BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

tài liệu hay hóa học

LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) CHUYÊN ĐỀ 01: NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ----------- o O o ----------- Chương cấu tạo nguyên tử được nghiên cứu ngay từ đầu chương trình PTTH. Các mảng kiến thức về nguyên tử sẽ là cơ sở lý thuyết giúp cho việc nghiên cứu các phần tiếp theo nên có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc nghiên cứu toàn bộ chương trình hóa học phổ thông. Đây là chương lý thuyết khó nhất, có nhiều khái niệm trừu tượng nên khi học cũng như khi giảng dạy thì cả học sinh và giáo viên đều cảm thấy có nhiều khó khăn khi tiếp cận. Hơn nữa, số lượng câu hỏi liên quan trong các đề thi CĐ – ĐH trong những năm gần đây chiếm tỉ lệ tương đối cao. Mặt khác là mảng kiến thức học từ lớp 10, nên đối với các em học sinh 12 thường hay chủ quan và thường quên đi. Để giúp đỡ các em học sinh có được một cái nhìn khái quát và dễ ghi nhớ nhất, thầy gửi tới các em bài viết này. Hi vọng rằng với bài viết này sẽ giúp cho các em có thể năm vững kiến thức của chương này một cách tốt nhất  qua đó sẽ có được kết quả cao trong các kì thi. Để có được một cách nhìn tốt về vấn đề này, trước tiên thầy xin đề cập tới một số vấn đề khó MỘT SỐ NỘI DUNG KHÓ TRONG CHƢƠNG CẦN CHÚ Ý 1. Sự chuyển động của các electron: Chúng ta cần lưu ý đến tính chất chuyển động của các hạt vi mô. Nó không tuân theo các định luật của vật lý cổ điển. Hàng ngày chúng ta tiếp xúc với các hiện tượng vĩ mô nên thường nhìn thế giới vi mô bằng con mắt vĩ mô. Ta có thể mô tả thí nghiệm về dạng chuyển động của hạt vi mô và vĩ mô để hiểu được sự khác nhau về dạng chuyển động của hai loại hạt này. Từ đó hiểu được vì sao không nói đến quĩ đạo của electron trong nguyên tử mà chỉ nói đến xác suất có mặt của nó ở vị trí này hay vị trí khác. (nên dùng tranh vẽ mô tả thí nghiệm). Cơ học lượng tử cho phép xác định sự phân bố mật độ xác suất có mặt của electron trong nguyên tử ứng với các trạng thái khác nhau. Trên cơ sở hiểu đúng đặc điểm của hạt vi mô sẽ giúp hiểu được khái niệm obitan nguyên tử. 2. Khi nghiên cứu hạt nhân nguyên tử: Ta cần chú ý đến sự hụt khối lượng khi tổng hợp hạt nhân nguyên tử từ những proton và nơtron. Sự hụt khối lượng này là đáng kết nên có sự giải phóng một năng lượng rất lớn. Năng lượng này được thoát ra khi các hạt vi mô liên kết với nhau trong hạt nhân nguyên tử. 3. Khi hình thành khái niệm đồng vị: Cần phân biệt hai khái niệm “khối lượng nguyên tử” và “số khối” LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) a. Khối lượng nguyên tử của một nguyên tố hóa học là giá trị trung bình giữa lượng % của tất cả các dạng đồng vị của nguyên tố đã cho. b. Số khối là khối lượng đặc trưng của 1 đồng vị cụ thể. Ta cần nói rõ rằng đồng vị có ở hầu hết tất cả các nguyên tố, do đó dấu hiệu của nguyên tố không phải là trọng lượng nguyên tử hay số khối mà là “điện tích hạt nhân” nguyên tử. Từ đó giúp hiểu đúng định nghĩa nguyên tố hóa học theo thuyết cấu tạo nguyên tử. 4. Khái niệm Obitan: Đây là khái niệm khó, cần phải giải thích nhiều nên chuẩn bị hình vẽ để lí giải. Cần xuất phát từ hình vẽ mẫu hành tinh nguyên tử của Bo, Rơzepo để mô tả một cách hệ thống quan niệm về chuyển động của electron làm cơ sở cho việc hình thành khái niệm obitan. VD: Dùng hình vẽ obitan nguyên tử hidrô để mô tả dạng chuyển động của electron và hình thành khái niệm obitan nguyên tử hidrô. Nguyên tử có 1 electron. Electron này có thể có mặt trong vùng