáng tạo
Câu hỏi 14 trang 32 Hóa học 10: Cấu hình electron của một nguyên tử cho biết những thông tin gì?
Phương pháp giải:
Lời giải chi tiết:
Cấu hình electron cho biết: số electron trên phân lớp, số electron lớp ngoài cùng, số lớp electron của nguyên tử
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số electron: 13
Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng
Lời giải:
- Nguyên tử có Z = 13 => Có 13 electron
- Viết theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d… (trong đó phân lớp s chứa tối ta 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron, phân lớp f chứa tối đa 14 electron)
- Điền các electron: 1s22s22p63s23p1
=> Nguyên tử aluminium có 1 electron độc thân
Giải hóa học 10 trang 33 Chân trời sáng tạo
Phương pháp giải:
- Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại
- Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim
Lời giải:
Theo Bảng 4.2 phosphorus có 5 electron ở lớp ngoài cùng
=> Phosphorus là nguyên tố phi kim
Phương pháp giải:
- Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại
- Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim
- Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim
- Nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm
Lời giải:
Theo Bảng 4.2 lithium có 1 electron ở lớp ngoài cùng
=> Lithium là nguyên tố kim loại
Giải hóa học 10 trang 34 Chân trời sáng tạo
Bài tập (trang 34)
Phương pháp giải:
- Trong cùng một phân lớp chưa bão hòa, các electron sẽ phân bố vào các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa
- AO chứa electron độc thân: ↑
- AO chứa electron ghép đôi: ↑↓
Lời giải:
(1): đúng vì chứa tối đa electron và biểu diễn electron độc thân bằng mũi tên đi lên
(2): sai vì số electron độc thân chưa tối đa
(3): sai vì biểu diễn 1 electron độc thân bằng mũi tên đi xuống
(4): sai vì biểu diễn electron độc thân bằng mũi tên đi xuống
(5): sai vì số electron độc thân chưa tối đa, biểu diễn electron độc thân bằng mũi tên đi xuống
(6): sai vì biểu diễn 2 electron độc thân bằng mũi tên đi xuống
Phương pháp giải:
- Lớp thứ nhất: có 1 phân lớp là 1s
- Lớp thứ 2: có 2 phân lớp là 2s và 2p
Lời giải:
- Lớp thứ nhất: có 1 phân lớp là 1s
- Lớp thứ 2: có 2 phân lớp là 2s và 2p
- Phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6 electron
=> Cấu hình electron của nguyên tố X: 1s22s22p4
=> Nguyên tố X có 8 electron
=> Số hiệu nguyên tử của X: Z = 8
a) Boron
b) Oxygen
c) Phosphorus
d) Chlorine
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số electron
Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng
Bước 4: Xác định số electron độc thân
Lời giải:
a) Boron (Z = 5): 1s22s22p1 => Có 1 electron độc thân
b) Oxygen (Z = 8): 1s22s22p4 => Có 2 electron độc thân
c) Phosphorus (Z = 15): 1s22s22p63s23p3 => Có 3 electron độc thân
d) Chlorine (Z = 17): 1s22s22p63s23p5 => Có 1 electron độc thân
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số electron
Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng
Bước 4: Xác định số electron ở lớp ngoài cùng
+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại
+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim
+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim
+ Nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm
Lời giải:
- Nguyên tố Carbon (Z = 6): 1s22s22p2 => Có 4 electron ở lớp ngoài cùng, là nguyên tố phi kim
- Nguyên tố Sodium (Z = 11): 1s22s22p63s1 => Có 1 electron ở lớp ngoài cùng, là nguyên tố kim loại
- Nguyên tố Oxygen (Z = 8): 1s22s22p4 => Có 6 electron ở lớp ngoài cùng, là nguyên tố phi kim
Bài giảng Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo
Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:
Bài 5: Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Bài 7: Định luật tuần hoàn - Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học