Giải SGK Hóa học 10 Bài 4 (Chân trời sáng tạo): Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử

9.4 K

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

Mở đầu trang 26 Hóa học 10Trong nguyên tử, các electron chuyển động như thế nào và chiếm những mức năng lượng nào? Trình tự sắp xếp các mức năng lượng này ra sao? Việc phân bố các electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc nào?

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

Câu hỏi 1 trang 26 Hóa học 10Quan sát Hình 4.1 và 4.2, so sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa mô hình Rutherford – Bohr với mô hình hiện đại mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử

 (ảnh 1)

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

Vận dụng trang 27 Hóa học 10Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời ở trung tâm và các thiên thể quay quanh theo những quỹ đạo xác định. Hãy cho biết mô hình nguyên tử của nhà khoa học nào được gọi là mô hình hành tinh nguyên tử, tương tự như hệ Mặt Trời?

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 2 trang 27 Hóa học 10Quan sát Hình 4.3, phân biệt khái niệm đám mây electron và khái niệm orbital nguyên tử

Quan sát Hình 4.3, phân biệt khái niệm đám mây electron và khái niệm orbital nguyên tử (ảnh 1)

 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

Câu hỏi 3 trang 27 Hóa học 10Cho biết khái niệm orbital nguyên tử xuất phát từ mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr hay mô hình nguyên tử hiện đại

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

Câu hỏi 4 trang 27 Hóa học 10: Quan sát Hình 4.4, hãy cho biết điểm giống và khác nhau giữa các orbital p: px, py, pz

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 5 trang 28 Hóa học 10Quan sát Hình 4.5, nhận xét cách gọi tên các lớp electron bằng các chữ cái tương ứng với các lớp từ 1 đến 7

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 6 trang 28 Hóa học 10Từ Hình 4.5, cho biết lực hút của hạt nhân với electron ở lớp nào là lớn nhất và lớp nào là nhỏ nhất

 (ảnh 1)

 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 

Câu hỏi 7 trang 28 Hóa học 10Quan sát Hình 4.6, nhận xét về số lượng phân lớp trong các các lớp từ 1 đến 4

Quan sát Hình 4.6, nhận xét về số lượng phân lớp trong các các lớp từ 1 đến 4 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 8 trang 29 Hóa học 10Quan sát Hình 4.7, nhận xét chiều tăng năng lượng của các electron trên các AO ở trạng thái cơ bản (trạng thái có năng lượng thấp nhất)

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 9 trang 30 Hóa học 10Quan sát Hình 4.8, cho biết cách biểu diễn 2 electron trong một orbital dựa trên cơ sở nào

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 10 trang 30 Hóa học 10Quan sát Hình 4.9, hãy cho biết nguyên tử oxygen có bao nhiêu electron ghép đôi và bao nhiêu electron độc thân

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 11 trang 31 Hóa học 10Từ Bảng 4.1, hãy chỉ ra mối quan hệ giữa số thứ tự lớp và số electron tối đa trong mỗi lớp

 (ảnh 1)

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

Luyện tập 1 trang 31 Hóa học 10Nguyên tử nitrogen có 2 lớp electron trong đó có 2 phân lớp s và 1 phân lớp p. Các phân lớp s đều chứa số electron tối đa, còn phân lớp p chỉ chứa một nửa số electron tối đa. Nguyên tử nitrogen có bao nhiêu electron?

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

Câu hỏi 12 trang 31 Hóa học 10Quan sát Hình 4.10, hãy nhận xét số lượng electron độc thân ở mỗi trường hợp

 (ảnh 1)

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

Câu hỏi 13 trang 31 Hóa học 10Hãy đề nghị cách phân bố electron vào các orbital để số electron độc thân là tối đa

Phương pháp giải:

Đang cập nhật

Lời giải:

Đang cập nhật

Luyện tập 2 trang 31 Hóa học 10Trong các trường hợp (a) và (b) dưới đây, trường hợp nào có sự phân bố electron vào các orbital tuân theo và không tuân theo quy tắc Hund

 (ảnh 1)

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 10Cấu hình electron của một nguyên tử cho biết những thông tin gì?

