Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 1 Nguyên tử

Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 1 Nguyên tử. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 1 Nguyên tử. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 1 Nguyên tử. Tóm tắt lý thuyết luyện thi đại học Chương 1 Nguyên tử.

Chương I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ – HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ I Cấu tạo nguyên tử Nguyên tử gồm hạt nhân tích điện dương (Z+) tâm có Z electron chuyển động xung quanh hạt nhân Hạt nhân: Hạt nhân gồm: − Proton: Điện tích 1+, khối lượng đ.v.C, ký hiệu lượng, số ghi điện tích) (chỉ số ghi khối − Nơtron: Khơng mang điện tích, khối lượng đ.v.C ký hiệu Như vậy, điện tích Z hạt nhân tổng số proton * Khối lượng hạt nhân coi khối lượng nguyên tử (vì khối lượng electron nhỏ khơng đáng kể) tổng số proton (ký hiệu Z) số nơtron (ký hiệu N): Z + N ≈ A A gọi số khối * Các dạng đồng vị khác nguyên tố dạng nguyên tử khác có số proton khác số nơtron hạt nhân, có điện tích hạt nhân khác khối lượng nguyên tử, tức số khối A khác Phản ứng hạt nhân: Phản ứng hạt nhân trình làm biến đổi hạt nhân nguyên tố thành hạt nhân nguyên tố khác Trong phản ứng hạt nhân, tổng số proton tổng số khối ln bảo tồn Ví dụ: Vậy X C Phương trình phản ứng hạt nhân Cấu tạo vỏ electron nguyên tử Nguyên tử hệ trung hoà điện, nên số electron chuyển động xung quanh hạt nhân số điện tích dương Z hạt nhân Các electron nguyên tử chia thành lớp, phân lớp, obitan a) Các lớp electron Kể từ phía hạt nhân trở ký hiệu: Bằng số thứ tự n = 7… Bằng chữ tương ứng: K L M N O P Q … Những electron thuộc lớp có lượng gần Lớp electron gần hạt nhân có mức lượng thấp, lớp K có lượng thấp Số electron tối đa có lớp thứ n 2n Cụ thể số electron tối đa lớp sau: Lớp : KLMN… Số electron tối đa: 18 32 … b) Các phân lớp electron Các electron lớp lại chia thành phân lớp Lớp thứ n có n phân lớp, phân lớp ký hiệu chữ : s, p, d, f, … kể từ hạt nhân trở Các electron phân lớp có lượng Lớp K (n = 1) có phân lớp : 1s Lớp L (n = 2) có phân lớp : 2s, 2p Lớp M (n = 3) có phân lớp :3s, 3p, 3d Lớp N (n = 4) có phân lớp : 4s, 4p, 4d, 4f Thứ tự mức lượng phân lớp xếp theo chiều tăng dần sau : 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p, 5s, 4d, 5p, 6s… Số electron tối đa phân lớp sau: Phân lớp : s p d f Số electron tối đa: 10 14 c) Obitan nguyên tử: khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà khả có mặt electron lớn (khu vực có mật độ đám mây electron lớn nhất) Số dạng obitan phụ thuộc đặc điểm phân lớp electron Phân lớp s có obitan dạng hình cầu Phân lớp p có obitan dạng hình số Phân lớp d có obitan, phân lớp f có obitan Obitan d f có dạng phức tạp Mỗi obitan chứa tối đa electron có spin ngược Mỗi obitan ký hiệu vng (còn gọi lượng tử), có electron ta gọi electron độc thân, đủ electron ta gọi electron ghép đơi Obitan khơng có electron gọi obitan trống Cấu hình electron phân bố electron theo obitan a) Nguyên lý vững bền: nguyên tử, electron chiếm mức lượng từ thấp đến cao Ví dụ: Viết cấu hình electron Fe (Z = 26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Nếu viết theo thứ tự mức lượng cấu hình có dạng 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Trên sở cấu hình electron nguyên tố, ta dễ dàng viết cấu hình electron cation anion tạo từ nguyên tử ngun tố Ví dụ: Cấu hình electron Fe2+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 Fe3+ : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 Đối với anion thêm vào lớp ngồi số electron mà ngun tố nhận Ví dụ: S(Z = 16) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 S2- : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Cần hiểu : electron lớp theo cấu hình electron khơng theo mức lượng Năng lượng ion hoá, lực với electron, độ âm điện a) Năng lượng ion hoá (I) Năng lượng ion hoá lượng cần tiêu thụ để tách 1e khỏi nguyên tử biến nguyên tử thành ion dương Nguyên tử dễ nhường e (tính kim loại mạnh) I có trị số nhỏ b) Ái lực với electron (E) Ái lực với electron lượng giải phóng kết hợp 1e vào nguyên tử, biến nguyên tử thành ion âm Nguyên tử có khả thu e mạnh (tính phi kim mạnh) E có trị số lớn c) Độ âm điện (χ).