ÔN TẬP HÓA HỌC THI THPT QUỐC GIA NĂM 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI - ÔN TẬP HÓA HỌC THI THPT QUỐC GIA NĂM 2018 LỚP 12 - BAN CƠ BẢN Năm 2018 HOÁ HỌC 1O Chương : NGUYÊN TỬ I Thành phần cấu tạo nguyên tử - Thành phần cấu tạo nguyên tử gồm: + Hạt nhân nằm tâm nguyên tử gồm: hạt proton nơtron + Vỏ nguyên tử gồm: electron chuyển động xung quanh hạt nhân Electron - me= 9,1094.10-31 kg - qe= -1,602.10 -19 C kí hiệu – eo qui ước 12 Proton - Hạt proton thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử,mang điện tích dương, kí hiệu p + m = 1,6726.10 -27 kg + q = + 1,602.10 -19 C kí hiệu eo, qui ước 1+ Nơtron - Hạt nơtron thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử, kí hiệu n + m = 1,6726.10 -27 kg + khơng mang điện II.Kích thước khối lượng nguyên tử 1- Kích thước Nguyên tử ngun tố có kích thước vơ nhỏ, ngun tố khác có kích thước khác Đơn vị biểu diễn A(angstron) hay nm(nanomet) 1nm= 10 -9 m ; 1nm= 10A 1A= 10 -10 m = 10 -8 cm 2- Khối lượng Khối lượng nguyên tử nhỏ bé, để biểu thị khối lượng nguyên tử, phân tử, p, n, e dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u (đvc) 1u = 1/12 khối lượng nguyên tử đồng vị cacbon-12 1u = 19,9265.10 -27 kg/12 = 1,6605.10 -27kg III-Hạt nhân nguyên tử Điện tích hạt nhân Proton mang điện tích 1+, hạt nhân có Z proton điện tích hạt nhân Z+ Trong nguyên tử : Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số p = Số e Ví dụ : nguyên tử Na có Z = 11+  ngtử Na có 11p, 11e Số khối Là tổng số hạt proton nơtron hạt nhân A=Z+N Ví dụ 1: Hạt nhân ngun tử O có 8p 8n → A = + = 16 Ví dụ 2: Ngun tử Li có A =7 Z = → Z = p = e = ; N = - =4 Nguyên tử Li có 3p, 3e 4n IV- Nguyên tố hóa học 1.Định nghĩa Nguyên tố hóa học ngun tử có điện tích hạt nhân Ví dụ : Tất nguyên tử có Z thuộc nguyên tố oxi, chúng có 8p, 8e 2.Số hiệu nguyên tử Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử nguyên tố gọi số hiệu nguyên tử nguyên tố (Z) 3.Kí hiệu nguyên tử Số khối A Z X Số hiệu nguyên tử 23 Ví dụ : 11 Na Cho biết nguyên tử nguyên tố natri có Z=11, 11p, 11e 12n (23-11=12) V - ĐỒNG VỊ Các đồng vị nguyên tố hóa học nguyên tử có số proton khác số nơtron, số khối chúng khác Ví dụ : Ngun tố oxi có đồng vị 16 17 18 8O , 8O , 8O Chú ý: - Các nguyên tử nguyên tố có số khối khác - Các đồng vị có tính chất hóa học giống VI- Ngun tử khối nguyên tử khối trung bình nguyên tố hóa học 1- Nguyên tử khối Nguyên tử khối nguyên tử cho biết khối lượng nguyên tử nặng gấp lần đơn vị khối lượng nguyên tử Vì khối lượng nguyên tử tập trung nhân nguyên tử nên nguyên tử khối coi số khối (Khi khơng cần độ xác) Ví dụ : Xác định nguyên tử khối P biết P cóZ=15, N=16  Nguyên tử khối P=31 2- Nguyên tử khối trung bình Trong tự nhiên đa số nguyên tố hóa học hỗn hợp nhiều đồng vị(có số khối khác nhau)  Nguyên tử khối nguyên tố nguyên tử khối trung bình đồng vị aX  bY A 100 X, Y: nguyên tử khối đồng vị X, Y a,b : % số nguyên tử đồng