Hệ thống Lý thuyết về Nguyên tử

Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng Chương 1 + 2: NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HOÀN HÓA HỌC A/ KIẾN THỨC CẦN NHỚ I/ THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ 1/ Cấu tạo nguyên tử - đặc tính các hạt: Nguyên tử có cấu tạo gồm: - Hạt nhân ở giữa nguyên tử, gồm các hạt proton (p) (mang điện tích dương) và các hạt nơtron (n) (không mang điện). - Vỏ nguyên tử gồm các hạt electron (e) (mang điện tích âm) chuyển động xung quanh hạt nhân. Hạt Khối lượng (m) Điện tích (q) Thật Tương đối Thật Tương đối Proton 1,6726.10 -27 kg 1u +1,602.10 -19 C 1+ Nơtron 1,6748.10 -27 kg 1u 0 0 Electron 9,1094.10 -31 kg 1 1836 u -1,602.10 -19 C 1- * Kết luận. + Khối lượng nguyên tử bằng khối lượng hạt nhân nguyên tử đó (vì khối lượng của e rất bé so với khối lượng các hạt nơtron và proton, cụ thể 27 31 1,6726.10 1836 9,1094.10 p e m m − − = ≈ ). + Nguyên tử trung hòa về điện, nên số p = số e. 2/ Kích thước và khối lượng nguyên tử a/ Kích thước nguyên tử: rất nhỏ, được tính bằng đơn vị nanomet (nm). 1 nm = 10 -9 m = 10 Ǻ Đường kính So sánh Nguyên tử 10 -1 nm lan D D hatnhan nguyentu 4 5 1 10 10 10 == − − hạt nhân 10 -5 nm lan D D electron nguyentu 7 8 1 10 10 10 == − − Electron (hay proton) 10 -8 nm lan D D electron hatnhan 3 8 5 10 10 10 == − − Vì vậy electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong không gian rỗng của nguyên tử. b/ Khối lượng nguyên tử: rất nhỏ, được tính bằng u (hoặc đvC). Với 1u = 12 1 . 12 C m = 1 12 . 19,9265.10 -27 kg → 1u = 1,6605.10 -27 kg. II/ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ. NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1/ Điện tích hạt nhân (Z+). Điện tích hạt nhân chính là tổng điện tích của proton. Z = số proton = số electron = E (Nguyên tử trung hòa về điện) 2/ Số khối hạt nhân (A). Số khối của hạt nhân bằng tổng số proton (Z) với tổng số nơtron (N). A = Z + N 3/ Số hiệunguyên tử (Z). Số hiệu nguyên tử là số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố. 4/ Kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X. X A Z Trong đó: A: số khối Z: số hiệu nguyên tử X: kí hiệu hóa học của nguyên tố III/ ĐỒNG VỊ. NGUYÊN TỬ KHỐI. NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH Trang 1 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng 1/ Đồng vị: Đồng vị là những nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng số proton, khác số nơtron. Ví dụ. Nguyên tố H có 3 đồng vị H 1 1 , H 2 1 , H 3 1 Chú ý. Các đồng vị bền có Z ≤ 82. 2/ Nguyên tử khối. Nguyên tử khối trung bình a/ Nguyên tử khối (M). Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử, bằng số khối hạt nhân M = A b/ Nguyên tử khối trung bình ( M ). Nguyên tử khối trung bình của nguyên tố có nhiều đồng vị được tính bằng hệ thức cba cCbBaA M ++ ++ = Với a, b, c: là số nguyên tử (hoặc % số nguyên tử) của mối đồng vị. A, B, C: là nguyên tử khối (hay số khối) của mỗi đồng vị. Mở rộng: ( ) 1 1 . k i i i k i i n M M n = = = ∑ ∑ Với: n i : % hay số mol hay thể tích của chất thứ i ( khi n i là thể tích thì chỉ sử dụng cho chất khí) M i : Khối lượng mol của chất thứ i Nếu trong hỗn hợp chỉ có hai chất , ta có thể gọi x là số mol (% hay thể tích) của chất thứ nhất trong 1 mol hỗn hợp, khi đó suy ra số mol của chất thứ hai là (1 – x) mol. 1 2 . (1 ).M x M x M= + −  Lưu ý:  M min < M < M max  1 2 2 M M M + = ↔ 1 2 1 2 1 2 50% n