Chọn đến phần học sinh cần nhanh chóng thông qua mục lục bằng cách click đến phần đó
I. Hệ thống hoá kiến thức
Hệ thống hoá kiến thức trang 26
Đề bài: Hoàn thành sơ đồ hệ thống hoá kiến thức sau.
Lời giải:
Các nội dung cần điền vào sơ đồ:
1) Hạt nhân nguyên tử:
- Hạt neutron: khối lượng ≈ 1 amu; điện tích = 0.
- Hạt proton: khối lượng ≈ 1 amu; điện tích = +1.
2) Đặc điểm chung của nguyên tử:
- Kích thước: rất nhỏ (đường kính cỡ $10^{-10}$ m).
- Khối lượng: tập trung chủ yếu ở hạt nhân.
- Z = số proton = số electron.
3) Vỏ nguyên tử:
- Hạt electron: khối lượng ≈ 0,00055 amu; điện tích = −1.
- Hình dạng AO:
- AO s có dạng hình cầu.
- AO p gồm $p_x$, $p_y$, $p_z$.
- AO p có dạng hình số tám nổi.
- Lớp – phân lớp electron:
| n | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| Lớp electron | K | L | M | N |
| Phân lớp | 1s | 2s, 2p | 3s, 3p, 3d | 4s, 4p, 4d, 4f |
| Số AO | 1 | 4 | 9 | 16 |
| Số electron tối đa | 2 | 8 | 18 | 32 |
- Thứ tự các phân lớp có năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s …
- Cấu hình electron tuân theo:
- Nguyên lí vững bền: electron điền vào các phân lớp theo thứ tự năng lượng từ thấp đến cao.
- Nguyên lí Pauli: mỗi orbital chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau.
- Quy tắc Hund: trong cùng một phân lớp, electron phân bố sao cho số electron độc thân là tối đa.
- Đặc điểm lớp electron ngoài cùng:
| Số electron lớp ngoài cùng | 1, 2, 3 | 4 | 5, 6, 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|
| Loại nguyên tố | Kim loại | Kim loại hoặc phi kim | Phi kim | Khí hiếm |
4) Nguyên tố hoá học:
- Số khối: A = Z + N (số proton + số neutron).
- Kí hiệu nguyên tử: $^{A}_{Z}X$.
- Đồng vị: Với 2 đồng vị $^{b}_{a}X$ và $^{d}_{a}X$ có tỉ lệ phần trăm số nguyên tử lần lượt là x và y, nguyên tử khối trung bình:
$$\overline{A} = \dfrac{b \cdot x + d \cdot y}{x + y}$$
II. Luyện tập
Câu 1 trang 27
Đề bài: Số proton, neutron và electron của $^{39}_{19}\text{K}$ lần lượt là:
A. 19, 20, 39.
B. 20, 19, 39.
C. 19, 20, 19.
D. 19, 19, 20.
Lời giải:
Từ kí hiệu $^{39}_{19}\text{K}$ ta có Z = 19, A = 39.
- Số proton = Z = 19.
- Số electron = số proton = 19.
- Số neutron = A − Z = 39 − 19 = 20.
Đáp án: C. 19, 20, 19.
Câu 2 trang 27
Đề bài: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có 3 electron thuộc lớp ngoài cùng?
A. $^{23}_{11}\text{Na}$.
B. $^{14}_{7}\text{N}$.
C. $^{27}_{13}\text{Al}$.
D. $^{12}_{6}\text{C}$.
Lời giải:
Viết cấu hình electron của từng nguyên tử và xét số electron ở lớp ngoài cùng:
- A. Na (Z = 11): 1s²2s²2p⁶3s¹ → lớp ngoài cùng có 1 electron.
- B. N (Z = 7): 1s²2s²2p³ → lớp ngoài cùng có 5 electron.
- C. Al (Z = 13): 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ → lớp ngoài cùng có 3 electron. ✓
- D. C (Z = 6): 1s²2s²2p² → lớp ngoài cùng có 4 electron.
Đáp án: C. $^{27}_{13}\text{Al}$.