vị X, Y Ví dụ : Clo hỗn hợp đồng vị 35 35 17 Cl chiếm 75,77% 17 Cl chiếm 24,23% nguyên tử khối trung bình clo là: 75,77 24,23 A  35.5 100 100 VII- Cấu hình electron nguyên tử 1.Sự chuyển động electron nguyên tử: -Các electron chuyển động nhanh khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử - Trong nguyên tử: Số e = số p = Z 2.Lớp electron phân lớp electron a.Lớp electron: - Ở trạng thái bản, electron chiếm mức lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân xa hạt nhân) xếp thành lớp - Các electron lớp có mức lương gần Thứ tự lớp Tên lớp K L M N O P Q b.Phân lớp electron: - Các e phân lớp có mức lượng - Các phân lớp kí hiệu chữ thường : s, p, d, f,… - Só phân lớp = số thứ tự lớp Ví dụ: + Lớp thứ (lớp K,n=1) có phân lớp :s + Lớp thứ hai (lớp L,n=2) có phân lớp : s, p + Lớp thứ ba (lớp M,n=3) có phân lớp :s, p, d + Lớp thứ tư (lớp N,n=4) có phân lớp: s, p, d, f - Các electron phân lớp s gọi electron s, tương tự ep, ed,… c Obitan nguyên tử : Là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron lớn ( 90%) kí hiệu AO Trên AO chứa tối đa electron gọi electron ghép đôi Nếu 1AO chứa lectron gọi e độc thân Nếu AO không chứa e gọi AO trống - Phân lớp s có AO hình cầu - Phân lớp p có AO hình số cân đối - Phân lớp d có AO hình phức tạp - Phân lớp f có AO hình phức tạp 3.Số electron tối đa phân lớp , lớp: a.Số electron tối đa phân lớp : Phân Phân Phân Phân lớp s lớp p lớp d lớp f Số e tối đa 10 14 10 Cách ghi S p d f14 - Phân lớp đủ số electron tối đa gọi phân lớp electron bão hòa b Số electron tối đa lớp : Lớp Lớp K Lớp L Lớp M Thứ tự n=1 n=2 n=3 Sốphânlớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d Số e tối đa ( 2n2) 2e 8e 18e - Lớp electron đủ số e tối đa gọi lớp e bão hòa 14 Thí dụ : Xác định số lớp electron nguyên tử : N 4.Cấu hình electron nguyên tử Lớp N n=4 4s 4p 4d 4f 32e a.Nguyên lí vưng bền - Các e nguyên tử trạng thái chiếm mức lượng từ thấp đến cao - Mức lượng : 1s2s2p3s3p4s3d5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d - Khi điện tích hạt nhân tăng lên xuất chèn mức lượng s d hay s f + Lớp : tăng theo thứ tự từ đến kể từ gần hạt nhân +Phân lớp: tăng theo thứ tự s, p, d, f b Nguyên lí pauli: Trên 1obitan nguyên tử chứa tối đa electron có chiều tự quay khác chiều xung quanh trục riêng electron c Qui tắc hun : Trong phân lớp electron điền vào obitan cho số lectron độc thân lớn e Cấu hình electron nguyên tử: - Cấu hình electron nguyên tử: Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn phân bố electrron phân lớp thuộc lớp khác - Quy ước cách viết cấu hình electron : + STT lớp e ghi chữ số (1, 2, .) + Phân lớp ghi chữ thường s, p, d, f + Số e ghi số phía bên phải phân lớp.