Qua bảng cấu hình electron trên ta thấy: Các electron của phân lớp ngoài cùng ở xa nhân nhất chiếm mức năng lượng cao, liên kết yếu với nhân nên dễ tham gia liên kết với các nguyên tử k[r]
(1)Bài 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN I Đơn vị Mol
1 Khái niệm định nghĩa a Khái niệm
Độ lớn vật mơ tả thể tích hay khối lượng: - Đơn vị thể tích m3, dm3, cm3…
- Đơn vị khối lượng tấn, ki lô gam…
Nhưng với hạt vi mô nguyên tử, phân tử, ion, electron, proton, nơtron… có khối lượng thể tích vơ nhỏ khơng thể cân đong đo
Ví dụ: khối lượng mol nguyên tử hidro = đvC = 1,67.10-27 kg.
Do để đáp ứng yêu cầu nhà khoa học đề xuất đơn vị đặc trưng cho độ lớn hạt vi mơ, đơn vị mol
Muốn có gam hidro phải cần 6,02.1023 nguyên tử hidro, muốn có gam hidro cần 6,02.1023 phân tử
hidro Do đó, muốn có 16 gam oxi cần phải có 6,02.1023 ngun tử hidro.
Vì gọi 6,02.1023 = N (N số Avogadro- Ampe)
N phân tử Cl2 nặng 71 gam, N phân tử CO2 nặng 44 gam
b Định nghĩa
Mol tập hợp gồm N hạt vi mô = 6,02.10
23= mol.
Định nghĩa SGK: Mol lượng chất có chứa 6,02.10
23nguyên tử phân tử chất đó.
Ví dụ: mol H
2= M
H2= gam/mol
mol CH
4= M
CH4= 16 gam/mol
mol Na
+= M
Na+
= 23 gam/
N phân tử Cl2 nặng 71 gam, N phân tử CO2 nặng 44 gam
2 Cách đổi đơn vị
Liên hệ đơn vị khối lượng, đơn vị thể tích, đơn vị mol Ví dụ: mol Cl2 có khối lượng
Trong đó: m tính gam (khối lượng)
n tính mol (số mol)
M tính gam/mol (khối lượng mol)
Ví dụ:Tính số mol 6,4 gam oxi; 8,8 gam CO2; 3,6 gam H2O
(2)I
I Thể tích mol chất khí 1 Định luật Avogadro
a Phát biểu định luật: Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, chất khí có số phân tử bằng nhau chiếm thể tích nhau.
Hệ 1: Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, chất khí có số mol chiếm thể tích (vì mol chất có số phân tử = 6,02.1023 phân tử).
Hệ 2: Ở điều kiện nhiệt độ áp suất, mol khí chiếm thể tích nhau. Ví dụ: Ở điều kiện tiêu chuẩn nhiệt độ t0 = 00C áp suất p = 1atm mol khí chiếm 22,4 lít.
Hệ 3: Ở điều kiện nhiệt độ áp suất tỉ lệ thể tích khí tỉ lệ số mol khí. Ví dụ:
5 mol khí H2 đktc có VH2 = 5.22,4 = 112 lít.
3 mol khí O2 đktc có VO2 = 3.22,4 = 67,2 lít.
Thành phần phần trăm theo thể tích thành phần phần trăm theo số mol ngược lại
Ví dụ: khơng khí tỉ lệ mol nitơ oxi không đổi.
% theo số mol
% theo thể tích N2 = 80% O2 = 20%
3 Áp dụng định luật: Xác định khối lượng mol phân tử chất khí chất lỏng dễ bay theo phương pháp vật lí
a Định nghĩa tỉ khối : Tỉ khối chất khí A chất khí B tỉ số khối lượng khối khí A
khối lượng khối khí B có thể tích đo điều kiện nhiệt độ áp suất (ví dụ điều kiện tiêu chuẩn)
V lít khí A có khối lượng mA
V lít khí B có khối lượng mB
Tỉ khối A so với B
(3)Nếu V = 22,4 lít mA = MA
mB = MB
Chú ý: Thông thường B chất khí chuẩn có MB biết, ta cần dùng phương pháp vật lí để đo dA so với B,
từ tính MA
Ví dụ:
- Nếu chất khí chuẩn khơng khí Mkk = 29gam/mol
(d tỉ khối chất khí khơng khí)
- Nếu chất khí chuẩn hidro MH2 = 2gam/mol
(d tỉ khối chất khí hidro)
III Hóa trị
1.Khái niệm: Hóa trị nguyên tử số cho biết khả nguyên tử kết hợp được với nguyên tử khác.
