của nguyên tử”
Bài 1: Viết các cấu hình electron của nguyên tử Cl (Z = 17), K(Z =19), Fe(Z = 26). Biết rằng phân mức năng lợng (n- 1)d lớn hơn ns.
Hớng dẫn:
+ Dựa vào nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững bền, quy tắc Hund để viết cấu hình:
Cl (Z =17) : 1s2 2s22p6 3s23p5.
+ Song K và Fe đa phân mức năng lợng (n- 1)d > ns nên các electron sẽ đợc điền vào phân lớp 4s trớc, sau đó mới điền vào phân lớp 3d.
K (Z =19) : 1s2 2s22p6 3s23p6 4s1. Fe (Z= 26): 1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2.
Kiến thức đã biết:
+ Các electron trong các nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lợt chiếm các mức năng lợng từ thấp tới cao.
+ Các electron ở lớp trong có mức năng lợng thấp hơn so với các lớp ở ngoài.
dạy
+ Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lợng nên mức năng lợng 4s mặc dù ở lớp thứ 4 nhng thấp hơn 3d ở lớp thứ 3.
+ Thứ tự phân mức năng lợng theo chiều tăng dần là:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d…
Bài 2: Dựa vào cấu hình electron của nguyên tử [ ] [ ] = = 2 3 2 4 s 6 f 4 Xe : 59) Pr(Z s 6 f 4 Xe : 60) Nd(Z . Hãy so sánh mức năng lợng của 4f và 6s. Từ đó hãy nêu trật tự mức năng lợng obitan nguyên tử.
Hớng dẫn:
+ Ta biết rằng các electron trong các nguyên tử ở trạnh thái cơ bản lần lợt chiếm các mức năng lợng từ thấp tới cao. Số electron điền vào các phân lớp không vợt quá số electron tối đa của mỗi phân lớp.
+ Cấu hình [ ] [ ] = = 2 3 2 4 s 6 f 4 Xe : 59) Pr(Z s 6 f 4 Xe : 60) Nd(Z chứng tỏ các electron đợc điền vào phân lớp 6s trớc sau đó mới đến phân lớp 4f. Nh vậy phân lớp 6s phải có mức năng lợng thấp hơn 4f mặc dù nó ở lớp 6 lớn hơn lớp 4.
Kiến thức đã biết:
+ Các qui tắc sắp xếp electron trong vỏ nguyên tử.
+ Đã biết một trờng hợp về sự chèn mức năng lợng đó là mức năng lợng của phân lớp 4s cũng nhỏ hơn 3d.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Khi điện tích hạt nhân tăng thì có sự chèn mức năng lợng tơng tự tr- ờng hợp 3d, 4s là mức năng lợng 6s nhỏ hơn 4f.
+ Trật tự các mức năng lợng obitan nguyên tử:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d …
Bài 3: Viết cấu hình electron của:
Các nguyên tử nguyên tố kim loại: Li, Na, K, Cu, Ca, Zn, Al, Ga, Sn. Các nguyên tử nguyên tố phi kim: F, Cl, O, S, N, P, C.
dạy
Hãy cho biết số electron ở lớp ngoài cùng của các nguyên tử nguyên tố trên. Cho nhận xét về số electron ở lớp ngoài dùng của các kim loại, của các phi kim?
Hớng dẫn:
Dựa vào các qui tắc để viết cấu hình electron của các nguyên tử nguyên tố trên: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Cu, Li, Na, K đều có 1e ở lớp ngoài cùng. + Ca, Zn đều có 2e ở lớp ngoài cùng. + Al, Ga đều có 3e ở lớp ngoài cùng. + Sn có 4e ở lớp ngoài cùng.
Nhận xét: Các kim loại đều có số e lớp ngoài cùng là 1,2,3 hoặc 4 (≤ 4)
+ F, Cl có 7e ở lớp ngoài cùng. + O, S có 6e ở lớp ngoài cùng. + N, P có 5e ở lớp ngoài cùng. + C có 4e ở lớp ngoài cùng.
Nhận xét: Các phi kim đều có số e lớp ngoài cùng là 5,6,7 hoặc 4 (≥ 4)
Kiến thức đã biết:
+ Cách viết cấu hình electron của các nguyên tử nguyên tố.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng thờng đều là kim loại.