(s2 , p6 ) - Một số ý viết cấu hình electron: + Cần xác định số e nguyên tử hay ion ( số e = số p = Z ) + Nắm vững nguyên lí qui tắc, kí hiệu lớp phân lớp + Qui tắc bão hoà bán bão hoà d f : Cấu hình electron bền electron điền vào phân lớp d f đạt bão hoà ( d10, f14 ) bán bão hoà ( d5, f7 ) - Các bước viết cấu hình electron nguyên tử Bước 1: Điền e vào phân lớp theo thứ tự tăng dần mức lượng Bước 2: Sắp xếp lại theo thứ tự lớp phân lớp theo nguyên tắc từ Bước 3: Xem xét phân lớp có khả đạt đến bão hồ bán bão hồ, có xếp lại electron phân lớp ( chủ yếu d f ) Ví dụ: Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố sau + H( Z = 1) + Ne(Z = 10) + Cl(Z = 17) 1s22s22p63s23p5 + Fe, Z = 26, 1s22s22p63s23p63d64s2 + Cu ( Z = 29); Cr ( Z = 24) -Cách xác định nguyên tố s, p, d, f: + Nguyên tố s : có electron cuối điền vào phân lớp s Na, Z =11, 1s22s22p63s1 +Nguyên tố p: có electron cuối điền vào phân lớp p Br, Z =35, 1s22s22p63s23p64s23d104p5 Hay 1s22s22p63s23p63d104s24p5 + Nguyên tố d: có electron cuối điền vào phân lớp d Co, Z =27, 1s22s22p63s23p64s23d7 Hay 1s22s22p63s23p63d74s2 + Nguyên tố f: có electron cuối điền vào phân lớp f c Cấu hình e nguyên tử 20 nguyên tố đầu(sgk) d Đặc điểm lớp e cùng: -Đối với nguyên tử tất ngun tố, lớp ngồi có nhiều e - Các electron lớp ngồi định đến tính chất hố học ngun tố +Những ngun tử khí có e lớp (ns2np6) 2e lớp ngồi (ngun tử He ns2 ) khơng tham gia vào phản ứng hoá học +Những nguyên tử kim loại thường có 1, 2, e lớp ngồi Ca, Z = 20, 1s22s22p63s23p64s2 , Ca có electron lớp nên Ca kim loại +Những nguyên tử phi kim thường có 5, 6, e lớp ngồi O, Z = 8, 1s22s22p4, O có electron lớp nên O phi kim +Những ngun tử có e lớp ngồi kim loại phi kim  Kết luận: Biết cấu hình electron ngun tử dự đốn tính chất hoá học nguyên tố PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN CHƯƠNG I-Một số điểm lưu ý giải tốn chương ngun tử Trong ngun tử ta ln có: - Số e = số p - Số n = Số A – số p - p  n  1,5p hay P  N  1,5Z - n,p,e thuộc tập số nguyên dương ( sau biến đổi bất đẳng thức để từ kiểm tra nghiệm ) II- Một số tốn ví dụ Bài toán hạt: Đề xuất nhiều cách giải, chọn cách giải hay Ví dụ 1: Một ngun tử có tổng số loại hạt 13 Hãy xác định số lượng loại hạt nguyên tử Ví dụ 2: Tổng số hạt hạt nhân nguyên tử Hãy xác định số lượng loại hạt nguyên tử Ví dụ 3: Tổng số hạt nguyên tử 115, số hạt mang điện nhiều số hạt khơng mang điện 25 Xác định só hạt e ngun tử Ví dụ 4: Ion M3+ cấu tạo 37 hạt Số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện a Xác định số lượng hạt M b Viết cấu hình electron phân bố e vào AO Bài toán đồng vị : Đề xuất nhiều cách giải, cách giải hay Ví dụ 1: Trong tự nhiên đồng có đồng vị 63Cu chiếm 73 % 65Cu chiếm 27% Xác định khối lượng ngun tử trung bình đồng Ví dụ 2: Trong tự nhiên đồng có đồng vị 63Cu chiếm 73 % A Cu Xác định số khối A biết khối lượng nguyên tử trung bình đồng 63,54 Ví dụ 3: Trong tự nhiên đồng có đồng vị X Cu chiếm 73 % Y Cu Xác định X,Y biết khối lượng nguyên tử trung bình đồng 63,54 số khối đồng vị thứ hai lớn đồng vị thứ đơn vị Ví dụ 4: Trong tự nhiên đồng có đồng vị 63 Cu 65 Cu Xác định % đồng vị thứ biết khối lượng nguyên tử trung bình đồng 63,54 Ví dụ 5: Ion M+ X2- có cấu hình electron : 1s22s22p63s23p6 a Viết cấu hình e M X b Tính tổng số hạt mang điện hợp chất tạo ion Chương : BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HỐ HỌC I- BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ngun tắc xếp : * Các nguyên tố xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử * Các nguyên tố có số lớp electron nguyên tử xếp thành hàng * Các nguyên tố có số e hóa trị nguyên tử xếp thành cột Cấu tạo bảng tuần hồn: a- Ơ ngun tố: Số thứ tự ô nguyên tố số hiệu nguyên tử nguyên tố b- Chu kỳ: Chu kỳ dãy nguyên tố mà nguyên tử chúng có số lớp electron, xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần Số thứ tự chu kỳ trùng với số lớp electron nguyên tử nguyên tố chu kỳ * Chu kỳ nhỏ: gồm chu kỳ 1, 2, * Chu kỳ lớn : gồm chu kỳ 4, 5, 6, c- Nhóm nguyên tố: tập hợp nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự , có tính chất hóa học gần giống xếp thành cột d- Khối nguyên tố: * Khối nguyên tố s : gồm nguyên tố nhóm IA IIA Nguyên tố s nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp s * Khối nguyên tố p: gồm nguyên tố thuộc nhóm từ IIIA đến VIIIA ( trừ He) Nguyên tố p nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp p * Khối nguyên tố d : gồm nguyên tố thuộc nhóm B Nguyên tố d nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp d * Khối nguyên tố f: gồm nguyên tố thuộc họ Lantan họ Actini Nguyên tố f nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp f II-SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ Các nguyên tố nhóm A: nguyên tố s p * Số thứ tự nhóm = số electron hóa trị = số electron lớp * Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron lớp ngồi ngun tử nguyên tố điện tích hạt nhân tăng dần ngun nhân biến đổi tuần hồn tính chất nguyên tố Các nguyên tố nhóm B: nguyên tố d f ( kim loại chuyển tiếp) * Cấu hình electron ngun tử có dạng : (n–1)da ns2(a=110) * Số electron hóa trị = số electron lớp n + số electron phân lớp (n–1)d chưa bão hòa * Đặt S = a + , ta có : - S ≤ S = số thứ tự nhóm - ≤ S ≤ 10 ngun tố nhóm VIII B Sự biến đổi số đại lượng vật lý: a– Sự biến đổi bán kính nguyên tử điện tích hạt nhân tăng : * Trong chu kỳ : bán kính giảm * Trong nhóm A : bán kính tăng b– Sự biến đổi lượng ion hóa thứ ngun tố nhóm A: Khi điện tích hạt nhân tăng : * Trong chu kỳ lượng ion hóa tăng * Trong nhóm, lượng ion hóa giảm Năng lượng ion hóa thứ (I1) nguyên tử lượng tối thiểu cần để tách electron thứ khỏi nguyên tử trạng thái ( tính Kj/mol) Độ âm điện: nguyên tử đại lượng đặc trưng cho khả hút electron nguyên tử tạo thành liên kết hóa học Khi điện tích hạt nhân tăng:  chu kỳ, độ âm điện tăng  nhóm, độ âm điện giảm Sự biến đổi tính kim loại–phi kim: a– Trong chu kỳ, điện tích hạt nhân tăng: * tính kim loại giảm, tính phi kim tăng dần b– nhóm A, điện tích hạt nhân tăng: * tính kim loại tăng, tính phi kim giảm dần Sự biến đổi