Khi biết hóa trị nguyên tử phân tử suy hóa trị ngun tử cịn lại
Ví dụ:
Phân tử CuO (đồng oxit) Cu hóa trị
Phân tử Fe2O3 (oxit sắt III) Fe hóa trị
Phân tử FeO (oxit sắt II) Fe hóa trị
Fe nguyên tố đa hóa trị
Một cách tổng quát:
(4)M hóa trị A
Với cơng thức phân tử có dạng MxAy Liên hệ hóa trị x.n = y.m (áp dụng chủ yếu cho chất vô cơ)
IV Oxit – Axit – Bazơ – Muối
1 Oxit: Là hợp chất oxi nguyên tố khác
Ví dụ: CuO; Fe2O3; Al2O3; CO2; H2O; SO2
2 Axit: Là hợp chất nguyên tố hidro kết hợp với gốc axit (thường gốc phi kim)
Ví dụ: HCl; H2SO4 (SO4 gốc axit); HNO3…
3 Bazơ: Là hợp chất tạo kim loại hay gốc NH4 (gốc amoni) kết hợp với gốc hidroxit (OH)
Ví dụ:
NaOH: Natri hidroxit: Xút
KOH: Kali hidroxit
Ca(OH)2 : Canxi hidroxit: Vôi
Al(OH)3 : Nhôm hidroxit
4 Muối: Là hợp chất nguyên tố kim loại hay NH4 kết hợp với gốc axit
Ví dụ:
NaCl (natri Clorua)
Na2CO3 (natri cacbonat)
Na2SO4 (natri sunphat)
NaNO3 (natri nitơrat)
CuSO4 (Đồng sunphat)
Chú ý:
(5)Ví dụ:
CO2 (anhydric cacbonic): CO2 + H2O ↔ H2CO3 (axit cacbonic)
SO3 (anhydric sunfuric:kiệt nước): SO3 + H2O → H2SO4
N2O5 (anhydric nitơric:kiệt nước): N2O5 + H2O → 2HNO3 (axit nitơric)
b Oxit kim loại có tính bazơ
Na2O + H2O → 2NaOH
CaO(vôi sống) + H2O → Ca(OH)2 (vôi tôi)
Bài tập 1: Tìm khối lượng mol phân tử rượu cho biết tỉ khối rượu hidro 23.
Bài tập 2: Tỉ khối este A CO2 = Tìm khối lượng MA
Bài tập 3: Tỉ khối chất khí A oxi = Tính MA
Bài 2
HỖN HỢP ĐỒNG NHẤT
Theo ngơn ngữ thơng thường hỗn hợp đồng hỗn hợp mà chất thành
phần trộn thật đều.
Ví dụ: Hỗn hợp khí, hợp kim hỗn hợp đồng Dung dịch hỗn hợp đồng dung môi chất tan Nhưng bê tông, hỗn hợp gạo hai hỗn hợp không đồng
Khi cho hỗn hợp mà khơng nói thêm ta thừa nhận hỗn hợp đồng Tính chất hỗn hợp đồng (định nghĩa):
Một hỗn hợp đồng tỉ lệ khối lượng, tỉ lệ thể tích hay tỉ lệ số mol thành phần hằng số tối giản
(6)Do với khối lượng vàng tây, ta ln có: Au% = 75 %; Ag% = 5%; Cu% = 20%
Với khơng khí : nn2: nO2 = VN2: VO2 = :
Nên ta thường cho khơng khí có 80% N2 20% O2
Một cách tổng quát:
Với hỗn hợp A đồng cho trước gồm thành phần A1, A2, A3, ta ln có:
* mA1 : mA2 : mA3 = a : b : c ,với a, b, c ba số tối giản (1)
* nA1 : nA2 : nA3 = p : q : r , với p, q, r ba số tối giản (2)
* VA1 : VA2: VA3 = : : , với , , số tối giản (3)
Hệ 1: Từ hệ thức ta dễ dàng nhận với hỗn hợp đồng cho trước % theo khối lượng, % theo số mol hay % theo thể tích hợp phần số xác định, tồn khách quan, hoàn tồn khơng phụ thuộc khối lượng hỗn hợp m, số mol hỗn hợp n thể tích hỗn hợp V
Cụ thể là: Từ (1) ta có:
với m khối lượng hỗn hợp A,
suy ra:
Khối lượng A1 có gam A hay thành phần phần A1
Khối lượng A2 có gam A hay thành phần phần A2
(7) Khối lượng A3 có gam A hay thành phần phần A3
Do khối lượng A1, A2, A3 có 100 gam A hay % theo khối lượng là:
Từ (2), ta có:
Vậy: Với hỗn hợp đồng cho trước thành phần % theo khối lượng, theo số mol hay theo thể tích những số tồn khách quan độc lập với khối lượng m, với số mol n, hay với thể tích V hỗn hợp, nghĩa là với m, n, V hỗn hợp ta tìm thành phần % Tức việc tìm thành phần % hồn tồn khơng phụ thuộc m, n, V.