không gian bao quanh hạt nhân, dạng hình cầu đường kính 1 0 A Chú ý: Khi sử dụng hình vẽ obitan nguyên tử Hidro cần nói rõ mỗi chấm trên hình không phải tượng trưng cho một electron mà mô tả khả năng có mặt của 1 electron duy nhất của nguyên tử Hidro. Cần giới thiệu thêm obitan nguyên tử của một số nguyên tố khác để học sinh nắm được hình dạng của các obitan s, p,… Định nghĩa obitan chính là sự mô tả phương pháp biểu diễn obitan của cơ học lượng tử có tính chất gần đúng nhưng phù hợp với trình độ nhận thức của học sinh phổ thông. 5. Lớp và phân lớp electron : Từ khái niệm obitan cần xác định: trong nguyên tử, mỗi e có một mức năng lượng riêng phụ thuộc vào lực tương tác của diện tích hạt nhân và e ở các vị trí khác nhau, khu vực khác nhau. Nội dung này là cơ sở để hình thành khái niệm, phân lớp electron. a. Lớp electron: Từ dữ kiện thực nghiệm xác định: - Các e gần hạt nhân nhất thì liên kết với nhân chặt chẽ nhất, trạng thái bền nhất, khó tách khỏi nguyên tử nhất nên có mức năng lượng thấp nhất. - Những e xa nhân hơn dễ tách khỏi nguyên tử, chúng có mức năng lượng cao hơn và e xa nhân nhất có mức năng lượng cao nhất, dễ tách khỏi nguyên tử nhất. Chính những e này qui định tính chất hóa học của nguyên tố. - Giới thiệu sự phân bố e theo mức năng lượng để giới thiệu các lớp e. LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) b. Phân lớp: Nội dung phần này chủ yếu dạy theo phương pháp tiên đề nên cần chuẩn bị bài diễn giảng theo logic chặt chẽ để học sinh thấy được tính hợp lý trong sự công nhận kiến thức đưa ra. + Từ nội dung : các e có mức năng lượng gần bằng nhau thuộc cùng 1 lớp mà xác định: - Các e có cùng mức năng lượng xếp vào 1 phân lớp. - Một lớp electron có nhiều phân lớp. - Số phân lớp bằng số thứ tự của lớp. + Cho học sinh tính số phân lớp của các lớp electron và lưu ý cách biểu thị ký hiệu số lớp, phân lớp electron, ý nghĩa của các ký hiệu đó. + Số và dạng obitan trong một phân lớp: số và dạng obitan phụ thuộc vào đặc điểm của mỗi phân lớp electron, không phụ thuộc vào số thứ tự của lớp, nghĩa là dù ở lớp nào số obitan và dạng obitan của mỗi phân lớp là như nhau. + Sử dụng hình vẽ giới thiệu hình dạng và sự định hướng không gian của đám mây electron: s, p, d, f + Mô tả sự phân bố electron trong một obitan và kí hiệu dùng để mô tả trong mỗi obitan 6. Đặc điểm của electron ngoài cùng: Nội dung này có thể sử dụng triệt để phương pháp đàm thoại để hoàn thiện kiến thức ở các bài trước và giúp học sinh nắm được nội dung cơ bản của bài. Từ bảng viết sẵn : + Cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu vào một mặt + Cấu hình electron của các nguyên tố có 4 e ở lớp ngoài cùng là: C, Si, Ge, Sn, Pb Giáo viên đưa ra hệ thống câu hỏi dẫn dắt để đi đến nội dung cần nắm được : + Số electron tối đa ở lớp ngoài của các nguyên tố. + Số electron lớp ngoài cùng của khí hiếm, kim loại, phi kim. + Các nguyên tố có 4 e lớp ngoài cùng: có thể là kim loại hoặc phi kim. + Các electron lớp ngoài cùng hầu như quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố. + Ý nghĩa của việc nắm được sự phân bố các lớp electron, số lớp electron lớp ngoài cùng. * Đối với các em học sinh Công nhận thành phần cấu tạo nguyên tử gồm các loại hạt proton, nơtron, electron để vận dụng: -Tính khối lượng nguyên tử (theo lý thuyết) - Hiểu khái niệm đồng vị để tính khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố   từ đó giải thích vì sau trong bảng hệ thống tuần hoàn người ta ghi khối lượng nguyên tử của các nguyên tố là một số rất lẻ. - Công