n V V x x =   =   = =  ( thể tích của khí không áp dụng cho thể tích dung dịch)  M 1 = M 2 → 1 2 M M M= = , , ,n V x∀  M đơn chất ↔ M hợp chất  Sơ đồ đường chéo: V 1 (hay n 1 ) M 1 |M 2 – M | M → 2 1 2 1 M M V V M M − = − V 2 (hay n 2 ) M 2 | M – M 1 | * Chú ý: - Phân biệt nguyên tử và nguyên tố: + Nguyên tử là loại hạt vi mô gồm hạt nhân và các hạt electron quanh hạt nhân. + Nguyên tố là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. - Tính chất hóa học nguyên tố là tính chất hóa học các nguyên tử của nguyên tố đó. - Mối quan hệ giữa các hạt cơ bản cấu tạo nên nguyên tử: + Số hạt cơ bản = 2.Z + N (mang điện: 2.Z, không mang điện: N). + Số hạt mang điện = số electron + số proton = 2.Z . + Số hạt ở hạt nhân = số proton + số nơtron = Z + N. + Điều kiện bền của hạt nhân nguyên tử là N 1 1,33 Z ≤ ≤ với Z ≤ 20 Trang 2 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng 1 1,5 N Z ≤ ≤ với Z ≤ 82 Tổng hạt = Z + E + N = 2.Z + N mà : Z ≤ N ≤ 1,5.Z Nên: 2.Z + Z ≤ 2.Z + N ≤ 2.Z + 1,5.Z ⇒ 3.Z ≤ Tổng hạt ≤ 3,5.Z ⇒ 3,5 3 hat hat Z≤ ≤ ∑ ∑ - Từ kí hiệu nguyên tử X A Z => số p và số n trong hạt nhân cũng như số electron ở vỏ nguyên tử và ngược lại. - Tất cả các nguyên tử có cùng số điện tích hạt nhân Z đều thuộc cùng một nguyên tố hóa học. - Công thức tính thể tích của một nguyên tử: 3 3 4 RV π = (R là bán kính nguyên tử) III/ Sự chuyển động của e trong nguyên tử. 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 quỹ đạo xác định nào và tạo thành đám mây electron. 2/ Obitan nguyên tử (AO) a/ Định nghĩa: Obitan nguyên tử là khu vực đám mây electron xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron khoảng 90%. b/ Hình dạng obitan nguyên tử: Dựa trên sự khác nhau về trạng thái electron trong nguyên tử ta có: - Obitan s: dạng hình cầu. - Obitan p: gồm 3 obitan p x , p y , p z có hình dạng số 8 nổi, định hướng theo 3 trục Ox, Oy, Oz của hệ tọa độ. IV/ Lớp và phân lớp e: 1/ Lớp electron: Lớp electron gồm các electron có mức năng lượng gần bằng nhau. Các lớp electron xếp theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần nhân ra ngoài): Lớp thứ n 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp K L M N O P Q Có số obitan là n 2 1 4 9 16 Có số electron tối đa là 2n 2 2 8 18 32 2/ Phân lớp electron - Mỗi lớp electron chia thành các phân lớp s, p, d, f gồm các electron có mức năng lượng bằng nhau: Phân lớp s p d f Có số obitan 1 3 5 7 Có số electron tối đa 2 6 10 14 - Trong 1 lớp electron thì số phân lớp = số thứ tự lớp: Lớp thứ 1 2 3 4 Có phân lớp 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f - Phân lớp electron chứa electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa. V/ Năng lượng – Cấu hình e trong nguyên tử : 1/ Các nguyên lý và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử a/ Nguyên lý Pauli: Trên 1 obitan có tối đa 2e và 2e này chuyển động tự quay khác chiều nhau: 1 obitan có 2e: 2e ghép đôi 1 obitan có 1e: 1e độc thân ↑↓ ↑ Trang 3 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 H thng kin thc húa hc lp 10 Chng trỡnh C bn v Nõng cao Luyn thi i hc v Cao ng b/ Nguyờn lý vng bn: trng thỏi c bn, trong nguyờn t cỏc electron chim ln lt cỏc obitan cú mc nng lng t thp n cao. c/ Quy tc Hund: Trong 1 phõn lp, cỏc electron s phõn b trờn cỏc obitan sao cho s electron c thõn l ti a v cú chiu t quay ging nhau. Vớ d: 7 N 1s 2 2s 2 2p 3 d/ Trt t cỏc mc nng lng nguyờn t: Trong nguyờn t, cỏc electron