Khi làm dạng tốn tính thành phần % cuả hỗn hợp khí, tính loại nồng độ, tính hàm lượng chất, lập phương trình theo khối lượng, theo số mol v.v ta áp dụng tính chất dạng tốn số học gọi quy tắc tam xuất đơn thuận hay tìm số tỉ lệ thứ tư biết trước số (tam xuất) hệ quan trọng thầm kín ta khơng chịu nói mơn hóa học trở nên linh tinh rắc rối Điều thầm kín quan trọng là:
- Với hỗn hợp đồng cho trước thành phần % theo số mol, theo khối lượng hay theo thể tích hỗn hợp số tồn khách quan không phụ thuộc m, n, V hỗn hợp
(8)Các biểu thức như:
hay A1%, A2%, A3% biểu thức tóm tắt định nghĩa khơng phải cơng thức cơng thức tính diện
tích hình chữ nhật S = a.b Vì với dung dịch cho trước mct tăng mdd tăng C%là
số Hay V tăng n tăng CM làhằng số Do ta tùy ý chọn m, n, V để xác định loại thành
phần %, loại nồng độ
Chú ý: Khi làm tốn ta nên tính theo thành phần phần hay nồng độ phần cho đỡ rắc rối
Thí dụ: Cho nồng độ % 25% ta sửa lại thành 0,25 phần hay ta tính thành phần phần A 0,7652 ta trả lời 76,52% hay 7,652 phần 10 (n chia tứ lục người Tàu) hay 765,2 phần ngàn (theo người Mỹ)
- Khi trộn nhiều dung dịch có khối lượng khác nồng độ khác hay thể tích khác nồng độ mol khác chất nồng độ dung dịch giá trị trung bình có hệ số nồng độ mà hệ số khối lượng hay thể tích dung dịch thành phần
Hệ 2:
Khi chia hỗn hợp thành hai phần không thì:
- Số mol, khối lượng, thể tích phần n lần số mol, khối lượng, thể tích phần
- Số mol, khối lượng hay thể tích sản phẩm phản ứng phần n lần số mol, khối lượng hay thể tích sản phẩm phản ứng tương ứng phần
- Nhưng với phần, tỉ lệ khối lượng, số mol hay thể tích chất thành phần ln ln khơng đổi
Câu 1. Trộn V ml dung dịch NaOH 0.01M với V ml dung dịch HCl 0,03M 2V ml dung dịch X pH X A B C D (Đề thi TSĐH khối A 2008 –câu 28)
Câu Trộn Vml dung dịch NaOH 2M với 3V ml dung dịch NaOH 1M 4V ml dung dịch NaOH có nồng độ mol/ lít
(9)Câu Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H2SO4 0,05 M HCl 0,1 M vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm
NaOH 0,2M Ba(OH)2 0,1M thu dung dịch X pH dung dịch X
A.1,2 B 1,0 C 12,8 D 13 (Đề thi tuyển sinh khối A -2009)
Câu Cho m gam dung dịch NaCl 20% trộn với 200 gam dung dịch NaCl 10% ta dung dịch có nồng độ 15% Giá trị m là:
A 100 gam B 300 gam C 200 gam D 40 gam
Câu Trộn 100 ml dung dịch có pH = với 100 ml dung dịch NaOH a mol/l thu 200 ml dung dịch có pH = 12 Giá trị a
A 0,15 B 0,30 C 0,03 D 0,12 (Câu 28 đề thi TSĐH khối B 2008)
Câu 6.Trong bình kín thể tích khơng đổi, chứa chất hữu X (có dạng CnH2nO2) mạch hở O2 (số mol
O2 gấp đôi số mol cần cho phản ứng cháy) 139,9 độ C 0,8 atm Đốt cháy hoàn toàn X sau đưa nhiệt
độ ban đầu áp suất bình lúc 0,95 atm X có CTPT
A C2H4O2 B CH2O2 C C3H6O2 D C4H8O2
Câu Khi hòa tan hydroxid kim loại M(OH)2 lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 20% thu dung dịch
muối trung hịa có nồng độ 27,21%, kim loại M (cho H =1, O = 16, S = 32) A Fe B Zn C Cu D Mg
Câu (Hệ 2) Hỗn hợp bột X chứa Al FexOy Cho 24 gam X tham gia phản ứng nhiệt nhơm hồn tồn ta
thu m gam chất rán Y Nghiền Y thành bột mịn chia làm hai phần: - Phần hoàn tan dung dịch NaOH dư thấy bay 2,24 lít khí (đktc);
- Phần hịa tan dung dịch KOH dư thấy bay 1,12 lít khí (đktc) Khối lượng m1 phần
A gam B 12 gam C 16 gam D 15 gam
Bài 4
ĐỊNH LUẬT THÀNH PHẦN KHÔNG ĐỔI
Với hợp chất cho trước, dù điều chế theo phương pháp tỉ lệ số mol, tỉ lệ
về khối lượng hay tỉ lệ thể tích thành phần nguyên tố tạo nên hợp chất
hằng số tối giản.
