SKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPT

SKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPTSKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPT

TRƯỜNG THPT SỐ BỐ TRẠCH TỔ HÓA HỌC -  -  -  - SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TUYỂN CHỌN, PHÂN LOẠI BÀI TẬP CHUYÊN SÂU PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ÁP DỤNG GIẢNG DẠY, TUYỂN CHỌN VÀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THPT Giáo viên: Trần Thái Sơn Tổ: Hóa học Năm học 2012 – 2013 Sáng kiến kinh nghiệm MỤC LỤC A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Nguyên tử .4 I.2 Bảng tuần hoàn II PHÂN LOẠI BÀI TẬP II.1 Bài tập xác định khối lượng nguyên tử, khối lượng riêng, độ rỗng tinh thể, bán kính nguyên tử II.2 Bài tập xác định thành phần nguyên tử II.3 Bài tập xác định số khối, % khối lượng, % số lượng nguyên tử II.4 Bài tập liên quan đến số lượng tử II.5 Bài tập xác định nguyên tố III GIẢI PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ C PHỤ LỤC MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ VÀ TỔNG HỢP D KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ E TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm A MỞ ĐẦU I Lý chọn đề tài Hiện tài liệu dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi THPT ít, giáo viên bồi dưỡng đội tuyển phải tự soạn, đọc tài liệu, tuyển chọn giảng dạy theo kinh nghiệm nội dung thi học sinh giỏi thường sâu rộng Vì việc tập hợp nội dung để ôn luyện đội tuyển gặp nhiều khó khăn tốn nhiều thời gian Một thực tế thời gian để giáo viên nghiên cứu, sử dụng vấn đề chuyên sâu không nhiều kiến thức mai dần Mặt khác, q trình giảng dạy, giáo viên chọn đối tượng phù hợp để giao vấn đề chuyên sâu cho học sinh nghiên cứu làm tiền đề cho việc nâng cao kiến thức tuyển chọn đội tuyển học sinh giỏi Vì lý nên tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Tuyển chọn, phân loại tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hồn ngun tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn bồi dưỡng học sinh giỏi THPT” nhằm soạn tài liệu để phục vụ giáo viên học sinh trình nghiên cứu học tập Đồng thời áp dụng vào giảng dạy nhằm phát học sinh khiếu để tuyển chọn vào đội tuyển học sinh giỏi khối 11 II Mục đích nghiên cứu - Tạo tài liệu tham khảo cho giáo viên học sinh - Phát học sinh khiếu từ lớp 10 để tuyển chọn vào đội tuyển học sinh giỏ khối 11 - Nâng cao hiệu bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi III Đối tượng nghiên cứu - Nội dung kiến thức bản, nâng cao chuyên sâu thuộc chương: Cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học - Khả tiếp thu, trình độ học sinh lớp 10A1, 10A2 IV Nội dung nghiên cứu - Nội dung sách giáo khoa chương: Cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn - Các tập nâng cao chuyên sâu - Cấu trúc số đề thi học sinh giỏi THPT - Phân loại tập theo kiến thức - Đánh giá học sinh V Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp sử dụng là: Nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp tài liệu, điều tra, tổng hợp đánh giá Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm B NỘI DUNG I TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Nguyên tử I.1.1 Các khái niệm + Nguyên tử: - Hạt nhân: proton (p, điện tích 1+) notron (n, khơng mang điện) ; mp = mn = 1,67.10-27kg = 1u me = 9,1.10-31kg - Lớp vỏ: electron (e, điện tích 1-) + Điều kiện bền nguyên tử: (Z ≤ 82) => ≤ N ≤ 1,5 ( trừ H) Z + Đồng vị: Là loại nguyên tử nguyên tố, có số proton khác số notron nên số khối khác + Nguyên tử khối trung bình: MA = ∑ A a % ∑a % i i (Ai: Số khối đồng vị, a i%: phần trăm số nguyên tử tương ứng đồng vị, % số nguyên tử đồng vị % số mol chúng) i I.1.2 Mối liên hệ bán kính nguyên tử (r); thể tích nguyên tử (V nt); thể tích tinh thể (Vtt); khối lượng riêng tinh thể (dtt); khối lượng riêng nguyên tử (dnt) + Bán kính nguyên tử: Vnt = πr Thể tích mol nguyên tử = => r = 3Vnt 4π π r N; ( N = 6,02.1023 ) mol nặng A gam A A = => Khối lượng riêng: d = V (g/cm3) => R = πr N 3 3A (cm) 4πNd Công thức coi nguyên tử hình cấu chiếm 100% thể tích ngun tử Thực tế, nguyên tử rỗng, phần tinh thể chiếm a% Nên bước tính sau: V mol nguyên tử có khe rỗng: Vtt = V mol nguyên tử đặc khít: Trần Thái Sơn A = Vo d V mol (có đặc khít) = Vo a% = A a% d Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm V nguyên tử: Vnt = Bán kính nguyên tử: r= Vđăc khít N = A.a% d N 3Vnt 3 A.a % = (cm) 4π 4πdN I.1.3 Cấu tạo vỏ nguyên tử + Lớp electron: Gồm e có mức lượng gần Lớp (n): Ký hiệu: K L M N O P Q Trật tự mức lượng tăng dần - Số electron tối đa lớp thứ n 2n2 - Lớp thứ n có n phân lớp - Số electron tối đa phân lớp là: s (2), p(6), d(10) , f(14) + Cơ sở điền electron vào nguyên tử: Các electron xếp nguyên tử theo nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli quy tắc Hund - Nguyên lí vững bền:Các electron phân bố vào AO có mức lượng từ thấp đến cao - Nguyên lí Pauli: Trên AO có nhiều electron electron phải có chiều tự quay khác - Quy tắc Hund: Các electron phân bố AO cho số electron độc thân tối đa electron phải có chiều tự quay giống * Các phân lớp có đủ số e tối đa (s2, p6, d10, f14): Phân lớp bão hòa * Các phân lớp chưa đủ số e tối đa : Phân lớp chưa bão hòa * Các phân lớp có số e độc thân = số AO (d5, f7): Phân lớp bán bão hòa + Cấu hình electrron nguyên tử: phân bố e theo lớp, phân lớp AO Các e thuộc lớp ngồi định tính chất chất: - Các khí hiếm, trừ Heli, ngun tử có electron ngồi bền vững → khó tham gia phản ứng hóa học - Các kim loại, nguyên tử có (1, 2, 3) electron ngồi → dễ cho e để tạo thành ion dương có cấu hình e giống khí - Các phi kim, nguyên tử có nhiều (5, 6, 7) electron ngồi → dễ nhận thêm e để tạo thành ion âm có cấu hình e giống khí - Các ngun tử cịn dùng chung electron ngồi tạo hợp chất cấu hình e ngun tử giống khí + Các số lượng tử: Bộ số lượng tử quy định trạng thái electron - Số lượng tử (n ∈ N*) Số lượng tử n electron số thứ tự lớp electron Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm - Số lượng tử phụ (m, m gồm giá trị từ đến n – 1) Ứng với giá trị n có n giá trị l Giá trị l = 0, 1, 2, ứng với electron phân lớp s, p, d, f - Số lượng tử từ (ml, gồm giá trị nguyên tử - l đến + l) Ứng với giá trị l có 2l + giá trị ml sau: Ví dụ: phân lớp p (l = 1) có giá trị ml – 1, 0, +1 ứng với AO – 1, 0, +1 - Số lượng tử từ spin (ms) ms có giá trị -1/2 +1/2 ứng với chiều spin hướng xuống (spin down) lên spin up) I.2 Bảng tuần hoàn nguyên tố hố học I.2.1 Bảng tuần hồn + Ơ: STT ô = số p = số e = Z + Chu kì: STT chu kì = số lớp electron: - Chu kì nhỏ: 1, 2, - Chu kì lớn: 4, 5, 6, (chưa hồn thiện) + Nhóm: STT nhóm = e hóa trị (trừ nhóm VIIIB có 8, 9, 10 e hóa trị) Các nguyên tố thuộc nhóm có tính chất hóa học tương tự - Nhóm A: gồm nguyên tố s, p; STT nhóm = e lớp ngồi = e hóa trị - Nhóm B: e hóa trị = e ngồi + e phân lớp d sát lớp Cấu hình dạng (n – 1)da ns2 → e hóa trị = + a e hóa trị < 8: STT nhóm = e hóa trị ≤ e hóa trị ≤ 10: STT nhóm = VIII B e hóa trị > 10: STT nhóm = e hóa trị - 10 Đối với nguyên tố d f theo trật tự lượng cấu hình bền cấu hình ứng với phân lớp d f bão hòa bán bão hòa Do vậy, nguyên tố cấu hình nguyên tử ion có xu hướng đạt cấu hình bão hịa bán bão hịa để đạt trạng thái bền Có trường hợp đặc biệt d: a + = 6: (n-1)d4 ns2 → (n-1)d5 ns1: Bán bão hòa VD: Cr (Z = 24) a + = 11: (n-1)d9 ns2 → (n-1)d10 ns1 : Bão hòa VD: Cu (Z = 29) I.2.2 Sự biến đổi tuần hoàn tính tính chất đại lượng vật lý Cơ sở biến đổi tuần hồn tính chất biến đổi tuần hoàn số e lớp Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm + Bán kính nguyên tử: Theo chiều tăng dần ĐTHN, CK, bán kính nguyên tử giảm dần; nhóm A, bán kính ngun tử tăng dần + Độ âm điện: Đại lượng đặc trưng cho khả hút e phía nguyên tử nguyên tố tham gia liên kết hoá học Theo chiều tăng dần ĐTHN, CK, độ âm điện tăng dần; nhóm A, độ âm điện giảm dần + Năng lượng ion hóa thứ nhất: Theo chiều tăng dần ĐTHN, CK, I tăng dần; nhóm A, I1 giảm dần + Tính kim loại, phi kim: Theo chiều tăng dần ĐTHN, CK, TKL giảm dần, TPK tăng dần; nhóm A, TKL tăng dần, TPK giảm dần + Tính axit – bazơ oxit hiđroxit: Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, chu kì: Axit tăng, bazơ giảm, nhóm A: Axit giảm, bazơ tăng + Hóa trị cao với oxi tăng từ → (a), hóa trị phi kim với hiđro giảm từ → (b) Mối liên hệ a + b = II PHÂN LOẠI BÀI TẬP II.1 Bài tập xác định khối lượng nguyên tử, xác định khối lượng riêng, độ rỗng tinh thể, bán kính nguyên tử Ví dụ: Xác định bán kính gần Ca Cho d Ca = 1,55 g / cm M Ca = 40,08 g / mol Biết tinh thể nguyên tử chiếm 74% thể tích, cịn lại khe rỗng Cho N = 6.1023 o Bán kính nguyên tử khối lượng mol nguyên tử Fe 1,28 A 56 g/mol Tính khối lượng riêng sắt biết tinh thể nguyên tử sắt chiếm 74% thể tích cịn lại phần rỗng (cho N = 6,02.1023; π = 3,14 ) HƯỚNG DẪN Ta có d = M 40,08 M = 25,86 cm ⇒ thể tích mol Ca: V = = d 1,55 V Vì tinh thể nguyên tử Ca chiếm 74% thể tích, nên thể tích thực chúng là: 25,86 Thể tích nguyên tử Ca = 74 = 19,14 cm 100 19,14 6.10 23 3 Nếu xem nguyên tử Ca hình cầu thì: V = πr ⇒ r = Khối lượng nguyên tử Fe = Trần Thái Sơn 3.19,14 = 1,97.10 −8 cm 23 4.3,14.6.10 56 g 6,02.10 23 Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm −8 3 Thể tích nguyên tử Fe: V = π (1,28.10 ) cm ⇒ d = m = 10,59 g / cm V Vì nguyên tử sắt chiếm 74% thể tích tinh thể nên khối lượng riêng tinh thể sắt là: d ' = 10,59 74 ≈ 7,84cm 100 II.2 Bài tập xác định thành phần nguyên tử 3− 2− Ví dụ: Ion Px O y S n Om có tổng số e 50 Xác định ion biết x < y; n < m HƯỚNG DẪN Nguyên tử P có 15e ⇒ x nguyên tử P có 15x electron Nguyên tử O có 8e ⇒ y nguyên tử O có 8y electron Theo giả thiết ta có: 15x + 8y + = 50 ⇔ y = 47 − 15 x Lập bảng giá trị y theo x chọn x, y nguyên dương ta cặp nghiệm x = 1; y = Vậy công thức ion PO43- Tương tự, ion thứ SO42- II.3 Bài tập xác định số khối, % số lượng, % khối lượng nguyên tử Ví dụ: Nguyên tử khối trung bình clo 35,5 Clo tự nhiên có đồng vị 35 Cl 37Cl Phần trăm khối lượng 37Cl