hóa trị: Trong chu kỳ , điện tích hạt nhân tăng , hóa trị cao với oxi tăng từ đến 7, hóa trị hidro giảm từ đến Hóa trị hidro= số thứ tự nhóm –hóa trị oxi Công thức phân tử ứng với nhóm nguyên tố ( R : nguyên tố ) R2On : n số thứ tự nhóm RH8-n : n số thứ tự nhóm Nhóm IA IIA IIIA IVA VA VIA Oxit R20 RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 Hiđrua RH4 RH3 RH2 Sự biến đổi tính axit-baz oxit hidroxit tương ứng: a– Trong chu kỳ , điện tích hạt nhân tăng : tính baz giảm , tính axit tăng b– Trong nhóm A, điện tích hạt nhân tăng : tính baz tăng, tính axit giảm * Tổng kết : N.L ion Bán kính Độ âm Tính Tính Tính hóa (I1) n.tử(r) điện kim loại Phi kim bazơ Chu kì (Trái sang phải) VIIA R2O7 RH Tính axit Nhóm A (Trên xuống ) Định luật tuần hoàn ngun tố hố học Tính chất ngun tố đơn chất thành phần tính chất hợp chất tạo nên từ nguyên tố biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tư.û III QUAN HỆ HỆ GIỮA VỊ TRÍ NGUYÊN TỐ VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1.Mối quan hệ cấu hình vị trí HTTH Cấ u hình e nguyê n tử - Tổ ng sốe - - Stt nguyê n tố Nguyê n tốs hoặ cp - - Thuộ c nhó mA Nguyê n tốd hoặ cf - - Thuộ c nhó mB Sốe ngoà i cù ng - - Stt củ a nhó m Sốlớ pe - Stt chu kì Ví dụ : Xét nguyên tố P ( Z = 15) - Tổ ng sốe Nguyê n tốs hoặ cp Nguyê n tốd hoặ cf Sốe ngoà i cù ng Sốlớ pe - Cấ u hình e nguyê n tử : 16 nê n Stt nguyê n tố:16 : P nê n thuộ c nhó mA : : 6e nê n thuộ c nhó m VIA : lớ p nê n thuộ c chu kì Quan hệ hệ vị trí nguyên tố tính chất nguyên tố Vị trí ngun tố suy ra:  Thuộc nhóm KL (IA, IIA, IIIA) trừ B H  Hoá trị h/c oxit cao h/c với hiđro  H/C ôxit cao h/c với hiđro  Tính axit, tính bazơ h/c oxit hiđroxit Ví dụ: Cho biết S ô thứ 16: Suy ra:  S nhóm VI, CK3, PK  Hố trị cao với ôxi 6, với hiđro  CT oxit cao SO3, h/c với hiđro H2S SO3 ôxit axit H2SO4 axit mạnh 3.So sánh tính chất hố học ngun tố với ng/tố lân cận a.Trong chu kì theo chiều tăng điện tích hạt nhân, cụ thể về:  Tính kim loại yếu dần, tính phi kim mạnh dần  Tính bazơ, oxit hiđroxit yêú dần, tính axit mạnh dần b Tong nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, cụ thể: Tính kim loại mạnh dần, tính phi kim yếu dần Theo chu kỳ : Tính phi kim Si< P< S Theo nhóm A: Tính phi kim As < P< N Lưu ý xác định vị trí ngun tố nhóm B a Nguyên tố họ d : (n-1)dansb với a = 1 10 ; b =  + Nếu a + b <  a + b số thứ tự nhóm + Nếu a + b > 10  (a + b) – 10 số thự tự nhóm + Nếu �a + b �10  nguyên tố thuộc nhóm VIII B b Nguyên tố họ f : (n-2)fansb với a =  14 ; b =  + Nếu n =  Nguyên tố thuộc họ lantan + Nếu n =  Nguyên tố thuộc họ actini (a + b) – = số thứ tự nguyên tố họ Ví dụ : Z = 62 ; n = 6, a = 6, b = 2 + – = , thuộc ô thứ họ lantan PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ BÀI TOÁN CHƯƠNG II A Phương pháp qui tắc hỗ trợ: - Qui tắc tam xuất - Phương pháp đặt ẩn số giải phương trình - Phương pháp giá trị trung bình A,x mol, MA m x.M A +y.M B M A