nhận tính chất chuyển động của electron để hiểu khái niệm obitan. - Công nhận số thứ tự của lớp electron bằng số phân lớp (vd: lớp thứ nhất có 1 phân lớp là 1s, lớp thứ hai có 2 phân lớp là 2s 2p… lớp thứ n có n phân lớp. Chú ý từ lớp thứ 4 đến lớp thứ 7 chỉ có 4 phân lớp), số electron tối đa trong một obitan … để viết cấu hình electron của nguyên tử. - Công nhận sự trùng lặp: Số thứ tự nguyên tố = điện tích hạt nhân Số thứ tự chu kỳ = số lớp electron Số thứ tự phân nhóm chính = số e lớp ngoài. Cũng để vận dụng: - Từ vị trí nguyên tố trong HTTH    cấu tạo nguyên tử. - Biết tổng số các hạt trong cấu tạo nguyên tử để xác định nguyên tố. Những vấn đề thắc mắc về chuyên đề này, các em có thể tham gia vào website http://hoahoc.org để trao đổi tại: + Chuyên đề về nguyên tử: http://www.hoahoc.org/forum/forums/nguyen-tu.92/ + Chuyên đề về bảng tuần hoàn: http://hoahoc.org/forum/forums/bang-tuan-hoan-cac-nguyen-to-hoa- hoc.89/ Trong quá trình biên soạn mảng kiến thức này, chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu xót. Tôi rất mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các em học sinh cũng như của các bạn đồng nghiệp gần xa , để qua đó tài liệu này của tôi sẽ ngày càng có hữu ích hơn nữa tới các em học sinh cũng như là tài liệu tham khảo dành cho các bạn đồng nghiệp. Mọi góp ý xin gửi về: E_mail: admin@hoahoc.org - Điện thoại: 0979.817.885 hoặc 0936.717.885 Một lần nữa chân thành cám ơn ! TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ http://hoahoc.org LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) MỘT SỐ ĐIỂM LÝ THUYẾT TRỌNG TÂM § 1: THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ Hạt nhân nguyên tử gồm: Hạt nhân nguyên tử và vỏ nguyên tử bao quanh hạt nhân + Hạt nhân nguyên tử ở tâm của nguyên tử chứa: +) Hạt proton (p) mang điện tích (1+) và có khối lượng 27 1, 67.10 p m kg   (1 đvC) +) Hạt nơtron (n) không mang điện và có khối lượng 27 1, 67 .10 n m kg   (1 đvC) + Vỏ nguyên tử bao quanh hạt nhân chứa: +) Hạt electron (e) mang điện tích âm (1-) và có khối lượng 31 9,11.1 0 e m kg   ( 1 1840 đvC) (quá nhỏ) Cần ghi nhớ: 27 1, 67.101 kvC gđ   * Sơ lược về các mốc tìm ra các hạt cơ bản:  Sự tìm ra electron: Do nhà bác học Thomson tìm ra năm 1897.  Sự tìm ra proton: Tìm ra năm 1906 - 1916.  Sự khám phá ra hạt nhân nguyên tử: Rutherford tìm ra năm 1911.  Sự tìm ra nơtron: Do Chatvich tìm ra năm 1932. * Kích thước nguyên tử: * Nguyên tử của các nguyên tố khác nhau có kích thước khác nhau, nhưng nói chung đều rất nhỏ và nhỏ nhất là nguyên tử H ( ng tu d = 1 0 A ) với 1 0 A = 10 -10 m. + Đường kính hạt nhân khoảng 10 -4 0 A . + Đường kính electron khoảng 10 -7 0 A . § 2: ĐIỆN TÍCH – SỐ KHỐI CỦA HẠT NHÂN * Hạt nhân gồm proton mang điện tích dương (1+), và nơtron không mang điện, hai loại hạt hạt này có khối lượng gần bằng nhau và xấp xỉ bằng 1 đvC. * Hạt nhân có kích thước rất nhỏ nhưng hầu hết khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân. KLNT  KLHNNT = ( Z + N ) đvC với Z: so proton N : so notron    Điện tích hạt nhân Z = tổng số hạt proton (P) = tổng số hạt electron (E) Số khối hạt nhân A = tổng số hạt proton (P) + tổng số hạt nơtron Cần ghi nhớ: + Với các nguyên tố có Z < 83 thì ta luôn có: 5244,1 82 125 1  Z N + Trong các phép tính gần đúng thì ta có thể chấp nhận nguyên tử khối (khối lượng của nguyên tử) số khối của hạt nhân. + Kí hiệu nguyên tử X: A Z X (trong đó Z là điện tích của hạt nhân; A là số khối và X là kí hiệu của nguyên tố) § 3: ĐỒNG VỊ - NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH + Đồng vị : các nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng Z, khác N  cùng Z, khác A. + Nguyên tử khối trung bình (của các nguyên tố có đồng vị ) : 100 .  