trờn cỏc obitan khỏc nhau, nhng cựng 1 phõn lp cú mc nng lng nh nhau. Cỏc mc nng lng nguyờn t tng dn theo trỡnh t: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p * ẹeồ nhụự ta duứng quy taộc Klechkowsky 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 7p 3d 4d 5d 6d 7d 4f 5f 6f 7f 2/ Cu hỡnh electron nguyờn t: Cu hỡnh electron nguyờn t biu din s phõn b electron trờn cỏc phõn lp ca cỏc lp electron khỏc nhau. a/ Cỏch vit cu hỡnh electron nguyờn t - Xỏc nh s electron trong nguyờn t. - Phõn b cỏc electron theo trt t mc nng lng AO tng dn. - Vit cu hỡnh electron theo th t cỏc phõn lp electron trong mt lp. Vớ d: 26 Fe. Vit theo trt t mc nng lng AO tng dn: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 - Sau ú vit li theo th t cỏc phõn lp electron trong 1 lp: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 - Vit gn: [Ar] 3d 6 4s 2 * Chỳ ý: Khi vit cu hỡnh electron d nh trt t cỏc mc nng lng, ta vit theo th t lp vi 2 phõn lp s, p nh sau: 1s 2s2p 3s3p 4s . 4p 5s . 5p 6s . 6p 7s . 7p - Sau ú thờm 3d vo gia lp 4s . 4p - Thờm 4d vo gia lp 5s . 5p - Thờm 4f 5d vo gia lp 6s . 6p - Thờm 5f 6d vo gia lp 7s . 7p - Ta s c 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p b/ c im ca lp electron ngoi cựng - Cỏc electron lp ngoi cựng quyt nh tớnh cht húa hc ca mt nguyờn t. - S electron lp ngoi cựng ti a l 8e + Cỏc nguyờn t kim loi cú: 1e, 2e, 3e lp ngoi cựng. + Cỏc nguyờn t phi kim cú: 5e, 6e, 7e lp ngoi cựng. + Cỏc nguyờn t khớ him cú: 8e (He cú 2e) lp ngoi cựng. + Cỏc nguyờn t cú 4e lp ngoi cựng cú th l kim loi (Ge, Sn, Pb) cú th l phi kim (C, Si). VI. Mt s vn b sung: Xỏc nh v trớ ca nguyờn t X trong bng tun hon húa hc: 1. Phõn nhúm chớnh ( nhúm A ) : khi cỏc e cui cựng c in vo phõn lp s hay p, c th: ns a np b (vi iu kin a,b s nguyờn v a 1 , 0 b 6) Trang 4 Trn Hong Tun http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng Số thứ tự nhóm = a + b trong đó: 3 . 4 . / . 5 . 8 . a b K L a b K L P K a b P K a b Kh h + ≤ →   + = →   + ≥ →   + = →  2. Phân nhóm phụ ( nhóm B ) : khi các e cuối cùng được điền vào phân lớp d hay f, cụ thể: (n-1)d a ns b (với điều kiện a,b є số nguyên và b = 2 , 1 ≤ a ≤ 10)  Nếu a + b < 8 ⇒ Số thứ tự nhóm = a + b  Nếu a + b = 8 hay 9 hay 10 ⇒ Số thứ tự nhóm = 8  Nếu a + b > 10 ⇒ Số thứ tự nhóm = (a + b) – 10 ⇒ Các nguyên tố nhóm B đều thuộc kim loại chuyển tiếp. Ngoại trừ:  b = 2 , a = 4 ⇒ b = 1 , a = 5 (bán bão hòa gấp)  b = 2 , a = 9 ⇒ b = 1 , a = 10 (bão hòa gấp) VII. Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố hóa học: 1. Bán kính nguyên tử:  Trong cùng một chu kỳ: đi từ trái sang phải theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử của các nguyên tố giảm dần. Nguyên nhân là do số lớp e ngoài cùng như nhau, khi đi từ ô này sang ô sau liền kề với nó thì e lớp này tăng lên và điện tích hạt nhân cũng tăng làm lực hút giữa hạt nhân và e tăng → bán kính nguyên tử giảm.  Trong cùng một phân nhóm chính (nhóm A): đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử của các nguyên tố tăng dần. Nguyên nhân là do số lớp e tăng dần khi đi từ trên xuống và e lớp ngoài cùng giống nhau làm lực hút giữa hạt nhân với e lớp ngoài cùng giảm dần, mặc dù điện tích hạt nhân có tăng.  