chứa HClO4 (với hiđro đồng vị 1H , oxi đồng vị 16O) giá trị sau ? HƯỚNG DẪN Gọi x, y % số nguyên tử đồng vị 35Cl 37Cl Ta có: x + y = 100 (1) Mặt khác dựa vào NTKTB clo ta có: 35x + 37y = 35,5.100 (2) Từ (1) (2) ta giải x = 75; y = 25 Trong 1mol HClO4 có mol Cl => có 0,25 mol 37Cl => %m 37 Cl = 0,25.37.100 = 9,20% + 35,5 + 16 II.4 Bài tập liên quan đến số lượng tử Ví dụ: Cho biết số lượng tử electron cuối nguyên tử nguyên tố sau: a Mg (Z = 12) b Cl (Z = 17) Trong nguyên tử có tối đa electron ứng với: Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm a n = 3; l = 1; m = b n = 3; l = 2; m = 0; ms = - HƯỚNG DẪN Mg: 1s22s22p63s2 n = 3; l = 0; m = 0; ms = Cl: 1s22s22p63s23p5 n = 3; l = 1; m = 0; ms = a Có electron b electron II.5 Bài tập xác định nguyên tố Ví dụ: Có oxit AO2 AO3 mà tỷ lệ khối lượng mol phân tử M AO2 M BO2 = 11 Tỷ 16 lệ thành phần khối lượng A B oxit theo thứ tự : 11 a Xác định A, B viết cấu hình electron nguyên tử tương ứng, biểu diễn phân bố electron lên obitan b Có thể hình thành phân tử AO3; BO3 hay khơng? Giải thích HƯỚNG DẪN a Đặt khối lượng mol nguyên tử A B A g/mol B g/mol Theo giả thiết: A + 32 11 = ⇒ 11B − 16 A = 160 (1) B + 32 16 Thành phần khối lượng A AO2: A A + 32 Thành phần khối lượng B BO2: B B + 32 Theo giả thiết: Mà A B A B + 32 = : =6:11 ⇒ A + 32 B + 32 B A + 32 11 A + 32 11 A = ⇒ = (2) B + 32 16 B 16 Từ (1) (2) suy B = 32; A = 12 Vậy A cacbon; B lưu huỳnh (tự viết CHe biểu diễn phân bố electron lên obitan) b Xét phân tử CO2, nguyên tử C sử dụng hết 4e hóa trị nên khơng thể tồn phân tử CO3 Xét tương tự với lưu huỳnh Trong phân tử SO2, lưu huỳnh sử dụng 4e hóa trị, cịn 2e hóa trị nên hình thành phân tử SO (tự viết CTe, CTCT phân tử) Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch Sáng kiến kinh nghiệm III GIẢI PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ III.1 Giải pháp thực Trên sở nghiên cứu, tổng hợp tài liệu phân loại tập thành dạng, hoàn chỉnh tài liệu tiến hành chuyển giao cho đồng chí phụ trách đội tuyển học sinh giỏi khối 11 để làm tài liệu cho việc giảng dạy nghiên cứu, đồng thời giao tập cho nhóm học sinh có khiếu mơn lớp 10A2 nghiên cứu, dùng nhóm học sinh có khiếu lớp 10A1 để đối chứng Căn trình giảng dạy giáo viên, khả tiếp thu học sinh để kiểm tra đánh giá III.2 Kết Sau q trình cho nhóm học sinh có khiếu lớp 10A2 (15 em) tự nghiên cứu tài liệu soạn, nhóm học sinh lớp 10A1 (15 em) làm đối chứng, tiến hành làm kiểm tra đánh giá khả học sinh, kết sau: Lớp Điểm Điểm 10A1 66,67% 33,33% 10A2 26,67% 73,33% Những học sinh có điểm cao nhất: - Nguyễn Tiến Đức – Lớp 10A2 - Dương Văn Đức – Lớp 10A2 - Trần Thị Hoài Thanh – Lớp 10A2 III.3 Đánh giá Kết cho thấy nhiều em học sinh lớp 10A2 quan tâm hứng thú tới việc tự nghiên cứu vấn đề chuyên sâu, thể kết đánh giá (%HS có số điểm nhóm 10A2 cao hẳn so với nhóm lớp 10A1) Thời gian học lớp khó để giáo viên truyền đạt kiến thức chuyên sâu liên quan đến việc thi học sinh giỏi Bởi vậy, việc chọn giao tập chuyên sâu cho học sinh có khiếu để em nghiên cứu nhà sửa cho em phát huy hiệu quả, gây hứng thú, đam mê cho học sinh u thích mơn hóa học Tài liệu chuyển cho giáo viên bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi khối 11 bước đầu phát huy hiệu với vai trò tài liệu nghiên cứu giảng dạy Tuy nhiên để có kết tốt cần phải nghiên cứu