bBaA M (trong đó a và b lần lượt là tỉ lệ của các đồng vị và B Z X ; A và B lần lượt là số khối của các đồng vị) LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) § 4: LỚP - PHÂN LỚP ELECTRON + Lớp electron: tình từ hạt nhân trở ra sẽ có 7 lớp electron Vỏ nguyên tử Số TT 1 2 3 4 5 6 7 Tên gọi K L M N O P Q Số e tối đa 2 8 18 32 32 32 32 + Phân lớp electron: Mỗi lớp electron được chia ra thành nhiều phân lớp. Có 4 loại phân lớp là: s, p, d và f Phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Số e tối đa 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 * Các e ở xa hạt nhân liên kết với nhân kém chặt chẽ. * Số electron tối đa trong 1 lớp: Số e tối đa trong lớp thứ n là: 2n 2 * Số lượng orbital trong 1 lớp: Lớp thứ n có n 2 orbital. LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) Đọc thêm: Obitan nguyên tử 1. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử Trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định nào. Giả sử chúng ta có thể chụp electron của nguyên tử hidro ở một thời điểm nào đó, nếu chúng ta lại chụp ảnh ở một thời điểm tiếp theo thì electron sẽ ở một vị trí khác. Nếu chúng ta chồng hàng triệu bức ảnh thu được sao cho hạt nhân trùng nhau thì hình ảnh thu được bằng cách lắp ghép có thể giống như một đám mây được tạo thành từ một số rất lớn các dấu chấm, mỗi dấu chấm biểu diễn một vị trí của electron xung quanh hạt nhân. Đối với nguyên tử hidro, sự chuyển động của electron có thể hình dung như một đám mây tích điện âm. Về mặt lí thuyết, không có đường biên rõ nét của đám mây tích điện, nhưng thực tế có thể vẽ thành một mặt cong bao quanh hầu như toàn bộ điện tích của đám mây. 2. Obitan Vùng không gian bao quanh hạt nhân nguyên tử chứa hầu như toàn bộ điện tích của đám mây được gọi là obitan nguyên tử. Tuy nhiên, mật độ điện tích không đồng đều trong không gian này. Mật độ các dấu chấm dày đặc hơn ở gần hạt nhân, chứng tỏ các electron thường xuyên ở gần hạt nhân hơn là ở xa hạt nhân. Mây electron của nguyên tử hidro ở trạng thái cơ bản hầu như tập trung trong một vùng không gian có dạng hình cầu ban kính trung bình 0,053nm. Obitan 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%. 3. Hình dạng obitan nguyên tử Dựa trên sự khác nhau về trạng thái của electron trong nguyên tử, người ta phân loại thành các obitan s, obitan p, obitan d và obitan f. Hình dạng của các obitan như sau: Obitan s có dạng cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử. obitan s Obitan p gồm 3 obitan p x , p y , p z có dạng hình số 8 nổi. mỗi obitan có sự định hướng khác nhau trong không gian, chẳng hạn obitan p x định hướng theo trục x, obitan py định hướng theo trục y… 3 obitan p LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) 5 obitan d 7 obitan f Obitan d và f có hình dạng phức tạp hơn. 4. Số obitan nguyên tử trong một phân lớp electron Để biểu diễn obitan một cách đơn giản ngƣời ta còn dùng ô vuông nhỏ, đƣợc gọi là ô lƣợng tử. Một ô lƣợng tử ứng với một AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron. Phân lớp s: Chỉ có 1 obitan, có đối xứng cầu trong không gian Phân lớp p: Có 3 obitan p x , p y , p z định hướng theo các trục x, y và z. Phân lớp d: Có 5 obitan, định hướng khác nhau trong không gian. Phân lớp f: Có 7 obitan, định hướng khác nhau trong không gian. § 5: CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ 1) Mức năng lượng của các lớp và phân lớp: Do có sự chèn ép về mức năng lượng khi điền electron vào các lớp và các phân lớp => thứ tự về mức năng lượng (quy tắc Kleckowski hay nguyên lí vững bền) từ thấp đến cao như sau: LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) 1s 2 s 2p 3 s 3p 4 s 3d 4 p 5s 4 d 5p 6 s 4f 5 d 6p 7 s 5f 6 d 7p . 