+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thờng đều là phi kim.
+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim.
Bài 4: Dựa vào bảng hệ thống tuần hoàn hãy cho biết các nguyên tử nguyên tố có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là kim loại hay phi kim; Có 5, 6, 7
dạy
electron ở lớp ngoài cùng là kim loại hay phi kim; Có 4 electron ở lớp ngoài cùng là kim loại hay phi kim? Từ đó rút ra nhận xét gì?
Hớng dẫn:
+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng đều là kim loại (trừ H, He, B).
+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng đều là phi kim. + Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là phi kim hoặc kim loại.
Kiến thức đã biết:
+ Khái niệm cấu hình electron, cách sắp xếp các electron trong vỏ nguyên tử.
+ Khái niệm lớp electron ngoài cùng của nguyên tử.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Các electron ở lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố.
+ Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng có thể biết đó là kim loại hay phi kim.
Bài 5: Viết cấu hình electron của H, He, B. Dựa vào cấu hình electron đã viết suy ra 3 nguyên tố trên là kim loại có đợc không? Rút ra nhận xét?
Hớng dẫn:
H (Z = 1): 1s1 có 1e ở lớp ngoài cùng.
He (Z =2): 1s2 có 2e ở lớp ngoài cùng.
B (Z = 5): 1s2 2s22p1 có 3e ở lớp ngoài cùng.
+ Thờng thì các nguyên tử có 1 đến 3 electron ở lớp ngoài cùng đều là kim loại nhng ở đây H, He, B đều là nguyên tố phi kim.
+ Nhận xét: không phải tất cả các nguyên tử có 1,2,3 electron ở lớp ngoài cùng đều là kim loại mà có một số trờng hợp ngoại lệ nh H, He, B.
Kiến thức đã biết: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dạy
+ Thông thờng các kim loại đều có từ 1 đến 3 e ở lớp ngoài cùng.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử kim loại (trừ H, He, B).
Bài 6: Hãy viết cấu hình của các nguyên tố s sau: Na, Li, Be, Mg, K, Ca. Hãy viết cấu hình của các nguyên tố s sau: Al, Ga, B.
Hãy viết cấu hình của các nguyên tố s sau: Fe, Zn.
Hãy cho biết electron cuối cùng đợc điền vào phân lớp nào trong cấu hình của các nguyên tử nguyên tố trên? Từ đó cho biết thế nào là nguyên tố s, nguyên tố p, nguyên tố d?
Hớng dẫn:
Dựa vào các qui tắc đã học viết cấu hình của các nguyên tử nguyên tố trên:
Nguyên tố s: Na, Li, Be, Mg, K, Ca đều có electron cuối cùng điền vào phân lớp s.
Nguyên tố p: Al, Ga, B đều có electron cuối cùng điền vào phân lớp p. Nguyên tố d: Fe, Zn đều có electron cuối cùng điền vào phân lớp d.
Kiến thức đã biết:
+ Cách viết cấu hình electron của một nguyên tử nguyên tố. + Khái niệm electron cuối cùng khi điền vào các phân lớp.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Khái niệm nguyên tố s, nguyên tố p, nguyên tố d.
Bài 7: Sắt thờng tồn tại những loại ion nào? Viết cấu hình electron của Fe và các ion đó. So sánh độ bền cấu hình electron của các loại ion trên và cho nhận xét?
dạy
+ Cấu hình electron của chúng là:
Fe (Z = 26): 1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2. Fe2+(Z = 26): 1s2 2s22p6 3s23p63d6. Fe3+(Z = 26): 1s2 2s22p6 3s23p63d5.
+ Cấu hình Fe3+ bền hơn Fe2+ vì cấu hình của Fe3+ ứng với dạng bán bão
hòa ở phân lớp 3d.
Kiến thức đã biết:
+ Cấu hình của nguyên tử, ion.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Biết đợc tại sao sắt(II) trong các hữu cơ thờng kém bền và dễ bị chuyển thành hữu cơ sắt(III).
Bài 8: a) Viết cấu hình của các nguyên tố có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4s2.
b) Viết cấu hình của các nguyên tố có electron cuối cùng đợc điền vào phân lớp 3d.