tổng hợp thêm nhiều tài liệu khác kết hợp với phương pháp truyền thụ phù hợp với trình độ học sinh Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 10 Sáng kiến kinh nghiệm C PHỤ LỤC MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ VÀ TỔNG HỢP o Bài Bán kính nguyên tử khối lượng mol nguyên tử kẽm 1,3 A 65 g/mol a Tính khối lượng riêng kẽm b Biết kẽm khơng phải khối đặc mà cịn có khoảng trống, thể tích thực kẽm 72,5% thể tích tinh thể Tính khối lượng riêng tinh thể kẽm HƯỚNG DẪN: a 9,81 g/cm3 b 7,11 g/cm3 o Bài Một ngun tử có bán kính xấp xỉ 1,28 A khối lượng riêng tinh thể 7,89g/cm3 Biết tinh thể nguyên tử chiếm 74% thể tích tinh thể, cịn lại khoảng trống Tính khối lượng riêng trung bình ngun tử (g/cm 3) khối lượng mol nguyên tử HƯỚNG DẪN: d = 10,66g/cm3 M = 56,34.10-24g Bài Hợp chất A MXx, M chiếm 46,67% khối lượng M kim loại, X phi kim thuộc chu kỳ Trong hạt nhân M có n – p = 4, X có n’ = p’ (n, n’; p, p’ số nơtron số proton) Tổng số proton phân tử A 58 Xác định tên, số khối M tên, số thứ tự X bảng tuần hồn Viết cấu hình electron nguyên tử X HƯỚNG DẪN M có n – p = ⇒ n = p + Nguyên tử khối M = n + p = 24 + X có n’ = p’, nguyên tử khối X = 2p’ Tỷ lệ khối lượng tỷ lệ nguyên tử khối nên ta có: M 46,47 p + 46,67 = ⇒ = = ⇒ p ' x − p = 16 (1) xX 100 − 46,67 p' x 53,33 Mặt khác tổng số proton phân tử MXx 58 nên: p + p’x = 58 (2) Từ (1) (2) ta có: p = 26; p’x = 32 M có p = 26; n = 30; AM = 56; M Fe Các phi kim thuộc chu kỳ Si; P; S; Cl có số o 14, 15, 16, 17 Với giá trị x từ đến p’x = 32 ta có cặp nghiệm thỏa mãn x = 2; p’ = 16 Vậy X S có số thứ tự bảng tuần hồn S Cơng thức A FeS2 Cấu hình e nguyên tử S là: 1s22s22p63s23p4 Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 11 Sáng kiến kinh nghiệm Bài electron cuối nguyên tử nguyên tố A, B đặc trưng số lượng tử: A: n = 3; l = 1; m = -1; ms = + B: n = 3; l = 1; m = 0; ms = - a Xác định vị trí A, B bảng tuần hồn b Cho biết loại liên kết công thức cấu tạo phân tử AB3 c Trong tự nhiên tồn hợp chất A 2B6 Giải thích hình thành liên kết phân tử HƯỚNG DẪN a A Al; B Cl (tự xác định vị trí dựa theo cấu hình electron) b Phân tử AlCl3, liên kết cộng hóa trị c Phân tử hình thành nhờ liên kết phối trí Cl Al (tự viết CTCT) Bài Có ngun tố A, B thơng dụng: a Xác định ký hiệu hóa học nguyên tố tên gọi nguyên tố A biết A kim loại có hóa trị khơng đổi tạo oxit có 47% oxi theo khối lượng phân tử b Xác định ký hiệu hóa học nguyên tố tên gọi nguyên tố B biết tổng số hạt đồng vị bền B 52 c Dự đốn cơng thức phân tử hợp chất X A B Giải thích chất liên kết A B X biết độ âm điện A B 1,61 3,16 đồng thời A B đạt cấu bát tử bền vững d Tính khối lượng phân tử có X theo cấu tạo tìm HƯỚNG DẪN a Do A có hóa trị không đổi nên CT oxit A A2Oy %M O = 16 y 47 = ⇒ A = y A + 16 y 100 A kim loại nên có hóa trị 1, ⇒ cặp nghiệm phù hợp y = 3; A = 27 Vậy A nhôm b Theo đề ta có tổng số hạt nguyên tử B 52 nên: 2Z + N = 52 (1) Đây đồng vị bền nên ≤ N ≤ 1,5 (2) Z Từ (1) (2) ta có: Z = 15 16 17 • TH1: Z = 15, B P ⇒ N = 22 ⇒A = 37 Đây đồng vị khơng bền (loại) • TH2: Z = 16, B S ⇒ N = 20 ⇒A = 36 Đây đồng vị khơng bền (loại) • TH3: Z = 17, B Cl ⇒ N = 18 ⇒A = 35 Đây đồng vị bền (nhận) Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 12 Sáng kiến kinh nghiệm 35 Vậy B 17 Cl c CTPT X A B AlCl Al có e lớp ngồi nên có khuynh hướng