Câu 3 trang 27
Đề bài: Nguyên tử của nguyên tố potassium có 19 electron. Ở trạng thái cơ bản, potassium có số orbital chứa electron là:
A. 8.
B. 9.
C. 11.
D. 10.
Lời giải:
Bước 1: Viết cấu hình electron của K (Z = 19):
$$1s^2 ; 2s^2 ; 2p^6 ; 3s^2 ; 3p^6 ; 4s^1$$
Bước 2: Đếm số orbital chứa electron ở mỗi phân lớp:
| Phân lớp | 1s | 2s | 2p | 3s | 3p | 4s |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Số AO chứa electron | 1 | 1 | 3 | 1 | 3 | 1 |
→ Tổng số orbital chứa electron = 1 + 1 + 3 + 1 + 3 + 1 = 10.
Đáp án: D. 10.
Câu 4 trang 27
Đề bài: Nguyên tử của nguyên tố sodium (natri) (Z = 11) có cấu hình electron là:
A. 1s²2s²2p⁶3s².
B. 1s²2s²2p⁶.
C. 1s²2s²2p⁶3s¹.
D. 1s²2s²2p⁵3s².
Lời giải:
Z = 11 → nguyên tử Na có 11 electron. Điền theo thứ tự năng lượng tăng dần:
$$1s^2 ; 2s^2 ; 2p^6 ; 3s^1 \quad (2 + 2 + 6 + 1 = 11 ; e)$$
Đáp án: C. 1s²2s²2p⁶3s¹.
Câu 5 trang 27
Đề bài: Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X là 58. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18. X là:
A. Cl.
B. Ca.
C. K.
D. S.
Lời giải:
Gọi số proton là p, số neutron là n. Vì nguyên tử trung hoà điện nên số electron = số proton = p.
- Hạt mang điện: proton và electron → tổng = 2p.
- Hạt không mang điện: neutron → n.
Bước 1: Lập hệ phương trình từ đề bài:
$$\begin{cases} 2p + n = 58 \\ 2p – n = 18 \end{cases}$$
Bước 2: Cộng hai vế:
$$4p = 76 \Rightarrow p = 19$$
Bước 3: Thay vào tìm n:
$$n = 58 – 2 \cdot 19 = 20$$
Bước 4: Xác định X:
- Z = 19 → X là potassium (K).
Đáp án: C. K.
Câu 6 trang 27
Đề bài: Nguyên tố chlorine có Z = 17. Hãy cho biết số lớp electron, số electron thuộc lớp ngoài cùng, số electron độc thân của nguyên tử chlorine.
Lời giải:
Bước 1: Viết cấu hình electron của Cl (Z = 17):
$$1s^2 ; 2s^2 ; 2p^6 ; 3s^2 ; 3p^5$$
Bước 2: Phân tích:
- Số lớp electron: có 3 lớp (K, L, M) → 3 lớp.
- Số electron lớp ngoài cùng (lớp M, n = 3): 2 + 5 = 7 electron.
- Số electron độc thân: xét phân lớp 3p⁵, gồm 3 ô orbital — 2 ô đầu mỗi ô có 2 electron ghép cặp, ô thứ ba có 1 electron độc thân → 1 electron độc thân.
Câu 7 trang 27
Đề bài: Nguyên tử khối trung bình của vanadium (V) là 50,9975. Nguyên tố V có 2 đồng vị, trong đó đồng vị $^{50}_{23}\text{V}$ chiếm 0,25%. Tính số khối của đồng vị còn lại.
Lời giải:
Bước 1: Đặt ẩn.
Gọi số khối của đồng vị còn lại là A.
- Đồng vị $^{50}_{23}\text{V}$ chiếm 0,25%.
- Đồng vị còn lại chiếm 100 − 0,25 = 99,75%.
Bước 2: Lập phương trình nguyên tử khối trung bình:
$$\overline{A} = \dfrac{50 \cdot 0{,}25 + A \cdot 99{,}75}{100} = 50{,}9975$$
Bước 3: Giải phương trình:
$$50 \cdot 0{,}25 + A \cdot 99{,}75 = 50{,}9975 \cdot 100$$
$$12{,}5 + 99{,}75 A = 5099{,}75$$
$$99{,}75 A = 5087{,}25 \Rightarrow A = 51$$
Kết luận: Số khối của đồng vị còn lại là 51.
Câu 8 trang 27
Đề bài: Cấu hình electron của:
- Nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹;
- Nguyên tử Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.
a) Mỗi nguyên tử X và Y chứa bao nhiêu electron?
b) Hãy cho biết số hiệu nguyên tử của X và Y.
c) Lớp electron nào trong nguyên tử X và Y có mức năng lượng cao nhất?
d) Mỗi nguyên tử X và Y có bao nhiêu lớp electron, bao nhiêu phân lớp electron?
e) X và Y là nguyên tố kim loại, phi kim hay khí hiếm?