Ví dụ 1: Cho hợp chất có cơng thức phân tử: CxHyOz = M
Thì với m, n, V hợp chất hữu C
xHyO
z, ta ln có:
m
C: m
H: m
O= 12x: y:16z = a:b:c với a, b, c số tối giản (1)
n
C: n
H: n
O= x: y: z = p: q: r,với p, q, r số tối giản (2)
Ví dụ 2: Cho hợp chất FexOy với m, n hợp chất ta ln có:m
Fe: m
O= 56x: 16y n
Fe: n
O= x: y
Áp dụng: Với m, n, V hợp chất cân đo thật xác ta xác định thành phần % nguyên tố lặp công thức phân tử hợp chất
Ví dụ 3: Cho CxHyOz = 60 V nC: nH: nO = 1: 2: ta có:
(CH2O)n = 30n = 60 n = nên công thức phân tử C2H4O2
(10)Khi thực hành ta làm sau: Ta có:
- Khi z = CxHy = 12x + y = 58, ta lấy 58 chia cho 12 thương số x = số dư y = 10
Vậy công thức phân tử C4H10O
- Khi z = CxHy = 42 Lấy 42 chia cho 12, thương số x =3, số dư y =
Vậy công thức phân tử C3H6O2
- Khi z = CxHy = 26 cơng thức phân tử C2H2O3
Ví dụ 5: Cho M = 102 khối lượng phân tử oxit kim loại hố trị III, ta có R2O3 = 2R + 48 = 102 R = 27: Al nên công thức phân tử là: Al2O3
Bài tập 1
Áp dụng 1: phân tích oxit sắt ta thấy có chứa 70% Fe theo khối lượng Hãy xác định CTPT oxit sắt
Bài tập 2
Áp dụng 2: Phân tích 10,2 gam oxit kim loại, ta thu 4,8 gam oxi Oxit kim loại A Fe2O3 B Al2O3 C CaO D MgO
Bài tập 3
Áp dụng 3: Một hidrocacbon có CTPTTQ CxHy, với y 2x+2 Khí hidrocacbon X có tỉ khối hidro =
29, phần trăm theo khối lượng cacbon 82,76% CTPT X A C3H6 B C4H10 C C2H4 D C3H8
Bài 5
HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG HÓA HỌC
1 Định nghĩa: Hiệu suất phản ứng tỉ số lượng nguyên liệu tham gia phản ứng với lượng nguyên liệu bỏ để gây phản ứng
Hay hiệu suất phản ứng tỉ số lượng sản phẩm thu với lượng sản phẩm ta phải thu phản ứng xảy hoàn toàn
2 Dựa vào tính chất hỗn hợp. Ta mở rộng nhấn mạnh hiệu suất phản ứng hóa học phụ thuộc điều kiện gây phản ứng (nhiệt độ, áp suất, xúc tác, thời gian tỉ lệ pha trộn nguyên liệu) hoàn tồn khơng phụ thuộc khối lượng m, số mol n thể tích V nguyên liệu đem gây phản ứng
Chú ý: Hiệu suất phản ứng ln tính theo ngun liệu q hiếm, ngun liệu khơng q cho dư Thí dụ: Trong phản ứng đường hóa tinh bột tức nấu mạch nha, ta có:
- Nguyên liệu gạo mộng lúa phơi khô nhả nát pha trộn theo tỉ lệ:
Khối lượng gạo: khối lượng mộng lúa = 10 : Gạo phải nấu thành cơm hay cháo phản ứng thủy phân
- Điều kiện gây phản ứng: nhiệt độ 65 - 70 oC, áp suất p = atm, xúc tác: men amila malta có mộng lúa, thời gian ủ
để lên men t = 12
Với điều kiện thế: Nếu ta nấu mạch nha với gạo, 500 g mộng lúa ta thu mạch nha lại bã dùng để chăn nuôi gia súc
Như hiệu suất tính theo gạo:
(11)Như phản ứng xảy hoàn toàn ta phải thu mạch nha Nhưng ta thu nên hiệu suất tính theo sản phẩm
Bài tập áp dụng
Cho hỗn hợp khí X gồm N2 H2 Tỉ khối X so với H2 = 3,6
