Dạng 2: Cỏc dạng bài tập liờn quan đến cỏc hạt tạo thành nguyờn tử

2.2.2 .Cấu tạo bảngtuần hoàn cỏc nguyờn tố húa học

2.2.2.2 .Chu kỡ

2.4. Chuyờn đề 4: Liờn kết húa học

3.1.2. Dạng 2: Cỏc dạng bài tập liờn quan đến cỏc hạt tạo thành nguyờn tử

Phương phỏp giải

- Nắm rừ kiến thức: Trong nguyờn tử cú 3 loại hạt: proton, nơtron và electron.

- Vận dụng cụng thức: 1 

Z N 1,5

Bài tập vận dụng

Bài 1: (Đề thi HSGQG lớp 12 năm học 2000-2001 – Bảng A)

1. Hóy dựng kớ hiệu ụ lượng tử biểu diễn cỏc trường hợp số lượng electron trong một obitan nguyờn tử.

2. Mỗi phõn tử XY3 cú tổng cỏc hạt proton, nơtron, electron bằng 196; trong đú, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 60, số hạt mang điện của X ớt hơn số hạt mang điện củaYlà 76.

b) Viết cấu hỡnh electron của nguyờn tửX,Y.

c) Dựa vào phản ứng oxi hoỏ - khử và phản ứng trao đổi, hóy viết phương trỡnh phản ứng (ghi rừ điều kiện, nếu cú) cỏc trường hợp xảy ra tạo thànhXY3.

Bài giải: 1. Cú ba trường hợp: hoặc

Obitan nguyờn tử trống cú 1 e cú 2 e

2. a) Kớ hiệu số đơn vị điện tớch hạt nhõn củaX là Zx , Ylà Zy ; số nơtron (hạt khụng mang điện) củaXlà Nx ,Ylà Ny . VớiXY3, ta cú cỏc phương trỡnh:

Tổng số ba loại hạt: 2 Zx + 6 Zy + Nx + 3 Ny = 196 (1) 2 Zx + 6 Zy  Nx  3 Ny = 60 (2) 6 Zy  2 Zx = 76 (3) Cộng (1) với (2) và nhõn (3) với 2, ta cú: 4 Zx + 12 Zy = 256 (a) 12 Zy  4Zx = 152 (b) Zy = 17 ; Zx = 13

Vậy X là nhụm, Y là clo. XY3là AlCl3.

b) Cấu hỡnh electron: Al: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1; Cl: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Cỏc phương trỡnh phản ứng tạo thành AlCl3: to

2Al + 3 Cl2 = 2 AlCl3 to

2Al + 3 CuCl2 = 2 AlCl3 + 3 Cu

Al2O3 + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2O

Al(OH)3 + 3 HCl = AlCl3 + 3 H2O

Al2S3 + 6 HCl = 2 AlCl3 + 3 H2S

NaAlO2 + 4 HCl = AlCl3 + NaCl + 2 H2O

Al2(SO4)3 + 3 BaCl2 = 2 AlCl3 + 3 BaSO4

Bài 2: (Đề thi HSG Tỡnh Đăk Lăk lớp 12 năm học 2011-2012)

1. Cho 3 nguyờn tố X, Y, Z (ZX< ZY< ZZ). X, Y cựng một nhúm A ở 2 chu kỡ liờn tiếp trong bảng tuần hoàn; Y, Z là hai nguyờn tố kế cận nhau trong một chu kỡ; Tổng số proton

 

trong hạt nhõn X, Y là 24. Xỏc định bộ bốn số lưỡng tử của electron sau cựng trong cỏc nguyờn tử X, Y, Z.

2. Cho độ đặc khớt của mạng tinh thể lập phương tõm khối là ρ = 68 %. Từ đú hóy tớnh khối lượng riờng của nguyờn tử Natri theo g/cm3, biết Natri kết tinh cú dạng tinh thể lập phương tõm khối và bỏn kớnh hiệu dụng của nguyờn tử Natri bằng 0,189 nm

Bài giải: 1. ZX + ZY = 24 (1) Z 24 12

2

  ZX<Z< ZY. A, B thuộc cựng một phõn nhúm chớnh ở 2 chu kỡ liờn tiếpX, Y thuộc cựng chu kỡ 2, 3. Dú đú: ZY– ZX= 8 (2) Từ (1) và (2) X Y Z 8 X :O Z 16 Y :S        

Y, Z là 2 nguyờn tố kế cận nhau trong 1 chu kỡ: ZZ = 17Z là Cl Cấu hỡnh (e): O : 1s22s22p4.