Chú ý: . .n e m en m M M M − ++ − ¬  → cation anion • Khi một ngtử mất e để tạo thành ion dương (cation) thì kích thước giảm đi rất nhiều → bán kính của cation bao giờ cũng nhỏ hơn bán kính của nguyên tử tương ứng. Cùng một nguyên tử, nếu điện tích ion càng lớn thì bán kính càng nhỏ. Vd: 2 3 Fe Fe Fe r r r + + > > • Khi một ngtử nhận thêm e để tạo thành ion âm (anion) thì kích thước ion tăng lên vì e nhận thêm vào làm tăng tương tác đẩy e – e. → Bán kính của anion bao giờ cũng lớn hơn bán kính của nguyên tử tương ứng. Vd: Cl Cl Cl r r r − + > > 2. Năng lượng ion hóa: I  Nói một cách tóm tắt: năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu cần tiêu thụ để tách một e ra khỏi nguyên tử ở thể khí và biến thành ion dương.  Cụ thể, năng lượng ion hóa của một nguyên tử hay một phân tử là năng lượng cần thiết để tách một điện tử từ nguyên tử hay phân tử đó ở trạng thái cơ bản. Một cách tổng quát hơn, năng lượng ion hóa thứ n là năng lượng cần thiết để tách điện tử thứ n sau khi đã tách (n-1) điện tử đầu tiên. Trạng thái cơ bản chính là trạng thái mà tại đó, nguyên tử không chịu ảnh hưởng của bất kỳ một từ trường ngoài nào cả. Tức là một nguyên tử kim loại ở trạng thái cơ bản sẽ có dạng khí, và cấu hình electron của nó cũng là cấu hình cơ bản: tuân theo nguyên lí Pauli, Nguyên lí vững bền và qui tắc Hund.  Theo từ điển Giáo khoa Vật lí của các tác giả Vũ Thanh Khiết, ., Nhà Xuất bản Giáo dục- năm 2007 thì năng lượng ion hoá được định nghĩa như sau: năng lượng ion hóa của một nguyên tử, phân tử Trang 5 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng hoặc ion là năng lượng cần thiết để tách êlectron liên kết yếu nhất ra khỏi một hạt ở trạng thái cơ bản sao cho ion dương được tạo thành cũng ở trạng thái cơ bản. Đó là năng lượng ion hoá thứ nhất. Các giai đoạn ion hoá tiếp theo sẽ ứng với các năng lượng ion hoá thứ hai, thứ ba,  Nguyên tử càng dễ nhường e (tính kim loại càng mạnh) thì giá trị I càng nhỏ.  Phân biệt năng lượng ion hóa thứ nhất I 1 , thứ hai I 2 , … M → M + + 1e , I 1 > 0 M + → M 2+ + 1e , I 2 > I 1  Quy tắc Koopmans: Năng lượng ion hóa thứ nhất I 1 của nguyên tử là bằng đối của năng lượng của obitan mà e bị tách đó đã chiếm.  Trong một chu kỳ, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, lực liên kết giữa hạt nhân và e lớp ngoài cùng tăng, làm cho năng lượng ion hóa nói chung cũng tăng theo.  Trong cùng một phân nhóm chính, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng,lực liên kết giữa e lớp ngoài cùng và hạt nhân giảm, do đó năng lượng ion hóa nói chung giảm.  Đôi nét về ion :  Ion là một nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị mất hay thu nhận thêm được một hay nhiều điện tử. Một ion mang điện tích âm,khi nó thu được một hay nhiều điện tử, được gọi là anion, và một ion mang điện tích dương khi nó mất một hay nhiều điện tử, được gọi là cation. Quá trình tạo ra các ion gọi là ion hóa.  Các nguyên tử hay nhóm nguyên tử bị ion hóa được biểu diễn dưới dạng các số viết nhỏ lên trên, bên phải ký hiệu của nguyên tử hay nhóm nguyên tử, thể hiện số lượng điện tử mà nó thu được hay mất đi (nếu lớn hơn 1) và dấu + hay − tùy theo nó mất hay thu được (các) điện tử. Trong trường hợp mất hay thu được chỉ một điện tử thì không cần ghi giá trị số. Ví dụ H + hay O 2- .  Các kim loại có xu hướng tạo ra các cation (mất đi điện tử) trong khi các phi kim lại có xu hướng tạo ra anion, ví dụ natri tạo ra cation Na + trong khi clo tạo ra các anion Cl - .  