1.% theo số mol N2 H2 theo thứ tự là:
A 20% 80% B 33,33% 66,67% C 25% 75% D 40% 60%
2 Thực phản ứng tổng hợp NH3 với hỗn hợp X ta thu hỗn hợp Y có tỉ khối so với H2 = Hiệu suất phản
ứng tổng hợp NH3
A 20%; B 45%; C 25%; D 50% (Đề thi ĐH khối A- 2010)
Bài 1
THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ I Thành phần cấu tạo nguyên tử
Nguyên tử nguyên tố có cấu tạo tương tự (tương tự bánh bao) gồm: - Hạt nhân nguyên tử tích điện dương
- Vỏ nguyên tử tích điện âm
Nhân nguyên tử cấu tạo hai loại hạt vi mô: Z hạt proton N hạt nơtron
a Hạt proton thuộc loại hạt vi mơ, ký hiệu p có khối lượng:
mp = 1,67.10-27 kg = 1đvC
proton tích điện dương mang điện tích e = 1,6.10-19 coulomb gọi điện tích vi cấp, tức điện tích nhỏ
(12)Khi số đo điện tích ln ln số ngun
b Hạt nơtron hạt vi mơ, ký hiệu n khơng tích điện có khối lượng gần khối lượng hạt proton = 1đvC
c Số khối nguyên tử:
hạt nhân nguyên tử có Z hạt proton N hạt nơtron khối lượng hạt nhân sẽ
là:
A = Z + N (đvC)A
được gọi số khối nguyên tử hay tổng số hai loại hạt proton nơtron cấu tạo thành nhân
nguyên tử.
Vỏ nguyên tử
Gồm từ đến lớp vỏ chứa loại hạt vi mơ tích điện âm hạt electron, electron
đều có khối lượng:
tức không đáng kể so với khối lượng hạt nơtron proton.
- Điện tích âm hạt electron = -e = -1,6.10
-19C = -1 đvđt
Vì ngun tử ln ln trạng thái trung hịa điện tích (tổng điện tích = ), nên nhân có Z hạt proton mang điện lượng Ze lớp vỏ nguyên tử phải có Z hạt electron mang điện luợng Z(-e) để cho: Ze + Z(e) = Z -Z = 0
Vì khối lượng electron khơng đáng kể so với khối lượng proton nơtron nên ta xem khối lượng nguyên tử tập trung nhân hay khối lượng hạt nhân (A) gần khối lượng nguyên tử
3 Ký hiệu nguyên tử
Vậy nguyên tử nguyên tố X đặc trưng hai số:
- Số hiệu nguyên tử: Số Z hay số hiệu nguyên tử cho ta biết:
+ Trong hạt nhân có Z hạt proton
+ Số đơn vị điện tích hạt nhân Z đvđt
+ Số electron lớp vỏ nguyên tử Z electron
+ Số thứ tự nguyên tử nguyên tố bảng hệ thống tuần hòan
(13)II Nguyên tố đồng vị, khối lượng nguyên tử trung bình
1 Nguyên tố: Ta gọi nguyên tố hóa học đơn chất cấu tạo ngun tử có số điện tích hạt
nhân Z
2 Đồng vị: Chất đồng vị đơn chất tạo nguyên tử có số Z (cùng nguyên tố) số khối
A khác số nơtron nhân khác
3 Khối lượng nguyên tử trung bình.
Một cách tổng quát khối lượng mol nguyên tử nguyên tố có nhiều đồng vị hay khối lượng mol nguyên tử trung bình là:
với a1 + a2 + a3 + … = a1, a2, a3 < số mol đồng vị A1, A2, A3, có mol hỗn
hợp
III Kích thước nguyên tử
Nếu ta xem nguyên tử có dạng khối cầu đường kính ngun tử cỡ 10
-8cm, cịn đường kính hạt nhân
cỡ 10
-12cm nghĩa hạt nhân chiếm khoảng 1/10
4thể tích nguyên tử.