S: 1s22s22p63s23p4

Cl: 1s22s22p63s23p5. Bộ 4 số lượng tử của (e) sau cựng của: O: n = 2; l = 1; m = -1; s = 1 2  S: n = 3; l = 1; m = -1; s = 1 2  Cl: n = 3; l = 1; m = 0; s = 1 2  . 3 3 23 23.68 0,92g / cm 6,022.10 .2,83.10 .100 

Bài 3:Tổng sú hạt proton, nơtron, electron của nguyờn tử một nguyờn tố là 21.

a) Hóy xỏc định tờn nguyờn tố đú.

b) Viết cấu hỡnh electron nguyờn tử của nguyờn tố đú. c) Tớnh tổng số obital nguyờn tử của nguyờn tố đú.

Bài giải 2. Thể tớch của một nguyờn tử natri trong tinh thể:

7 3 23 3

4.3,14.(0,189.10 cm) 2,83.10 cm 3

  

a) Gọi Z là số proton cũng bằng số electron N là số nơtron 2Z + N=21 (1) Z = (21- N) / 2 = 10,5 – N/ 2 nờn Z  10, trong 80 nguyờn tố cú hạt nhõn nguyờn tử bền, nờn ta ỏp dụng: 1  Z N 1,5 nờn N  1,5Z thay vào (1) 2Z + 1,5Z ≥ 21 nờn Z ≥ 6 => 6  Z 10 A = 21- Z Z 6 7 8 9 10 A 15 14 13 12 11 Vậy Z = 7 và A = 14. Nguyờn tố đú là N b) 1s22s22p3 c) Cú tất cả 5 obital

Bài 4:Phõn tử X cú cụng thức abc. Tổng số hạt mang điện và khụng mang điện trong phõn

tử X là 82. Trong đú số hạt mang điện nhiều hơn số hạt khụng mang điện là 22, hiệu số khối giữa b và c gấp 10 lần số khối của a , tổng số khối của b và c gấp 27 lần số khối của a. Tỡm cụng thức phõn tử đỳng của X.

Bài giải

Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyờn tử a là: Za ;Na; Aa Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyờn tử b là: Zb ;Nb; Ab Gọi số hạt proton, nơtron, số khối của nguyờn tử c là: Zc ;Nc; Ac Từ cỏc dữ kiện của đầu bài thiết lập được cỏc phương trỡnh: 2(Za + Zb + Zc) + (Na + Nb+ Nc) = 82 (1)

2(Za + Zb + Zc) - (Na + Nb+ Nc) = 22 (2) Ab - Ac = 10 Aa

Ab + Ac = 27Aa

Từ (1) và (2) : (Za + Zb + Zc) = 26 ; (Na + Nb+ Nc) = 30 => Aa + Ab+ Ac= 56 Giải được: Aa= 2 ; Ab= 37 ; Ac= 17. Kết hợp với (Za + Zb + Zc) = 26

Tỡm được : Za = 1, Zb= 17 ; Zc= 8 cỏc nguyờn tử là:2H

1 ;37Cl

17 ; 16O

8

Bài 5:Tổng số hạt mang điện và khụng mang điện của n nguyờn tử 1 nguyờn tố là 18. Xỏc

định tờn nguyờn tố, viết cấu hỡnh electron.

Bài giải

Đặt số hạt proton, nơtron trong 1 nguyờn tử của nguyờn tố là Z và N. Ta cú: n(2Z + N) = 18

=> (2Z + N) =

n

18

điều kiện: (2Z + N) nguyờn, dương, 2 và 1 

Z N 1,5 Thoả món khi n = 1 ; 2 ; 3 ; 6 ; 9 * n = 1: 2Z + N = 18 => 5,1  Z 6 => Z = 6 =>12C 6 cấu hỡnh: 1s22s22p2 * n = 2: 2Z + N = 9 => 2,6  Z 3 => Z = 3 số khối = 6 => khụng cú nguyờn tố ứng với giỏ trị tỡm được.

* n = 3: 2Z + N = 6 => 1,7  Z 2 => Z = 2 =>4He 2 , cấu hỡnh: 1s2. * n = 6: 2Z + N = 3 => 0,86  Z 1 => Z = 1 =>2D 1 , cấu hỡnh: 1s1 * n = 9: 2Z + N = 2 => thoả món khi N = 0 => Z = 1 =>1H 1 ,cấu hỡnh: 1s1