Độ âm điện đại lượng đặc trưng cho khả hút cặp electron liên kết nguyên tử phân tử Độ âm điện tính từ I E theo công thức: − Nguyên tố có χ lớn ngun tử có khả hút cặp e liên kết mạnh − Độ âm điện χ thường dùng để tiên đoán mức độ phân cực liên kết xét hiệu ứng dịch chuyển electron phân tử − Nếu hai nguyên tử có χ tạo thành liên kết cộng hoá trị tuý Nếu độ âm điện khác nhiều (χ∆ > 1,7) tạo thành liên kết ion Nếu độ âm điện khác không nhiều (0 < χ∆ < 1,7) tạo thành liên kết cộng hố trị có cực II Hệ thống tuần hồn ngun tố hố học Định luật tuần hồn Tính chất nguyên tố thành phần, tính chất đơn chất hợp chất chúng biến thiên tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân Bảng hệ thống tuần hoàn Người ta xếp 109 ngun tố hố học (đã tìm được) theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân Z thành bảng gọi bảng hệ thống tuần hoàn Có dạng bảng thường gặp a Dạng bảng dài: Có chu kỳ (mỗi chu kỳ hàng), 16 nhóm Các nhóm chia thành loại: Nhóm A (gồm nguyên tố s p) nhóm B (gồm nguyên tố d f) Những nguyên tố nhóm B kim loại b Dạng bảng ngắn: Có chu kỳ (chu kỳ 1, 2, có hàng, chu kỳ 4, 5, có hàng, chu kỳ xây dựng có hàng); nhóm Mỗi nhóm có phân nhóm: Phân nhóm (gồm ngun tố s p - ứng với nhóm A bảng dài) phân nhóm phụ (gồm nguyên tố d f - ứng với nhóm B bảng dài) Hai họ nguyên tố f (họ lantan họ actini) xếp thành hàng riêng Trong chương trình PTTH sách sử dụng dạng bảng ngắn Chu kỳ Chu kỳ gồm nguyên tố mà nguyên tử chúng có số lớp electron Mỗi chu kỳ mở đầu kim loại kiềm, kết thúc khí Trong chu kỳ, từ trái sang phải theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần - Số electron lớp tăng dần - Lực hút hạt nhân electron hố trị lớp ngồi tăng dần, làm bán kính nguyên tử giảm dần Do đó: + Độ âm điện  nguyên tố tăng dần + Tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần + Tính bazơ oxit, hiđroxit giảm dần, tính axit chúng tăng dần - Hoá trị cao oxi tăng từ I đến VII Hoá trị hiđro giảm từ IV (nhóm IV) đến I (nhóm VII) Nhóm phân nhóm Trong phân nhóm (nhóm A) từ xuống theo chiều tăng điện tích hạt nhân - Bán kính nguyên tử tăng (do số lớp e tăng) nên lực hút hạt nhân electron lớp yếu dần, tức khả nhường electron nguyên tử tăng dần Do đó: + Tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần + Tính bazơ oxit, hiđroxit tăng dần, tính axit chúng giảm dần - Hố trị cao với oxi (hoá trị dương) nguyên tố số thứ tự nhóm chứa nguyên tố 5 Xét đốn tính chất ngun tố theo vị trí bảng HTTH Khi biết số thứ tự nguyên tố bảng HTTH (hay điện tích hạt nhân Z), ta suy vị trí tính chất Có cách xét đoán.: Cách 1: Dựa vào số nguyên tố có chu kỳ Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ đến Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ  10 Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ 11 18 Chu kỳ có 18 nguyên tố Z có số trị từ 19  36 Chu kỳ có 18 nguyên tố Z có số trị từ 37  54 Chu kỳ có 32 nguyên tố Z có số trị từ 55  86 Chú ý: - Các chu kỳ 1, 2, có hàng, ngun tố thuộc phân nhóm (nhóm A) - Chu kỳ lớn (4 5) có 18 nguyên tố, dạng bảng ngắn xếp thành hàng Hàng có 10 nguyên tố, ngun tố đầu thuộc phân nhóm (nhóm A), ngun tố lại phân nhóm phụ (phân nhóm phụ nhóm VIII có nguyên tố) Hàng có nguyên tố, nguyên tố đầu phân nhóm phụ, nguyên tố sau thuộc phân nhóm Điều thể sơ đồ sau: Dấu * : ngun tố phân nhóm Dấu  : ngun tố phân nhóm phụ Ví dụ: Xét đốn vị trí ngun tố có Z = 26 Vì chu kỳ chứa nguyên tố Z = 19  36, nên nguyên tố Z = 26 thuộc chu kỳ 4, hàng trên, phân nhóm phụ nhóm VIII Đó Fe Cách 2: Dựa vào cấu hình electrong nguyên tố theo quy tắc sau: - Số lớp e nguyên tử số thứ tự chu kỳ - Các nguyên tố xây dựng e, lớp ngồi (phân lớp s p) lớp bão hồ thuộc phân nhóm Số thứ tự nhóm số e lớp - Các nguyên tố xây dựng e lớp sát lớp (ở phân lớp d) thuộc phân nhóm phụ Ví dụ: Xét đốn vị trí ngun tố có Z = 25 Cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2 - Có lớp e  chu kỳ Đang xây dựng e phân lớp 3d  thuộc phân nhóm phụ Nguyên tố kim loại, tham gia phản ứng cho 2e 4s 5e 3d, có hố trị cao + Do đó, phân nhóm phụ nhóm VII Đó Mn  ... đốn.: Cách 1: Dựa vào số nguyên tố có chu kỳ Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ đến Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ  10 Chu kỳ có nguyên tố Z có số trị từ 11  18 Chu kỳ có 18 nguyên tố Z... tách 1e khỏi nguyên tử biến nguyên tử thành ion dương Nguyên tử dễ nhường e (tính kim loại mạnh) I có trị số nhỏ b) Ái lực với electron (E) Ái lực với electron lượng giải phóng kết hợp 1e vào nguyên. .. nguyên tử, biến nguyên tử thành ion âm Nguyên tử có khả thu e mạnh (tính phi kim mạnh) E có trị số lớn c) Độ âm điện (χ).Độ âm điện đại lượng đặc trưng cho khả hút cặp electron liên kết nguyên tử