Bài 3 VỎ NGUYÊN TỬ
(Phần I)
Sự chuyển động electron nguyên tử Obitan nguyên tử (Atomic orbital
I Mẫu hành tinh nguyên tử Niel Bohr Rutherford (Nien Bo Rơ dơ fo)
Theo Rutherford Bohr ngun tử có cấu tạo hệ mặt trời, gồm nhân (mặt trời)và electron chuyển động chung quanh nhữngquĩ đạo tròn hay bầu dục xác định mà Bohr gọi quỹ đạo dừng tương tự quĩ đạo hành tinh Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford – Bohr bước tiến vượt bậc thuyết nguyên tử, dựa vào giả thuyết ta giải thích nhiều vấn đề cấu tạo phân tử, liên kết hóa học nguyên tử
(14)
Thật electron chuyển động hỗn loạn chung quanh hạt nhân với vận tốc lớn khơng có quĩ đạo
nhất định, tạo thành đám mây electron nên ta khơng thể xác định vị trí định
electron Trong đám mây electron ta xác định vùng khơng gian mà ta có
nhiều may bắt gặp electron, ta gọi vùng khơng gian gọi orbital ngun tử.
Vậy orbital nguyên tử vùng không gian xung quanh nhân xác suất diện electron lớn nhất (cơ may bắt gặp electron lên đến 90%)
- Mỗi orbital nguyên tử chứa tối đa electron, gọi electron cặp đơi.
- Chỉ có orbital ngun tử chứa electron độc thân tham gia liên kết hóa học.
Hình dạng orbital nguyên tử:
Các electron chuyển động gần hạt nhân có mức lượng thấp nên bền vững
electron xa nhân có mức lượng cao hơn, bền Do electron có mức lượng
khác chiếm orbital có hình dạng kích thước khác Dựa vào mức lượng
electron ta phân làm loại orbital kí hiệu s, p, d, f:
- Orbital s có dạng khối cầu, tâm hạt nhân nguyên tử
- Orbital p gồm ba orbital px, py, pz có trục đối xứng x’Ox; y’Oy, z’Oz tam diện vuông góc Oxyz,
tâm O hạt nhân nguyên tử Mỗi orbital px, py hay pz đềugồm hai khối cầu nhau, tiếp xúc nhân
nguyên tử mà biểu diễn mặt phẳng ta thấy có dạng hình số
Bài 4 VỎ NGUYÊN TỬ
(Phần II)
Lớp phân lớp electron
I Lớp electron Trong nguyên tử Z electron xếp thàng lớp theo thứ tự từ nhân ngồi Lớp gần nhân có mức lượng thấp lớp xa nhân có mức lượng cao lớp hay mức lượng kí hiệu theo số nguyên n từ thấp lên cao n = 7: hay kí hiệu chữ : K L M N O P Q
n lớn mức lượng cao
II Phân lớp electron
Mỗi lớp có từ đến phân lớp kí hiệu theo thứ tự
s, p, d, f.
Các electron phân lớp có mức lượng Sự phân bố Z electron vào
các lớp (n) phân lớp s, p, d, f theo thứ tự từ nhân nguyên tử tức từ mức
lượng thấp lên mức lượng cao sau:
(15)c Lớp n = hay lớp M có phân lớp, kí
hiệu 3s, 3p 3d.
d Lớp n = hay lớp N có phân lớp, kí hiệu 4s, 4p, 4d 4f.
Trong thực tế lớp n = 5, 6, có phân lớp kí hiệu 5s, 5p, 5d 5f
6s, 6p,
6d, 6f.
1 Số orbital phân lớp:
Các orbital phân lớp có mức lượng, chúng khác hìng dạng, kích
thước định hướng không gian Số orbital phân lớp, phân bố sau:
- Phân lớp s có orbital có dạng hình cầu, tâm nhân nguyên tử.
- Phân lớp p có orbital, kí hiệu p
x, p
y, p
zđều có dạng hình số định hướng theo trục
vng góc
x’O x, y’O y z’O z.
- Phân lớp d có orbital định hướng khác nhau. - Phân lớp f có orbital
2 Qui tắc tính số orbital lớp n: Qua hai mục ta thấy ngay:
- Lớp n = có orbital = 12
- Lớp n = có orbital = 22 gồm1 orbital s orbital p.
- Lớp n = có orbital = 32 gồm orbital s, orbital p orbital d.
- Lớp n = có 16 orbital = 4
2gồm obital s, orbital p, orbital d orbital f.
Bài 5
CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN
1 Mức lượng orbital nguyên tử
Qua học trước ta thấy rằng: phân bố lượng vào lớp hay phân lớp tức vào các orbital ngun tử khơng liên tục mà có tính gián đoạn, tương tự phân bố trọng lực vào bậc cấp cầu thang.