Lời giải:
a) Số electron:
- X: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 1 = 19 electron.
- Y: 2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16 electron.
b) Số hiệu nguyên tử:
Vì số hiệu nguyên tử Z = số electron, nên:
- $Z_X$ = 19.
- $Z_Y$ = 16.
c) Lớp electron có mức năng lượng cao nhất (là lớp ngoài cùng):
- X: electron cuối điền vào 4s → lớp ngoài cùng là lớp thứ 4 (lớp N).
- Y: electron cuối điền vào 3p → lớp ngoài cùng là lớp thứ 3 (lớp M).
d) Số lớp electron, số phân lớp electron:
- X: có 4 lớp electron (K, L, M, N) và 6 phân lớp (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s).
- Y: có 3 lớp electron (K, L, M) và 5 phân lớp (1s, 2s, 2p, 3s, 3p).
e) Tính chất hoá học cơ bản:
- X có 1 electron ở lớp ngoài cùng → X là kim loại.
- Y có 6 electron ở lớp ngoài cùng → Y là phi kim.
Câu 9 trang 27
Đề bài: Nguyên tố X được dùng để chế tạo hợp kim nhẹ, bền, dùng trong nhiều lĩnh vực: hàng không, ô tô, xây dựng, hàng tiêu dùng,… Nguyên tố Y ở dạng $\text{YO}_4^{3-}$, đóng vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như DNA và RNA. Các tế bào sống sử dụng $\text{YO}_4^{3-}$ để vận chuyển năng lượng. Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p¹. Nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p³. Viết cấu hình electron nguyên tử của X và Y. Tính số electron trong các nguyên tử X và Y. Nguyên tố X và Y có tính kim loại hay phi kim?
Lời giải:
Bước 1: Viết cấu hình electron đầy đủ.
Vì các phân lớp 1s, 2s, 2p, 3s phải bão hoà trước khi điền vào 3p (nguyên lí vững bền):
- Nguyên tử X (kết thúc ở 3p¹):
$$1s^2 ; 2s^2 ; 2p^6 ; 3s^2 ; 3p^1$$
- Nguyên tử Y (kết thúc ở 3p³):
$$1s^2 ; 2s^2 ; 2p^6 ; 3s^2 ; 3p^3$$
Bước 2: Tính số electron.
- X: 2 + 2 + 6 + 2 + 1 = 13 electron.
- Y: 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15 electron.
Bước 3: Xác định tính chất hoá học.
- X có 3 electron ở lớp ngoài cùng (3s²3p¹) → X là kim loại.
- Y có 5 electron ở lớp ngoài cùng (3s²3p³) → Y là phi kim.
Câu 10 trang 27
Đề bài: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (proton, electron, neutron) là 49, trong đó số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện. Xác định điện tích hạt nhân, số proton, số electron, số neutron và số khối của X.
Lời giải:
Gọi số proton là p, số neutron là n. Vì nguyên tử trung hoà điện nên số electron = p.
- Số hạt mang điện: 2p (proton + electron).
- Số hạt không mang điện: n.
Bước 1: Lập hệ phương trình.
Từ đề bài:
$$\begin{cases} 2p + n = 49 \\ n = 53{,}125\% \cdot 2p = 1{,}0625 \cdot p \end{cases}$$
Bước 2: Giải hệ.
Thay n vào phương trình thứ nhất:
$$2p + 1{,}0625p = 49$$
$$3{,}0625p = 49 \Rightarrow p = 16$$
Từ đó: n = 49 − 2 · 16 = 17.
Bước 3: Kết luận về thành phần nguyên tử X:
- Số proton = 16.
- Số electron = 16.
- Số neutron = 17.
- Điện tích hạt nhân = +16.
- Số khối A = 16 + 17 = 33.
ThS. Lê Thị Mai Nhi
(Người kiểm duyệt, ra đề)
Chức vụ: Trưởng ban biên soạn môn Hoá Học THPT
Trình độ: Thạc sĩ Hóa học, Chứng chỉ hạng II, Chứng chỉ STEM, Ngoại ngữ B1
Kinh nghiệm: 10+ năm kinh nghiệm tại Trường THPT Chuyên Nguyễn Huệ