nhị hợp tạo Al2Cl6 để đạt e lớp Hiệu độ âm điện A B = 1,55 nên liên kết cộng hóa trị có cực Ngồi liên kết cộng hóa trị bình thường cịn có liên kết phối trí nguyên tử Cl với Al (bản chất liên kết CHT) d AlCl3 (M = 133,5 đvC); Al2Cl6 (M = 267 đvC) 2− Bài Cho biết tổng số electron ion AB3 42 hạt nhân nguyên tử A hay B có số proton số nơtron a Tính số khối A, B b Viết cấu hình electron phân bố electron cac obitan nguyên tố A, B c Trong hợp chất AB2 có loại liên kết gì? (Giải thích sở công thức electron) HƯỚNG DẪN a Gọi x, y số proton nguyên tử A B Theo giả thiết: x + 3y + = 42 ⇔ y = 40 − x 40 hay y ≤ 3 Vì B phi kim (tạo anion) có Z ≤ 13,3 nên B F O N • Nếu B F (Z = 9) x = 13 ⇒A Al Cơng thức anion AlF3 2− (loại) • Nếu B O (Z = 8) x = 16 ⇒A S Cơng thức anion SO3 2− (nhận) • Nếu B N (Z = 7) x = 19 ⇒A K Công thức anion KN 2− (loại) Vậy A S có số khối 32; B O có số khối 16 b Tự biểu diễn c CT: SO2 (tự viết CTCT; CTe), gồm LK đơi LK phối trí Bài Hợp chất M tạo thành từ cation X + anion Y2- Mỗi ion gồm nguyên tử nguyên tố tạo nên Tổng số proton X + 11, tổng số electron ion Y2- 50 Hãy xác định công thức phân tử gọi tên M, biết nguyên tố Y 2thuộc nhóm chu kỳ liên tiếp HƯỚNG DẪN Ion X+ có nguyên tử, gọi ZX số proton trung bình nguyên tử X + ZX = 11/5 = 2,2 Vậy X+ phải có nguyên tố có số p nhỏ 2,2 Đó H (cịn He với Z = khí khơng tạo muối) Đặt A ngun tố cịn lại X + cơng thức X+ có dạng AxHy Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 13 Sáng kiến kinh nghiệm Theo giả thiết: X+y=5 ⇒ ZA = +1 x xZA + y = 11 • Nếu x = ⇒ y = 4; ZA = ⇒ A N; X+ NH4+ (nhận) • Nếu x = ⇒ y = 3; ZA = ⇒ A Be; X+ Be2H3+ (loại) Vậy X+ NH4+ Ion Y2- có 50 electron nên có 48 proton Gọi Z Y số proton trung bình nguyên tử Y2-; ZY = 48/5 = 9,6 ậy Y2- phải có nguyên tố có Z ≤ thuộc chu kỳ nên nguyên tố thứ thuộc chu kỳ 2− Đặt công thức Y2- An Bm với n + m = nZA + mZB = 48 Do nguyên tố thuộc chu kỳ chu kỳ nên ZB – ZA = (giải sử ZA < ZB) ⇒ nZA + (5 – n)(ZA + 8) = 48 ⇒ ZA = 8(n + 1)/5 Thay giá trị n = 1, 2, 3, vào cặp nghiệm phù hợp n = 4; Z A = phù hợp Vậy ZB = 16; B S; cơng thức Y2- SO42- Bài Có nguyên tố X, A, B với: Tổng số đơn vị điện tích hạt nhân ba nguyên tử 16 Số điên tích hạt nhân A lớn B Tổng số electron − ion BA3 32 a Viết cấu hình electron X, A, B b Viết công thức electron công thức cấu tạo hợp chất tạo thành nguyên tố với X, A, B xác định HƯỚNG DẪN a X, A, B H, N, O (tự lập hệ thức, giải PT viết CHe) b Công thức phân tử: HNO2; HNO3 (tự viết CTCT, CT e) Bài Cho nguyên tố X, Y, Z thuộc chu kỳ nhỏ bảng tuần hoàn (ZX < ZY < ZZ) Số hiệu nguyên tử Y trung bình cộng số hiệu nguyên tử X Z electron cuối nguyên tử Y có giá trị số lượng tử là: l = 1; m = 1; ms = +1/2 Xác định số hiệu nguyên tử nguyên tố, biết có nguyên tố có khả tạo hợp chất khí với hiđro Viết công thức phân tử, công thức Lewis, cho biết chất liên kết đặc điểm cấu tạo (hình học phân tử khả đime hóa) phân tử hình thành cặp nguyên tố X Y; Y Z từ đặc điểm cấu tạo phân tử cho biết hai chất tạo cặp axit – bazơ Lewis ? HƯỚNG DẪN Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 14 Sáng kiến kinh nghiệm Nguyên tố Y có : l = 1; m = 1; ms = +1/2 ⇒ p3 Y thuộc chu kỳ nhỏ, có trường hợp - TH1 X, Y, Z thuộc chu kỳ 2, Y N (ZY = 7) Theo giả thiết: Z X + ZZ =7 Có trường hợp sau:  ZX = (C); ZZ = (O)  ZX = (B); ZZ = (F)  ZX = (Be); ZZ = 10 (Ne) Vì có chất tạo hợp chất khí với hiđro nên loại TH - TH2 X, Y, Z thuộc chu kỳ 3, Y P (ZY = 15) Theo giả thiết: Z X + ZZ = 15 Có trường hợp sau:  ZX = 12 (Mg); ZZ = 18 (Ar)  ZX = 13 (Al); ZZ = 17 (Cl)  ZX = 14 (Si); ZZ = 16 (S) Vì có chất tạo hợp chất khí với hiđro nên chọn: Z X = 13 (Al); ZY = 15 (P) ZZ = 17 (Cl) + Hợp chất X Z AlCl3 - CTCT, CTe: (tự viết) - Đặc điểm cấu tạo: Là liên kết CHT - Đặc điểm cấu tạo phân tử: Có khả nhị hợp tạo Al 2Cl6 xung quanh Al có 6e nên chưa đạt CHe giống khí nên phân tử AlCl có khả liên kết với liên kết phối trí Cl Al + Hợp chất Y Z có cơng thức PCl3, PCl5 (Tự viết CTCT, CTe) - PCl3: Bản chất liên kết CHT Phân tử có cấu trúc hình tháp đáy tam giác (tương tự NH3) với nguyên tử P định có trạng thái lai hóa sp3 - PCl5: Bản chất liên kết CHT Phân tử có cấu trúc hình lưỡng tháp đáy tam giác với nguyên tử P trạng thái sp3d + Cặp axit – bazơ Lewis: AlCl phân tử cộng hóa trị, Al cịn thiếu 2e để đạt cấu hình e bên vững giống khí đo nguyên tử P PCl cịn đơi e chưa liên kết “cho” để tạo liên kết cho – nhận với AlCl nên AlCl3 axit Lewis PCl3 bazơ Lewis (Tự viết CTCT, CTe) Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 15 Sáng kiến kinh nghiệm Bài 10 Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phương tâm diện ion Na +, ion Cl- chiếm lỗ trống tám mặt ô mạng sở ion Na +, nghĩa có ion Cl- chiếm tâm hình lập phương có 12 ion Cl - khác chiếm điểm o 12 cạnh hình lập phương Biết cạnh a ô mạng sở 5,58 A o, rCl = 1,81A − Khối lượng mol Na Cl 22,99 g/mol 34,45 g/mol Tính: a Bán kính ion Na+ b Khối lượng riêng NaCl (tinh thể) HƯỚNG DẪN a a a = 2(r+ + r− ) ⇒ r+ = − r− = 5,58 − 1,81 = 0,98 Ao b đỉnh chứa 8.(1/8) = ion Na+; mặt chứa 6.(1/2) = ion Na+ Ở tâm ô mạng chứa ion Cl-; 12 cạnh chứa 12.(1/4) = ion Cl- Vậy số phân tử NaCl có mạng sở Khối lượng mol NaCl = 22,99 + 34,45 = 58,44 g Khối lượng phân tử NaCl 4.58,44 g 6,023.10 23 Khối lượng riêng tinh thể NaCl 4.58,44 = 2,23 g / cm 6,023.10 23.(5,58.10 −8 ) Bài 11 Năng lượng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử trạng thái khí (trạng thái bản) gọi lượng ion hóa thứ nguyên tử (I1) Người ta giá trị I số nguyên tố thuộc chu kỳ nhỏ bảng hệ thống tuần hoàn sau: Nguyên tố E F G H I J K L Điện tích hạt nhân Z Z+1 Z+2 Z+3 Z+4 Z+5 Z+6 Z+7 1402 1314 1680 2080 495 738 518 786 I1 (kJ/mol) (E, F, G, ký hiệu hóa học nguyên tố) - Nguyên tố thuộc nhóm khí ? - ngun tố có thuộc chu kỳ bảng tuần hoàn hay khơng ? - Tại ngun tố J có giá trị I1 cao nguyên tố I K trước sau ? Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 16 Sáng kiến kinh nghiệm - Dự đốn xem đơn chất L có nhiệt độ nóng chảy cao hay thấp, ? HƯỚNG DẪN - nguyên tố có số thứ tự liên tục thuộc nhóm A Các ngun tố khí có cấu trúc e lớp ngồi bão hịa nên bền vững khó electron nên lượng ion hóa cao Vậy ngun tố H khí - Ngun tố H có cấu hình electron ns2np6 kết thúc chu kỳ nên nguyên tố thuộc chu kỳ liên tiếp (không chu kỳ) - Kim loại kiềm I, halogen G - J có cấu hình e lớp ngồi ns 2, phân lớp s bão hòa nên bền nên lượng ion hóa thứ cao I (ns2) K (ns2np1) trước sau - L phải thuộc nhóm IVA, có 4e lớp ngồi nên kết tinh mạng tinh thể nguyên tử (kiểu kim cương) nên nhiệt độ nóng chảy cao Bài 12 Cho hai nguyên tố X, Y X có lớp electron, có số e độc thân tối đa Y có lớp electron, có 7e hóa trị Viết