Phương pháp giải: (ảnh 1)

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

Luyện tập trang 32 Hóa học 10Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố aluminium (Z = 13) và biểu diễn cấu hình electron của aluminium theo ô orbital. Từ đó, xác định số electron độc thân của nguyên tử này.

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

 (ảnh 1)

=> Nguyên tử aluminium có 1 electron độc thân

Giải hóa học 10 trang 33 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 15 trang 33 Hóa học 10Quan sát Bảng 4.2, hãy cho biết dựa trên cơ sở nào để dự đoán 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

Lời giải:

Theo Bảng 4.2 phosphorus có 5 electron ở lớp ngoài cùng

=> Phosphorus là nguyên tố phi kim

Vận dụng trang 33 Hóa học 10Lithium là một nguyên tố có nhiều công dụng, được sử dụng trong chế tạo máy bay và trong một số loại pin nhất định. Pin Lithium -lon (pin Li-lon) đang ngày càng phổ biến, nó cung cấp năng lượng cho cuộc sống của hàng triệu người mỗi ngày thông qua các thiết bị như máy tính xách tay, điện thoại di động, xe Hybrid, xe điện,… nhờ trọng lượng nhẹ, cung cấp năng lượng cao và khả năng sạc lại. Dựa vào cấu hình electron nguyên tử (Bảng 4.2), hãy dự đoán lithium là kim loại, phi kim hay khí hiếm?

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)

Bài 1 trang 34 Hóa học 10Trong các cách biểu diễn electron và các orbital của phân lớp 2p ở trạng thái cơ bản, hãy chọn cách phân bố đúng:

 (ảnh 1)

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

Bài 2 trang 34 Hóa học 10Cho nguyên tố X có 2 lớp electron, lớp thứ 2 có 6 electron. Xác định số hiệu nguyên tử của X

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

Bài 3 trang 34 Hóa học 10Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của những nguyên tố nào dưới đây có electron độc thân?

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

Bài 4 trang 34 Hóa học 10: Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố: carbon (Z = 6), sodium (Z = 11) và oxygen (Z = 8). Cho biết số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố trên. Chúng là kim loại, phi kim hay khí hiếm

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

Lý thuyết Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử

I. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử

1. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

- Theo mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr (mô hình hành tinh nguyên tử), các electron chuyển động trên những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân.

- Theo mô hình hiện đại, trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định, tạo thành đám mây electron.

2. Orbital nguyên tử

Orbital nguyên tử (Atomic Orbital, viết tắt AO) là khu vực không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử mà tại đó xác suất tìm thấy electron là lớn nhất (khoảng 90%).

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

- Một số AO thường gặp: s, p, d, f

- Các AO có hình dạng khác nhau: AO s có dạng hình cầu, AO p có dạng hình số tám nổi, AO d và f có hình dạng phức tạp.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

II. Lớp và phân lớp electron

Trong nguyên tử, các electron được sắp xếp thành từng lớp và phân lớp theo năng lượng từ thấp đến cao.

1. Lớp electron

Trong nguyên tử, các electron được sắp xếp thành từng lớp (kí hiệu K, L, M, N, O, P, Q) từ gần đến xa hạt nhân, theo thứ tự từ lớp n = 1 đến n = 7.

- Các electron trên cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

2. Phân lớp electron

Mỗi lớp electron phân chia thành các phân lớp, được kí hiệu bằng các chữ cái viết thường: s, p, d, f. Các electron thuộc các phân lớp s, p, d và f được gọi tương ứng là các electron s, p, d và f.

- Các phân lớp s, p, d và f lần lượt có các số AO tương ứng 1, 3, 5 và 7.

- Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.