Hớng dẫn:
a) Các nguyên tố có cấu hình electron ở lớp ngoài cùng là 4s2 là:
Ca(Z = 20): 1s2 2s22p6 3s23p6 4s2. Sc(Z = 21): [Ar] 3d1 4s2. Ti(Z = 22): [Ar] 3d2 4s2. V (Z = 23): [Ar] 3d3 4s2. Cr(Z = 24): [Ar] 3d4 4s2. Mn(Z = 25): [Ar] 3d5 4s2. Fe(Z = 26): [Ar] 3d 64s2. Co(Z = 27): [Ar] 3d7 4s2. Ni(Z = 28): [Ar] 3d8 4s2. Zn(Z = 30): [Ar] 3d10 4s2. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dạy Sc(Z = 21): [Ar] 3d1 4s2. Ti(Z = 22): [Ar] 3d2 4s2. V (Z = 23): [Ar] 3d3 4s2. Cr(Z = 24): [Ar] 3d4 4s2. Mn(Z = 25): [Ar] 3d5 4s2. Fe(Z = 26): [Ar] 3d 64s2. Co(Z = 27): [Ar] 3d7 4s2. Ni(Z = 28): [Ar] 3d8 4s2. Cu(Z = 29): [Ar] 3d10 4s1. Zn(Z = 30): [Ar] 3d10 4s2. Kiến thức đã biết:
+ Biết cấu hình electron của một nguyên tử nguyên tố. + Xác định đợc số electron ngoài cùng.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Phân biệt đợc cấu hình electron và thứ tự mức năng lợng để xác định đúng số electron lớp ngoài cùng.
+ Phân biệt khái niệm electron ở lớp ngoài cùng với electron cuối cùng khi điền vào các phân mức năng lợng.
Bài 9: Trong những nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ Z =1 đến Z = 54 thì có những nguyên tố nào có cấu hình electron thỏa mãn 2 điều kiện sau:
+ Lớp electron ngoài cùng có 8 electron.
+ Lớp electron ngoài cùng chứa số electron là tối đa.
Hớng dẫn:
+ Để ý thấy rằng các nguyên tố có lớp electron ngoài cùng có 8 electron thì đều có cấu hình lớp ngoài là ns2np6:
2s22p6 ; 3s23p6 ; 4s24p6.
dạy
+ Vì bắt đầu từ n ≥ 3 thì trong cấu hình electron của nguyên tử nguyên
tố đó sẽ xuất hiện thêm một phân lớp d và có thể thêm cả phân lớp f nữa cha đợc điền electron vào. Vậy chỉ có duy nhất một nguyên tố thỏa mãn với cấu hình 1s2 2s22p6 - Đó là Ne.
Kiến thức đã biết:
+ Cấu hình electron của tất cả các nguyên tố.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Các nguyên tử nguyên tố luôn có xu hớng trở về cấu hình 8 electron ở lớp ngoài của khí hiếm. Cấu trúc electron ngoài cùng bằng 8 electron cha chắc chắn đã đạt số electron tối đa.
+ Cho cách nhìn tổng quát về những nguyên tố có cùng số electron ngoài cùng.
Bài 10: Cho biết các nguyên tử có xu hớng chuyển về cấu hình electron bền vững (cấu hình bão hòa, bán bão hòa). Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tử nguyên tố có Z = 29, Z =24.
Hớng dẫn:
+ Z = 29: Bình thờng dựa vào các nguyên lí, qui tắc thì ta có cấu hình là:
1s2 2s22p6 3s23p63d9 4s2.
Nhng do xu hớng muốn chuyển về cấu hình electron bền vững bão hòa phân lớp 3d, bán bão hòa phân lớp 4s nên có cấu hình của nguyên tố đó phải là:
1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s1. + Z = 24 : Cũng tơng tự nh vậy:
Bình thờng: 1s2 2s22p6 3s23p63d4 4s2
Chuyển sang trạng thái cấu hình bán bão hòa bền vững: 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s1
Kiến thức đã biết:
dạy
Kiến thức mới thu đợc: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+ Các electron có thể chuyển từ phân lớp này sang phân lớp khác có mức năng lợng xấp xỉ nhau để đạt tới cấu hình electron bền vững hơn.
