Mở đầu trang 52 Hóa học 10: 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?

Lời giải:

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 Hóa học 10: 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?

Phương pháp giải:

Sau khi tham gia liên kết, nguyên tử hydrogen có 2 electron lớp ngoài cùng và nguyên tử fluorine có 8 electron lớp ngoài cùng

Lời giải:

- 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

   + Nguyên tử F: Có 2 lớp electron, 8 electron ở lớp ngoài cùng => Giống cấu hình electron của Ne

Câu hỏi 2 trang 52 Hóa học 10: 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

Phương pháp giải:

- Nguyên tử O có 6 electron ở lớp ngoài cùng => Cần thêm 2 electron

- Nguyên tử Cl có 7 electron ở lớp ngoài cùng => Cần thêm 1 electron

Lời giải:

- 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

Giải hóa học 10 trang 53 Chân trời sáng tạo

2. Quy tắc Octet

Câu hỏi 3 trang 53 Hóa học 10: Từ Hình 8.2, cho biết mỗi nguyên tử nitrogen đã đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm nào

Phương pháp giải:

Sau khi tham gia liên kết, nguyên tử nitrogen có 8 electron ở lớp ngoài cùng

Lời giải:

Sau khi tham gia liên kết, nguyên tử nitrogen 8 electron ở lớp ngoài cùng và có 2 lớp electron

=> Đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm Neon

Luyện tập trang 53 Hóa học 10: 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)?

Phương pháp giải:

- Nguyên tử fluorine và hydrogen đều là phi kim

   + Fluorine có 7 electron lớp ngoài cùng

   + Hydrogen 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

Lời giải:

- Nguyên tử fluorine và hydrogen đều là phi kim

   + Fluorine có 7 electron lớp ngoài cùng

   + Hydrogen 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 bỏ ra 1 electron để tạo thành 1 cặp electron dùng chung

Câu hỏi 4 trang 53 Hóa học 10: Ion sodium và ion fluoride có cấu hình electron của các khi hiếm tương ứng nào?

Phương pháp giải:

Quan sát Hình 8.3 và Hình 8.4 và rút ra nhận xét

Lời giải:

- 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

Giải hóa học 10 trang 54 Chân trời sáng tạo

Câu hỏi 5 trang 54 Hóa học 10: Trình bày sự hình thành ion lithium. Cho biết ion lithium có cấu hình electron của khí hiếm tương ứng nào?

Phương pháp giải:

- Viết cấu hình electron của Lithium => Xu hướng nhường hay nhận electron

Lời giải:

- 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

1s²2s¹ → 1s² + 1e

Luyện tập trang 54 Hóa học 10: Biết phân tử magnesium oxide hình thành bởi các ion Mg²⁺ và O^2-. Vận dụng quy tắc octet, trình bày sự hình thành các ion trên từ những nguyên tử tương ứng.

Phương pháp giải:

- Nguyên tử Mg có 2 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhường 2 electron

- Nguyên tử O có 6 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Xu hướng nhận 2 electron

Lời giải:

- Nguyên tử Mg có Z = 12 => Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²

=> Nguyên tử Mg sẽ nhường 2 electron tạo thành ion Mg²⁺ để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm:

1s²2s²2p⁶3s² → 1s²2s²2p⁶ + 2e  ( Mg → Mg²⁺ + 2e)

- Nguyên tử O có Z = 8 => Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴

=> Nguyên tử O sẽ nhận 2 electron tạo thành ion O^2- để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm:

1s²2s²2p⁴ + 2e → 1s²2s²2p⁶ ( O + 2e → O^2-)

Bài tập (trang 54)

Bài 1 trang 54 Hóa học 10: 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

Phương pháp giải:               

Cấu hình electron khí hiếm Argon: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Lời giải:

- 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 O^2- 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

Đáp án D

Bài 2 trang 54 Hóa học 10: 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

Phương pháp giải:

- Viết cấu hình electron của nguyên tử potassium

=> Xu hướng nhường bao nhiêu electron

Lời giải:

- Nguyên tử potassium có Z = 19

=> Cấu hình electron:  1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

=> Có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm Argon: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

Đáp án C

Bài 3 trang 54 Hóa học 10: Vận dụng quy tắc octet, trình bày sơ đồ mô tả sự hình thành phân tử potassium chloride (KCl) từ nguyên tử của các nguyên tố potassium và chlorine.

Phương pháp giải:

Bước 1: Viết cấu hình electron của nguyên tử K và Cl => Xu hướng nhường hay nhận electron của K và Cl

Bước 2: Vẽ sơ đồ mô tả

Lời giải:

- Nguyên tử K (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ => Có xu hướng nhường 1 electron

- Nguyên tử Cl (Z = 17): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ => Có xu hướng nhận 1 electron

=> Nguyên tử Cl sẽ nhận 1 electron của nguyên tử K để hình thành phân tử potassium chlorine (KCl)

- Sơ đồ mô tả:

Bài 4 trang 54 Hóa học 10: Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử H₂O bằng cách áp dụng quy tắc octet

Phương pháp giải:

Bước 1: Viết cấu hình electron của O và H => Xu hướng nhường hay nhận electron của O và H

Bước 2: Vẽ sơ đồ mô tả

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

Lý thuyết Quy tắc octet

I. Liên kết hóa học

- Phân tử được tạo nên từ các nguyên tử bằng liên kết hóa học.

Ví dụ:

- Phân tử hydrogen (H₂) được tạo nên bằng liên kết hóa học giữa hai nguyên tử hydrogen (H).

- Phân tử fluorine (F₂) được tạo nên bằng liên kết hóa học giữa hai nguyên tử fluorine (F).

II. Quy tắc octet

- 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).

Ví dụ 1: Vận dụng quy tắc octet trong sự hình thành phân tử oxygen (O₂)

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 neon.

Ví dụ 2: Vận dụng quy tắc octet trong sự tạo thành ion potassium (K⁺).

Nguyên tử potassium có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Nếu mất đi 1 electron nguyên tử potassium sẽ đạt được cấu hình electron bền vững, giống với khí hiếm gần nhất là Ar.

Viết gọn: K → K⁺ + 1e

Ví dụ 3: Vận dụng quy tắc octet trong sự tạo thành phân tử HF.

+ 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.

Chú ý:

+ Không phải mọi trường hợp, nguyên tử của các nguyên tố khi tham gia liên kết đều tuân theo quy tắc octet. Người ta nhận thấy, một số phân tử có thể không tuân theo quy tắc octet như: NO; BH₃; SF₆ …

+ Với nguyên tử của các nguyên tố nhóm B, người ta áp dụng một số quy tắc khác, tương ứng với quy tắc octet, là quy tắc 18 electron để giải thích xu hướng khi tham gia liên kết hóa học của chúng.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 8: Quy tắc octet - Chân trời sáng tạo

Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

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

Bài 9: Liên kết ion

Bài 10: Liên kết cộng hóa trị