- Với 4 lớp đầu (1, 2, 3, 4) số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó.

Ví dụ: Lớp thứ 3 có 3 phân lớp. Lớp thứ 4 có 4 phân lớp.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

III. Cấu hình electron nguyên tử

1. Nguyên lí vững bền

- Trong nguyên tử, các electron trên mỗi AO có một mức năng lượng xác định. Người ta gọi mức năng lượng này là mức năng lượng AO nguyên tử.

- Nguyên lí vững bền: 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 …

- Các electron trên các AO khác nhau của cùng một phân lớp có năng lượng như nhau.

Ví dụ: Phân lớp 3p có 3 AO 3px, 3py, 3pz; các electron của các AO p trong phân lớp này tuy có sự định hướng trong không gian khác nhau nhưng chúng có cùng mức năng lượng AO.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

2. Nguyên lí Pauli

- Để biểu diễn orbital nguyên tử, người ta sử dụng các ô vuông, gọi là ô lượng tử. Mỗi ô lượng tử ứng với một AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron.

+ Nếu trong AO chỉ chứa 1 electron thì electron đó gọi là electron độc thân (kí hiệu bởi 1 mũi tên hướng lên ↑).

+ Nếu AO chứa đủ 2 electron thì các electron đó gọi là electron ghép đôi (kí hiệu bởi hai mũi tên ngược chiều nhau ↑↓).

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

- Nguyên lí Pauli: Mỗi orbital chỉ chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay ngược nhau.

- Dựa vào nguyên lí Pauli, ta dễ dàng xác định được số AO và số electron tối đa trong mỗi lớp và phân lớp:

+ Số AO tối đa trong lớp n là n2 (n ≤ 4).

+ Số electron tối đa trong lớp n là 2n2 (n ≤ 4).

Ví dụ: Số AO tối đa trong lớp thứ 2 là 22 = 4

Số electron tối đa trong lớp thứ 2 là 2.22 = 8 electron.

3. Quy tắc Hund

Các phân lớp: s2; p6; d10; f14 chứa đủ số electron tối đa gọi là phân lớp bão hòa.

- Các phân lớp: s1; p3; d5; f7 chứa một nửa số electron tối đa gọi là phân lớp nửa bão hòa.

- Các phân lớp chưa đủ số electron tối đa gọi là phân lớp chưa bão hòa.

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

Quy tắc Hund: 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.

4. Cách viết cấu hình electron nguyên tử

- Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trong vỏ nguyên tử trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.

- Cấu hình electron nguyên tử phải được viết theo thứ tự các lớp electron và phân lớp trong mỗi lớp. Trong đó:

+ Số thứ tự lớp electron được viết bằng các số tự nhiên (n = 1, 2, 3, …)

+ Phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f.

+ Số electron của từng phân lớp được ghi bằng chỉ số ở phía trên, bên phải kí hiệu của phân lớp.

- Quy ước cách biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp như sau:

Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

- Cách viết cấu hình electron:

Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử.

Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử.

Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron.

Ví dụ:

K (Z = 19): Thứ tự mức năng lượng orbital: 1s22s22p63s23p64s1.

Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s1 hoặc viết gọn là: [Ar]4s1.

[Ar] là kí hiệu cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố argon, là khí hiếm gần nhất đứng trước K.

Cấu hình electron theo orbital:Lý thuyết Hóa học 10 Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử - Chân trời sáng tạo (ảnh 1)

5. Đặc điểm electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

Dựa vào số lượng electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố, có thể dự đoán một nguyên tố là kim loại, phi kim hay khí hiếm.

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại (trừ H, He, B).

+ 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.

+ Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm (trừ He có 2 electron ở lớp ngoài cùng).

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 3: Nguyên tố hóa học

Bài 5: Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố, thành phần và một số tính chất của hợp chất trong một chu kì và nhóm

Bài 7: Định luật tuần hoàn - Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Đánh giá

0

0 đánh giá