Bài 11: Dựa vào bảng hệ thống tuần hoàn hãy cho biết mối liên hệ giữa chu kì và số lớp electron của mỗi nguyên tố. Xét chu kì 5 và cho biết có trờng hợp nào bất thờng xảy ra khác với qui luật thông thờng không?
Hớng dẫn:
+ Các nguyên tử nguyên tố có cùng số lớp electron thì đợc xếp vào cùng một chu kì và số lớp cũng chính là số thứ tự của chu kì.
+ Xét chu kì 5 có nguyên tố Paladi: Pd có cấu hình [Kr]4d105s0 nhng
vẫn đợc xếp vào chu kì 5.
Thực ra, nếu theo qui luật viết thông thờng thì ta có cấu hình của Pd(Z = 46) là: [Kr]4d85s2.
Chứng tỏ có sự chuyển dịch 2 electron ở phân lớp 5s sang 4d để đạt cấu hình bão hòa bền vững hơn.
Kiến thức đã biết:
+ Số lớp electron, số thứ tự chu kì. + Cấu hình electron.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Các electron ở các phân lớp có mức năng lợng xấp xỉ nhau có thể có sự chuyển electron từ phân lớp này sang phân lớp khác để đạt cấu hình bão hòa.
Bài 12: Viết cấu hình electron các nguyên tử nguyên tố thuộc chu kì 4 có lớp electron hóa trị thỏa mãn điều kiện:
a) Có 2 electron độc thân (4 nguyên tố).
b) Có số electron độc thân bằng không (3 nguyên tố).
dạy
+ Vì lớp electron hóa trị cha biết nên học sinh chỉ biết trong cấu hình nào thì có 2 electron độc thân, trong cấu hình nào thì không có electron độc thân.
+ Xét trong chu kì 4 thì chỉ có 4 nguyên tố có 2 electron độc thân trong cấu hình, và 3 nguyên tố có số electron độc thân bằng không vừa đủ nh đề tài cho. a) Ge: [Ar] 3d10 4s24p2 Se: [Ar] 3d10 4s24p4 Ti: [Ar] 3d2 4s2 Ni: [Ar] 3d8 4s2 b) Ca(Z = 20): [Ar] 4s2 Zn(Z = 30): [Ar] 3d10 4s2 Kr(Z = 36): [Ar] 3d10 4s24p6 Kiến thức đã biết:
+ Khái niệm cấu hình electron của các nguyên tử nguyên tố.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Học sinh sẽ tự rút ra đợc khái niệm lớp electron hóa trị: bao gồm các electron lớp ngoài cùng và cả các electron sát lớp ngoài cùng nữa.
Bài 13: ion M3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d2 cấu hình electron của nguyên tử M là trờng hợp nào sau đây:
a) 1s2 2s22p6 3s23p63d6
b) 1s2 2s22p6 3s23p5
c) 1s2 2s22p6 3s23p63d5 4s2
d) 1s2 2s22p6 3s23p63d3 4s2
Hớng dẫn:
a) sai vì mất 3 electron ta sẽ có cấu hình electron ngoài là 3d3 ≠3d2. b) sai vì cấu hình đó cha đúng thiếu phân lớp 3d.
c) sai vì cấu hình đó nếu cho 3 electron ở phân lớp 3d trớc thì cấu hình thu đợc là: 1s2 2s22p6 3s23p63d2 4s2 mặc dù có 3d2 nhng phân lớp ngoài cùng
dạy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
của M3+ là 4s2. Nếu cho 3 electron gồm 2 electron ở 4s và 1 electron ở 3d thì
M3+ có cấu hình electron ở ngoài cùng là 3d1 ≠3d2. d) chỉ còn lại trờng hợp này là đúng.
M sẽ nhờng 2 electron ở 4s sau đó nhờng tiếp 1 electron ở 3d thì mới thu đợc ion M3+ có phân lớp electron ngoài cùng là 3d2.
Kiến thức đã biết:
+ Cấu hình electron đúng của một nguyên tử nguyên tố.
Kiến thức mới thu đợc:
+ Sự nhờng electron đối với nguyên tố kim loại chuyển tiếp (n –1)dx
nsy thì phải nhờng electron ở ns sau đó mới đến (n -1)d.