Các ion lần đầu tiên được lý thuyết hóa bởi Michael Faraday khoảng năm 1830, để miêu tả các thành phần của phân tử mà chuyển động về phía anốt hay catốt. Tuy nhiên, cơ chế mà các chuyển động này có thể diễn ra đã không được miêu tả cho đến tận năm 1884 khi Svante August Arrhenius trong luận án tiến sĩ của mình trong trường đại học tổng hợp Uppsala đã miêu tả chúng. Lý thuyết của ông ban đầu đã không được chấp nhận (ông nhận được học vị tiến sĩ với điểm thấp nhất để được vượt qua) nhưng luận án tiến sĩ của ông đã đoạt giải Nobel về hóa học năm 1903.  Từ ion đã được đặt tên bởi Michael Faraday, từ tiếng Hy Lạp ἰόν, động tính từ thời hiện tại của ἰέναι, "chuyển động", vì thế là "người đi lại". Danh pháp này dựa trên xu hướng của các anion chuyển động về phía anốt, và của các cation chuyển động về phía catốt. Vì thế, anion (ἀνιόν) và cation (κατιόν) có nghĩa là "(một thứ) đi lên" và "(một thứ) đi xuống", một cách tương ứng, và anốt, ἄνοδος, và catốt, κάθοδος, có nghĩa là "đi lên" và "đi xuống", tương ứng từ ὁδός, "đường". 3. Ái lực e: E  Ái lực e càng là năng lượng giải phóng khi một nguyên tử ở thể khí kết hợp một e vào để biến thành ion âm. M + 1e → M - , E < 0  Trong cùng một chu kỳ, nói chung ái lực e càng âm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân. Ngoại trừ các khí hiếm lại có ái lực e dương.  Trong cùng một phân nhóm chính, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, phần lớn ái lực e kém âm dần (giá trị tuyệt đối của E giảm dần). Ái lực e của các nguyên tố nhóm II.A,II.B có giá trị dương. Trang 6 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 H thng kin thc húa hc lp 10 Chng trỡnh C bn v Nõng cao Luyn thi i hc v Cao ng 4. õm in: (c l khi) õm in ca mt nguyờn t c trng cho kh nng hỳt e ca nguyờn t ú khi to thnh liờn kt húa hc. õm in ca mt nguyờn t cng ln thỡ tớnh phi kim ca nguyờn t ú cng mnh. Ngc li, õm in cng nh, tớnh kim loi ca nguyờn t ú cng mnh. Trong cựng mt chu k, i t trỏi sang phi theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, õm in ca cỏc nguyờn t núi chung tng dn. Trong cựng mt phõn nhúm chớnh, i t trờn xung di theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, õm in ca cỏc nguyờn t núi chung gim dn. Nguyờn t flo (F) cú õm in ln nht l 3,98 . 5. Tớnh kim loi, tớnh phi kim: Tớnh kim loi l tớnh cht ca mt nguyờn t m nguyờn t ca nú d nhng e tr thnh ion dng. M n.e M n+ Nguyờn t ca nguyờn t cng d nhng e, tớnh kim loi cng mnh. Tớnh phi kim l tớnh cht ca mt nguyờn t m nguyờn t ca nú nhn thờm e tr thnh ion õm. M + n.e M n- Nguyờn t ca nguyờn t cng d nhn e, tớnh phi kim cng mnh. Trong cựng mt chu k, i t trỏi sang phi theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, tớnh kim loi gim dn, tớnh phi kim tng dn (ca cỏc nguyờn t). Trong cựng mt phõn nhúm chớnh, i t trờn xung di theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, tớnh kim loi tng dn, tớnh phi kim gim dn (ca cỏc nguyờn t). Trong Bng THHH, kim loi chim phn di bn trỏi v phi kim chim phn trờn bờn phi, gii hn ny khụng rừ rt l ng chộo k t gúc trờn bờn phi. 6. S bin i v húa tr ca cỏc nguyờn t: Húa tr cao nht ca mt nguyờn t vi oxi, vi hidro ca cỏc phi kim bin i tun hon theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn. Trong mt chu k, i t trỏi sang phi theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, húa tr cao nht ca cỏc nguyờn t vi Oxi tng ln lt t 1 7, cũn húa tr vi hidro ca cỏc phi kim gim t 4 1. Bng bin i tun hon húa tr ca cỏc nguyờn t nhúm A. Nhúm I.A II.A III.A IV.A V.A VI.A VII.A Hp cht vi Oxi Na 2 O K 2 O MgO CaO Al 2 O 3 Ga 2 O 3 SiO 2 