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 3p 2p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f W R (K ) (L ) (M ) (N ) (O ) (P ) (Q ) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. W R 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 3p 2p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 4f 5f (K )1. (M ) 3. (N ) 4. (L ) 2. (O ) 5. (P )6. (Q ) 7. 1s 2 s 2 p 3s 3 p 4 s 3 d 4p 5 s 4 d 5 p 6s 4 f 5 d 6 p 7 s 5f 6 d 7 p . 2) Cấu hình electron Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. Người ta quy ước viết cấu hình electron nguyên tử như sau: - Số thứ tự lớp electron được ghi bằng chữ số (1, 2, 3…). - Phân lớp được ghi bằng chữ cái thường s, p, d, f. - Số electron trong một phân lớp được ghi bằng số ở phía bên phải của phân lớp (s 2 , p 6 ), các phân lớp không có electron không ghi. Cách viết cấu hình electron nguyên tử gồm các bước sau: Bƣớc 1: Xác định số electron nguyên tử. Bƣớc 2: Các electron được phân bố lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng trong nguyên tử (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…) và tuân theo quy tắc sau: - phân lớp s chứa tối đa 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. Bƣớc 3. Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…). Ví dụ 1: Viết cấu hình electron của nguyên tử N (Z=7): 1. Xác định số electron: 8. 2. Các electron phân bố vào các phân lớp theo chiều tăng dần của năng lượng trong nguyên tử: 1s 2 2s 2 2p 4 . 3. Cấu hình electron là: 1s 2 2s 2 2p 4 . 4. Theo ô lượng tử.      Ví dụ 2: Viết cấu hình electron của nguyên tử Fe (Z=26). 1. Xác định số electron: 26. 2. Các electron phân bố vào các phân lớp theo chiều tăng dần của năng lượng trong nguyên tử: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 . 3. Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 . Hay viết gọn là [Ar] 3d 6 4s 2 . Ví dụ 3 : C (Z=6) ở trạng thái cơ bản là: 1s 2 2s 2 2p 2 hay :       Cấu hình e ở trạng thái kích thích: Khi nguyên tử được cung cấp năng lượng, các cặp e đã ghép đôi bị tách ra thành e độc thân và chuyển lên mức năng lượng cao hơn. Ví dụ : C ở trạng thái kích thích :      Ở trạng thái này các nguyên tử rất không bền, chúng dễ tham gia liên kết hóa học. LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org)  Cấu hình electron của ion : Khi nguyên tử mất bớt hoặc nhận thêm electron trở thành ion. * Đối với 20 nguyên tố đầu ( Z  20 ) thì CH e trùng với mức năng lượng. * Đối với các nguyên tố có Z > 20 thì CH e không còn trùng với năng lượng nên khi viết CH e phải chú ý: - Viết cấu hình e theo năng lượng trước. - Sắp sếp lại theo thứ tự từng lớp. TD: Viết CH e của 26 Fe. Ta làm như sau: - Viết CH e theo năng lượng: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 - Sắp xếp lại  CH electron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2  * Đối với các nguyên tố như: Cr, Cu, Pd…có ngoại lệ đối với sự sắp xếp các electron ngoài cùng (vì có sự chuyển sang mức bão hoà và bán bão hoà). - Mức bão hoà: (n-1)d 9 ns 2  (n-1)d 10 ns 1 ( như vậy sẽ thuận lợi hơn về mặt năng lượng) TD: CH e của 29 Cu: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2  