2 Trật tự mức lượng orbital nguyên tử
Theo sơ đồ bậc thang cho thấy số hiệu nguyên tử Z (số electron nguyên tử) tăng mức lượng orbital nguyên tử tăng dần theo trình tự sau:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d….
Ta nhớ thứ tự phân bố lượng orbital nguyên tử theo qui tắc Kleckowski
(16)1 Ngun lí Pauli:
a Ơ lượng tử: Mỗi orbital nguyên tử biểu diễn ô vuông gọi ô lượng tử
b Nguyên lí Pauli: Trên orbital nguyên tử chứa tối đa hai electron hai electron chuyển động tự quay ngược chiều trục quay riêng orbital Ta biểu diễn cặp electron hai mũi tên ngược chiều ô lượng tử.
- Hai electron gọi electron cặp đôi Nếu orbital ngun tử có electron gọi electron độc thân
- Qui tắc tính số electron tối đa lớp n:
Ta biết số orbital nguyên tử lớp n n2 orbital Mặt khác theo ngun lí Pauli, orbital có
tối đa electron nên số electron tối đa lớp thứ n là: 2n2, với n = 1, 2, 4.
-
Số electron tối đa phân lớp: Vì orbital nguyên tử chứa tối đa electron nên:
+ phân lớp s có orbital chứa tối đa electron, kí hiệu s2
+ phân lớp p có orbital chúa tối đa electron, kí hiệu p6
+ phân lớp d có orbital chứa tối đa 10 electron, kí hiệu d10
+ phân lớp f có orbital chứa tối đa 14 electron, kí hiệu f14
Phân lớp có đủ electron tối đa gọi phân lớp bão hịa.
Thí dụ: 1s2 2s2 2p6: cho biết lớp 1, phân lớp s, p bão hòa electron.
Phân lớp chưa đủ số electron tối đa gọi phân lớp chưa bão hịa.
Thí dụ: 3d7: phân lớp d lớp chưa bão hịa có electron < 10
2 Nguyên lí vững bền
Ở trạng thái (tức chưa bị kích thích), Z electron ngun tử ln chiếm orbital có mức năng lượng từ thấp lên cao.
Quy tắc Hund (Hun)
Trong phân lớp, electron phân bố orbital cho có số electron độc thân tối
đa electron độc thân phải tự quay chiều.
III Cấu hình electron nguyên tử 1 Cấu hình electron
(17)Qui ước cách viết cấu hình electron:
- Số thứ tự lớp viết số.
- Phân lớp kí hiệu chữ s, p, d, f.
- Số electron phân lớp viết kí hiệu phân lớp số mũ.
Cách viết cấu hình phải theo qui tắc sau:
- Phải biết số electron nguyên tử (Z).
- Z electron phân bố vào phân lớp phải theo nguyên lí vững bền (tức theo qui tắc Kleckowski) nguyên lí
qui tắc học.
2 Đặc điểm lớp electron
Qua bảng cấu hình electron ta thấy: Các electron phân lớp xa nhân chiếm mức năng lượng cao, liên kết yếu với nhân nên dễ tham gia liên kết với nguyên tử khác để tạo thành liên kết hoá học nguyên tử Như electron lớp vỏ ngun tử ngồi định tính chất nguyên tố hóa học
- Các nguyên tố mà lớp vỏ electron nguyên tử chứa electron nguyên tử bền vững, chúng tồn trạng thái tự không tham liên kết với nguyên tử khác, tức khơng có hóa tính, hố trị = 0, ta nói chúng khí trơ hay khí (ngoại trừ He có electron)
- Các nguyên tử có 1, hay electron lớp vỏ nguyên tử kim loại, ngoại trừ H, He B - Các nguyên tử có 5, 6, electron lớp vỏ thường phi kim
- Các nguyên tử có electron lớp vỏ ngồi ngun tử kim loại hay phi kim.
Bài tập 1
Câu Orbital nguyên tử hidro trạng thái có dạng hình cầu có bán kính trung bình là A 0,045 nm B 0.053nm C 0.098nm D 0,058nm.
Bài tập 2
Câu Orbital py có dạng hình số nổi
A định hướng theo trục z B định hướng theo trục y. C định hướng theo trục x D không định hướng theo trục nào.
Bài tập 3
(18)B bên hạt nhân, song gần hạt nhân electron bị hút proton.
C bên hạt nhân thường xa hạt nhân thể tích ngun tử mây electron ngun tử đó. D bên bên ngồi hạt nhân, electron ln ln tìm thấy chỗ nguyên tử.
Bài tập 4
Câu Có thể cho electron nguyên tử chuyển động quĩ đạo xác định không? Vì sao?