GeO 2 P 2 O 5 As 2 O 5 SO 3 SeO 3 Cl 2 O 7 Br 2 O 7 Húa tr cao nht vi Oxi I II III IV V VI VII Tng quỏt húa tr cao nht vi Oxi R 2 O RO R 2 O 3 RO 2 R 2 O 5 RO 3 R 2 O 7 Hp cht khớ vi hidro SiH 4 GeH 4 PH 3 AsH 3 H 2 S H 2 Se HCl HBr Húa tr vi hidro IV III II I Tquỏt húa tr vi hidro RH 4 RH 3 RH 2 RH Chú ý : Hoá trị cao nhất với oxi + hoá trị với hiđro = 8 ( chỉ áp dụng cho nguyên tố nhóm A ) Tính chất nguyên tố nhóm IA và IIA: a) Nhóm IA ( nhóm kim loại kiềm ) Trang 7 Trn Hong Tun http://violet.vn/violetq11 H thng kin thc húa hc lp 10 Chng trỡnh C bn v Nõng cao Luyn thi i hc v Cao ng - Tác dụng với nớc ở đk thờng cho kiềm tơng ứng và giải phóng hiđro. 2M + 2H 2 O 2MOH + H 2 - Tác dụng mạnh với oxi cho ra oxit bazơ kiềm, các oxit này tác dụng mạnh với nớc cho kiềm 4M + O 2 2M 2 O ( chú ý tạo ra peoxit và supeoxit ) M 2 O + H 2 O 2MOH - Tác dụng với phi kim cho muối. b) Nhóm IIA ( kim loại kiềm thổ ) - ở đk thờng tác dụng với nớc ( trừ Mg tác dụng chậm với nớc lạnh, Be không pứ ) R + 2H 2 O R(OH) 2 + H 2 - Tác dụng mạnh với oxi cho oxit, oxit tác dụng mạnh với nớc cho dung dịch kiềm 2R + O 2 2RO RO + H 2 O R(OH) 2 7. S bin i tớnh axit bazo ca oxit v hidroxit: Oxit v hidroxit ca kim loi th hin tớnh bazo. Oxit v hidroxit ca phi kim th hin tớnh axit. Tớnh axit bazo ca chỳng mnh yu ph thuc vo mnh yu ca kim loi v phi kim tng ng. Hidroxit kim loi M(OH) n cú tớnh bazo vỡ: M l nguyờn t kim loi, cú xu hng nhng e, tng ng vi tỏc dng y e mnh s phõn cc liờn kt M O tng v s phõn cc liờn kt O H gim liờn kt M O phõn cc mnh hn, kộm bn, d t cho ion OH - Th hin tớnh baz. Hidroxit phi kim R(OH) n cú tớnh axit vỡ: R l nguyờn t phi kim, cú xu hng nhn e, tng ng vi tỏc dng hỳt e mnh s phõn cc liờn kt R O gim v s phõn cc liờn kt O H tng liờn kt O H phõn cc mnh hn, kộm bn, d t cho ion H + Th hin tớnh axit mnh. Trong cựng mt chu k , i t trỏi sang phi theo chiu tng dn ca in tớch ht nhõn, tớnh bazo ca oxit v hidroxit tng ng gim dn, ng thi tớnh axit ca chỳng tng dn. 8. Quy tc bóo hũa sm v na bóo hũa sm: Cu hỡnh bn ca phõn lp d ng vi trng thỏi bóo hũa (10e) hay na bóo hũa (5e). Vỡ vy, khi v ngoi ca nguyờn t, phõn lp d cú 9 hoc 4 e thỡ cú s nhy e t phõn lp s ca lp lin bờn ngoi phõn lp d t trng thỏi bóo hũa hay na bóo hũa bn vng. Hin tng ny gi l bóo hũa sm v na bóo hũa sm. Hin tng ny thng xóy ra i vi mt s nguyờn t thuc nhúm I.B v VI.B trong bng tun hon. Thớ d: Cu ( Z = 29 ): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2 thc t l: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 Bo hũa sm Thớ d: Cr ( Z = 24 ): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 4 4s 2 thc t l: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 Na bo hũa sm 9. Bng tun hon cỏc nguyờn t nhúm A: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA Trang 8 Trn Hong Tun http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng H 1 Hỏi He 2 Hễ Li 3 Li Be 4 Bẻ B 5 Bố C 6 Chú N 7 Nếu O 8 Ông F 9 Fải Ne 10 Nếu Na 11 Nào Mg 12 Măng Al 13 Ăn Si 14 Sỉn P 15 Phải S 16 Sợ Cl 17 Cho (luôn) Ar 18 Ai K 19 Không Ca 20 Cần Ga 31 Gà Ge 32 Gé As 33 Ăn Se 34 Sệt Br 35 Bom (rơi) Kr 36 Khùng Rb 37 Rót (bia) Sr 38 Sỏ (rỗ) In 49 Ít (nhiều) Sn 50 Sang Sb 51 Sườn Te 52 Té I 53 Ì Xe 54 Xê Cs 55 Cà (sa) Ba 56 Ba Tl 81 Tiền (lẻ) Pb 82 Phố (buồn) Bi 83 Bì Po 84 Phở At 85 Ặt Rn 86 Ra Fr 87 Fê (rồi) Ra 88 Ra Ở nhóm V.A, các chu kỳ 4,5,6 : chữ cuối của nguyên tố này là chữ đầu của nguyên tố kia. ***Các