1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 - Mức bán bão hoà: (n-1)d 4 ns 2  (n-1)d 5 ns 1 ( như vậy sẽ thuận lợi hơn về mặt năng lượng) TD: CH e của 24 Cr: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2  1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 Đọc thêm: Các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử 1. Nguyên lí Pau-li - Trên một obitan có thể có nhiều nhất là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron. - Nếu có một electron trong một obitan thì ta biểu thị bằng một mũi tên đi lên. - Nếu có hai electron trong một obitan thì ta biểu thị bằng một mũi tên đi lên và một mũi tên đi xuống. a) 1 electron độc thân b) 2 electron ghép đôi 2. Nguyên lí vững bền Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao. Ví dụ: Nguyên tử hidro (Z=1) : 1s 1 . Electron này chiếm obitan 1s : Nguyên tử nitơ (Z=7) : 1s 2 2s 2 2p 3 3. Quy tắc Hund Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau. Ví dụ: Nguyên tử nitơ (Z=7) có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 3 , các electron được phân bố vào các obitan như sau: Đúng Sai Sự phân bố electron vào các obitan nguyên tử của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn § 6: ĐẶC ĐIỂM CỦA ELECTRON LỚP NGOÀI CÙNG Lớp e ngoài cùng quyết định tính chất hoá học của một nguyên tố:  Lớp electron ngoài cùng đã bão hoà hoặc giả bão (2e với He và 8e với khí hiếm khác) bền vững.  Lớp electron ngoài cùng có 1, 2, 3e là các kim loại (trừ H, He, B), dễ nhường e tạo cation.  Lớp electron ngoài cùng có 5, 6, 7e thường là các phi kim, dễ nhận e để trở thành anion.  Lớp e ngoài cùng có 4e : C, Si là các phi kim ; Ge, Sn, Pb là các kim loại. LỚP BỒI DƢỠNG VĂN HÓA NGÀY MỚI 18A/88 – ĐINH VĂN TẢ - TP.HẢI DƢƠNG TẠP CHÍ HÓA HỌC & TUỔI TRẺ © HOAHOC.ORG Ngô Xuân Quỳnh - 0979.817.885 – 0936.717.885 – Ym: netthubuon – admin@hoahoc.org Tạp Chí Hóa Học & Tuổi Trẻ www.hoahoc.org Mọi sự sao chép và sử dụng tài liệu của hoahoc.org cần ghi rõ nguồn trích dẫn (Trích theo: www.hoahoc.org) CHƢƠNG II. BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC I. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Có 3 nguyên tắc: 1. Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. 2. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng gọi là chu kì. 3. Các nguyên tố có số electron hóa trị trong nguyên tử như nhau được xếp thành một cột gọi là nhóm. II. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học 1. Ô nguyên tố Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô của bảng, gọi là ô nguyên tố Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó. 2. Chu kì Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử. Chu kì thường bắt đầu bằng một kim loại kiềm và kết thúc bằng một khí hiếm (trừ chu kì 1,chu kì 7). Các chu kì 1,2,3 được gọi là các chu kì nhỏ. Các chu kì 4, 5, 6, 7 được gọi là các chu kì lớn. 3. Nhóm nguyên tố Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành 1 cột. Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ 2 cột cuối của nhóm VIIIB). Khối nguyên tố - Khối các nguyên tố s : gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA (nhóm kim loại kiềm) và nhóm IIA (nhóm kim loại kiềm thổ). - Khối các nguyên tố p : gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ He). Nhóm A bao gồm các nguyên tố s và nguyên tố p. - Khối các nguyên tố d: gồm các nguyên tố thuộc các nhóm B. - Khối các nguyên tố f: gồm các nguyên tố xếp ở hai hàng cuối bảng. Nhóm B bao gồm các nguyên tố d và nguyên tố f.