Bài tập 5
Câu Theo lí thuyết đại, trạng thái chuyển động electron ngun tử mơ tả hình ảnh gì?
Bài tập 6
Câu Trình bày hình dạng orbital nguyên tử s, p nêu rõ định hướng khác chúng không gian.
Bài tập 7Câu Một nguyên tử nguyên tố X có 75 electron 110 nơtron Hỏi kí hiệu nguyên tử sau đây nguyên tố X:
Bài tập 8
Câu Nguyên tử sau chứa 20 nơtron, 19 proton 19 electron:
Bài tập 9
Câu Biết nguyên tố Argon có đồng vị khác ứng với số khối 36, 38 A Phần trăm số nguyên tử của đồng vị tương ứng 0,34%, 0,06% 99,6% Tính số khối đồng vị A nguyên tố argon, biết nguyên tử khối trung bình nguyên tố argon 39,98.
Bài tập 10
Câu 10 Nguyên tố Mg có đồng vị với thành phần % sau:
24Mg (78,99%); 25Mg (10,00%); 26Mg (11,01%).
a Tính ngun tử khối trung bình Mg.
b Giả sử hỗn hợp nói có 50 ngun tử 25Mg, số ngun tử tương ứng hai đồng vị lại
bao nhiêu?
Bài tập 11
Câu 11 Các electron nguyên tử nguyên tố X phân bố lớp, lớp thứ có electron Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử nguyên tố X số sau đây?
(19)Bài tập 12
Câu 12 Các orbital phân lớp electron A có định hướng khơng gian.
B có mức lượng.
C khác mức lượng.
D có hình dạng khơng phụ thuộc đăc điểm phân lớp.
Bài tập 13
Câu 13 Thế lớp phân lớp electron Sự khác lớp phân lớp electron.
Bài tập 14
Câu 14 Hãy cho biết tên lớp lớp electron ứng với giá trị n = 1, 2, 3, cho biết lớp lần lượt có phân lớp electron?
Bài tập 15
Câu 15 Hãy cho biết số phân lớp electron, số orbital có lớp M N.
Bài tập 1
Câu 1* Các hạt cấu tạo nên hạt nhân hầu hết nguyên tử.
Bài tập 2
Câu 2* Các hạt cấu tạo nên hầu hết nguyên tử? Trong hạt hạt mang điện tích dương? Hạt mang điện tích âm? Hạt khơng mang điện tích?
Bài tập 3
Câu Kí hiệu A
Z X cho ta biết điều gì?
Bài tập 4
Câu Có nơtron, proton hạt nhân nguyên tử sau:
(20)Câu Cho biết số proton, số nơtron số electron đồng vị sau:
Bài tập 6
Câu Nguyên tử khối trung bình bạc 107,02 nguyên tử khối hiđro Nguyên tử khối hiđro bằng 1,0079 Tính nguyên tử khối bạc.
Bài tập 7Câu Cho hai đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử
clo:
a Tính ngun tử khối trung bình nguyên tố.
b Có thể có loại phân tử HCl khác tạo nên từ hai loại đồng vị hai nguyên tố đó.
c Tính phân tử khối gần loại phân tử nói trên.
Bài tập 8
Câu Nguyên tử khối trung bình đồng 63,546 Đồng tồn tự nhiên hai dạng đồng vị
Tính tỉ lệ % số nguyên tử đồng vị tồn tự nhiên.
Bài tập 9
Câu Cho hai đồng vị 1
1H (kí hiệu H) 21H (kí hiệu D)
a Viết cơng thức phân tử hiđro có. b Tính phân tử khối loại phân tử. c Một lít khí hiđro giàu đơteri 2
1H ( ) điều kiện tiêu chuẩn nặng 0,10 g Tính thành phần phần trăm khối
lượng đồng vị hiđro.
Bài tập 10
Câu 10 Electron nguyên tử hiđrô chuyển động xung quanh hạt nhân bên khối cầu có bán kính lớn bán kính hạt nhân 10.000 lần Nếu ta phóng đại hạt nhân lên thành bóng có đường kính cm thì bán kính khối cầu bao nhiêu?
(21)Câu 11 Cho khối lượng electron, proton nơtron là: Me = 9,1095.10-31kg; Mp = 1,6726.10-27kg; Mn = 1,750.10-27kg
Nguyên tử cacbon có electron, proton nơtron Hãy tính: 1.Khối lượng nguyên tử cacbon.
2.Tính tỉ số khối lượng electron nguyên tử so với khối lượng toàn nguyên tử cacbon.
Bài tập 12