ví dụ: Vd 1: Tổng số hạt proton, notron, và e của một nguyên tử X trong một nguyên tố bằng 21. a) Xác định số proton, notron và số khối của nguyên tử. b) Viết cấu hình e của nguyên tử và biểu diễn sự sắp xếp chúng trên các obitan. Suy ra vị trí của nguyên tử trong bảng tuần hoàn. Giải: a. Cách 1: Ta có: 2.Z + N = 21 ↔ N = 21 – 2.Z → Z < 82 → 1 1,5 N Z ≤ ≤ hay 1 1,5 N Z N Z  ≥     ≤   Trang 9 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 Chu kỳ 4 và 5: Từ II.A→III.A thì Z III = Z II +11 Chu kỳ 6: Từ II.A→III.A thì Z III = Z II +25 Đánh số thứ tự tăng dần từ trái sang phải Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng 21 2. 1 21 2. 1,5 Z Z Z Z −  ≥    −  ≤   ↔ 21 2. 21 2. 1,5. Z Z Z Z − ≥   − ≤  ↔ 21 3. 21 3,5 Z Z ≥   ≤  ↔ 7 6 Z Z ≥   ≤  ↔ 6 ≤ Z ≤ 7 Kẻ bảng: Z 6 7 N = 21 – 2.Z 9 7 A = Z + N 15 14 Chọn 7 7 Z N =   =  → E = 7 và A = 14 (đvC) Cách 2: Ta có: Tổng hạt = 21 → 21 21 3,5 3 Z≤ ≤ ↔ 6 ≤ Z ≤ 7 Kẻ bảng: Z 6 7 N = 21 – 2.Z 9 7 A = Z + N 15 14 Chọn 7 7 Z N =   =  → E = 7 và A = 14 (đvC) b. X là Nito : N N ( Z = 7 ): 1s 2 2s 2 2p 3 N ở ô thứ 7 trong bảng tuần hoàn và thuộc chu kỳ 2. N có 3 e cuối cùng điền vào phân lớp p nên N là nguyên tố p và có 5e thuộc lớp 2 → N thuộc nhóm V.A Vd 2: Hai nguyên tử A và B có phân lớp ngoài cùng là 3p và 4s tương ứng. Biết tổng số e của 2 phân lớp là 5 và hiệu số là 3. Hãy viết cấu hình e của hai nguyên tử đó và định giá trị Z của A và B. Giải: Gọi x là số e của phân lớp 3p y là số e của phân lớp 4s Theo đề, ta có: 5 3 x y x y + =   − =  ↔ 4 1 x y =   =  Do đó, cấu hình e của nguyên tử A và B là: A: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 → Z A = 16 B: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 → Z B = 19 Vd 3: Dựa vào bảng khối lượng của proton, notron,và e. Hãy tính khối lượng của nguyên tử: Cl gồm 17p, 18n và 17e. Giải: Khối lượng 1 nguyên tử Clo là: m Cl = (17.1,6726.10 -24 ) + (18.1,6748.10 -24 ) + (17.9,1094.10 -28 ) = 58,596.10 -24 g Vd 4: Biết khối lượng một nguyên tử sắt 93,6736.10 -24 g có 26 proton, tỉ khối là 7,9. Biết các nguyên tử sắt trong tinh thể chỉ chiếm 74% thể tích. a) Tính tỉ số khối lượng của các e trong nguyên tử so với khối lượng của toàn nguyên tử. Từ đó có thể coi khối lượng nguyên tử thực tế bằng khối lượng hạt nhân được không? b) Xác định bán kính nguyên tử gần đúng của sắt. Giải: ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ Trang 10 Trần Hoàng Tuấn http://violet.vn/violetq11 [...]... e ở phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử sau lần lượt là 3p1 ; 3d5 ; 4p3 ; 5s2 ; 4p6 a) Viết cấu hình e đầy đủ của mỗi nguyên tử b) Cho biết mỗi nguyên tử có mấy lớp e, số e trên mỗi lớp là bao nhiêu? c) Nguyên tố nào là kim loại, phi kim, khí hiếm? Giải thích? Bài 21: Ngun tử Al có z = 13; ngun tử Fe có z = 26; ngun tử S có z = 16; Ngun tử Br có z = 35; Ngun tử Ca có z = 20 Viết cấu hình electron... ngun tử 3 Khái niệm mol là Trần Hồng Tuấn Trang 15 http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng A Số ngun tử của chất B Lượng chất chứa 6,023.1023 hạt vi mơ (ngun tử, phân tử, ion) C Số phân tử chất D Khối lượng phân tử chất 4 Chọn câu SAI A Số proton B Số electron C Số nơtron D Điện tích hạt nhân 5 Mệnh đề Sai về ngun tử. .. các nguyên tố sau: a) b) c) d) 1s2 2s2 2p6 3s1 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Gọi tên các nguyên tố Nguyên tố nào là kim loại, phi kim, khí hiếm? Vì sao? Đối với