cấu hình electron X, Y xác định vị trí chúng bảng tuần hoàn a Cho biết cấu trúc hình học XY 3; XY5 dạng lai hóa nguyên tử trung tâm b Viết phương trình phản ứng XY3 với O2; XY5 với nước a Giải thích tính bền, tính axit, tính oxi hóa HRO3 b Biến thiên nhiệt độ sơi, tính axit HR Giải thích (với R nguyên tố nhóm Y) c So sánh góc liên kết hợp chất ngun tố nhóm X với H Giải thích HƯỚNG DẪN Tự làm (X P; Y Cl) a PCl3: Tháp tam giác (sp3); PCl5: Lưỡng tháp tam giác (sp3d) b PCl3 + 1/2O2  POCl3 PCl5 + H2O  POCl3 + 2HCl (ít nước)/ a HClO3 HBrO3 HIO3 Tính bền tăng, tính axit giảm, tính oxi hóa giảm b HF HCl HBr HI Tính axit tăng độ bền liên kết giảm Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 17 Sáng kiến kinh nghiệm Nhiệt độ sôi giảm từ HF đên HCl sau tăng dần đến HI Do HF tạo liên kết H bền so với HCl từ HCl đến HI khối lượng phân tử tăng nhanh, lượng khuếch tán tăng c Góc liên kết tăng từ SbH đến NH3 độ âm điện lớn mật độ e liên kết nguyên tử trung tâm lớn nên tương tác đẩy mạnh làm góc liên kết lớn Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 18 Sáng kiến kinh nghiệm D KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Việc nghiên cứu lý thuyết tổng hợp tài liệu chuyên sâu nhiệm vụ riêng giáo viên bồi dưỡng đội tuyển, nhiệm vụ thường xuyên giáo viên, thơng qua việc làm giáo viên nâng cao trình độ chun mơn Kết việc nghiên cứu áp dụng vào giảng dạy góp phần nâng cao hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao khả tự nghiên cứu vấn đề chuyên sâu, thông qua việc đánh giá kết em để chọn học sinh có khiếu, tạo tiền đề cho việc tuyển chọn bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi Việc nghiên cứu lý thuyết tổng hợp tài liệu chuyên sâu kết hợp thành tài liệu hoàn chỉnh giúp giáo viên bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tiết kiệm nhiều thời gian tuyển chọn bồi dưỡng đội tuyển đồng thời nâng cao hiệu giảng dạy II KIẾN NGHỊ Việc nghiên cứu nội dung chuyên sâu nhiều thời gian đối tượng áp dụng học sinh giỏi, để có thêm nhiều tài liệu hữu ích, giáo viên nên tích cực nghiên cứu để kết hợp thành tài liệu hồn chỉnh phục vụ cho cơng tác giảng dạy việc sử dụng tập chuyên sâu phải phù hợp với đối tượng Việc giao tài liệu chuyên sâu cho học sinh có khiếu góp phần nâng cao khả tự học học sinh, tạo tiền đề cho việc tuyển chọn bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi E TÀI LIỆU THAM KHẢO - SGK Hóa học 10 nâng cao - NXBGD - Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 10 – GS.TS Đào Hữu Vinh – NXB Tổng hợp TPHCM - Hóa đại cương – NXB Đại học Sư phạm Trần Thái Sơn Trường THPT Số Bố Trạch 19 ... chọn nghiên cứu đề tài: ? ?Tuyển chọn, phân loại tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hồn ngun tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn bồi dưỡng học sinh giỏi THPT? ?? nhằm soạn tài liệu... tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn - Các tập nâng cao chuyên sâu - Cấu trúc số đề thi học sinh giỏi THPT - Phân loại tập theo kiến thức - Đánh giá học sinh V Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp... việc tuyển chọn bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi E TÀI LIỆU THAM KHẢO - SGK Hóa học 10 nâng cao - NXBGD - Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 10 – GS.TS Đào Hữu Vinh – NXB Tổng hợp TPHCM - Hóa đại