mỗi nguyên tử, lớp e nào liên kết với hạt nhân chặt nhất, yếu nhất? Có thể xác đònh khối lượng nguyên tử của các nguyên tố đó được không? Vì sao? Bài 20: Cho biết cấu hình e ở phân lớp ngoài cùng của các nguyên. .. khối lượng ngun tử hiđro theo đơn vị u và gam (MH = 1,008u; 1,008.1,660510-24g) Bài 5: Biết khối lượng ngun tử oxi, cacbon lần lượt nặng gấp 15,842 lần và 11,905 lần khối lượng ngun tử hiđro Nếu chọn 1/12 khối lượng ngun tử cacbon làm đơn vị thì ngun tử khối oxi, hiđro là bao nhiêu? (ĐA: MH = 1,008; MO = 15,967) * Chủ đề 2: Khối lượng riêng của ngun tử Bài 6: Tính khối lượng riêng của ngun tử a Zn, biết... hạt là 28, số hạt khơng mang điện tích chiếm 35,71% tổng số hạt Viết kí hiệu ngtử X Bài 11: X có tổng số hạt là 180, số hạt mang điện chiếm 58,89% tổng số hạt Viết kí hiệu ngun tử X * Chủ đề 4: Biết số ngun tử, số khối của các đồng vị tìm ngun tử khối trung bình và ngược lại Bài 12: Tính nguyên tử lượng trung bình của các nguyên tố sau, biết trong tự nhiên chúng có các đồng vò là: 58 60 61 62 a ) 28... tích của một ngun tử sắt trong mạng tinh thể: 23 6, 02.10 Giả sử ngun tử Fe là một khối cầu: 4 3.V 3.V 3 3.0,9.10−23 3 V = π R 3 ⇒ R3 = ⇒R=3 = = 2,150.10−24 = 1, 29.10−8 cm3 3 4.π 4.π 4.π 35 37 Vd 5: Khối lượng ngun tử của clo là 35,5 Clo có hai đồng vị là 17 Cl và 17 Cl Tính phần trăm về số ngun tử của mỗi đồng vị Giải: Gọi x là % của số ngun tử đồng vị thứ nhất y là % của số ngun tử đồng vị thứ hai... ngun tử khối, ngun tử lượng Bài 1: Biết khối lượng ngun tử của: mNa = 38,1634.10-27kg; mS = 53,226.10-27kg; Trần Hồng Tuấn mMg = 40,358 10-27kg; Trang 13 mP = 51,417 10-27kg http://violet.vn/violetq11 Hệ thống kiến thức hóa học lớp 10 – Chương trình Cơ bản và Nâng cao – Luyện thi đại học và Cao đẳng Tính ngun tử khối của Na, S, Mg, P (ĐA: MNa = 23; MS = 32; MMg = 24; MP = 31) Bài 2: Biết ngun tử khối... khối lượng phân tử: CO2, CH4, NH3, H2O theo đơn vị kg (ĐA:CO2:73,062.10-27kg; CH4: 26,568.10-27kg; NH3:28,229 10-27kg; H2O:29,889 10-27kg) Bài 3: Biết MC = 12,011 Trong phân tử CS2 có 15,8% mC và 84,2% mS Tìm ngun tử khối của S và khối lượng ngun tử S gam (ĐA: MS = 32; mS = 32 1,6605.10-24g) Bài 4: Biết ngun tử khối cacbon là 12 và khối lượng ngun tử cacbon gấp 11,905 lần khối lượng ngun tử hiđro Tính... 20 Ngun tử R có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52 và có số khối là 35 Điện tích hạt nhân R là A 17 B 25 C 30 D 15 21 Một ngun tử có khối lượng là 80, số hiệu 35 Chọn câu trả lời đúng về cấu tạo ngun tử: A 45p; 35n; 45e B 35p; 45n; 35e C 35p; 35n; 35e D 35p; 35n; 45e 22 Một ngun tử có số hiệu 29, số khối 61 Ngun tử đó có: A 90 nơtron B 61 nơtron C 29 nơtron D 29 electron 23 Một ngun tử có số... 2s2 2p6 3s2 3p5 Điện tích hạt nhân của ngun tử clo là A 17 B 18 C 18+ D Tất cả đều sai 41 Chon câu phát biểu ĐÚNG NHẤT A Các ngun tử có 1,2,3 e lớp ngồi cùng là những ngun tử kim loại B Các ngun tử có 5,6,7 e lớp ngồi cùng là những ngun tử phi kim C Các ngun tử có 4 e ngồi cùng có thể là kim loại hoặc phi kim D Cả A,B,C đều đúng 42 Cấu hình electron ngun tử của Na (z = 11) là A 1s22s22p63s2 B 1s22s22p63s1 . Nguyên tử khối. Nguyên tử khối trung bình a/ Nguyên tử khối (M). Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử, bằng số khối hạt nhân M = A b/ Nguyên. nguyên tử có 1,2,3 e lớp ngoài cùng là những nguyên tử kim loại. B. Các nguyên tử có 5,6,7 e lớp ngoài cùng là những nguyên tử phi kim. C. Các nguyên tử