Giải bài tập Hóa học lớp 10 Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử
Video giải Hóa học 10 Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử – Kết nối tri thức
Giải hóa học 10 trang 21 Kết nối tri thức
Mở đầu trang 21 Hóa học 10: Trong nguyên tử các electron chuyển động như thế nào? Sự sắp xếp các electron ở các lớp, các phân lớp tuân theo nguyên lí và quy tắc nào?
Phương pháp giải:
– Electron chuyển động rất nhanh, không theo quỹ đạo xác định
– Electron sắp xếp thành từng lớp và phân lớp theo năng lượng từ thấp đến cao
Lời giải:
– Trong nguyên tử, electron luôn chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân, không theo quỹ đạo xác định và sắp xếp thành từng lớp, mỗi lớp có một số electron nhất định
– Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao (nguyên lí vững bền)
– Trong cùng 1 phân lớp, các electron sẽ phân bổ trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau (quy tắc Hund)
Giải hóa học 10 trang 22 Kết nối tri thức
I. Chuyển động của electron trong nguyên tử
Câu 1 trang 22 Hóa học 10: Mô hình hiện đại mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử như thế nào?
Phương pháp giải:
Electron chuyển động rất nhanh, không theo quỹ đạo xác định
Lời giải:
Theo mô hình hiện đại, trong nguyên tử, electron chuyển động rất nhanh, không theo quỹ đạo xác định. Người ta có thể xác định được vùng không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (khoảng 90%)
Câu 2 trang 22 Hóa học 10: Orbital s có dạng
A. hình tròn
B. hình số tám nổi
C. hình cầu
D. hình bầu dục
Phương pháp giải:
Các orbital s có dạng hình cầu và orbital p có dạng hình số 8 nổi
Lời giải:
Các orbital s có dạng hình cầu
Đáp án C
Câu 3 trang 22 Hóa học 10: Quan sát Hình 3.3 và nêu sự định hướng của các AO p trong không gian
Phương pháp giải:
Các orbital p trong không gian vuông góc với nhau, nằm trên trục x, y, z của hệ tọa độ Đề các
Lời giải:
– Orbital p gồm 3 orbital px, py, pz có dạng hình số 8 nổi.
– Mỗi orbital só sự định hướng khác nhau trong không gian, chẳng hạn như:
+ Orbital px định hướng theo trục x
+ Orbital py định hướng theo trục y
+ Orbital pz định hướng theo trục z
Giải hóa học 10 trang 23 Kết nối tri thức
II. Lớp và phân lớp electron
Câu 4 trang 23 Hóa học 10: Hãy cho biết tổng số electron tối đa chứa trong
a) Phân lớp p
b) Phân lớp d
Phương pháp giải:
a) Phân lớp p có 3 orbital
b) Phân lớp d có 5 orbital
=> Mỗi orbital chứa tối đa 2 electron
Lời giải:
a) Phân lớp p có 3 AO px, py, pz. Trong đó mỗi AO chứa tối đa 2 electron
=> Số electron tối đa chứ trong phân lớp p = 3 x 2 = 6 electron
b) Phân lớp d có 5 AO. Trong đó mỗi AO chứa tối đa 2 electron
=> Số electron tối đa chứ trong phân lớp d = 5 x 2 = 10 electron
Câu 5 trang 23 Hóa học 10: Lớp electron có số electron tối đa gọi là lớp electron bão hòa. Tổng số electron tối đa có trong các lớp L và M là
A. 2 và 8
B. 8 và 10
C. 8 và 18
D. 18 và 32
Phương pháp giải:
– Lớp thứ 2 (lớp L) có 2 phân lớp, được kí hiệu là 2s, 2p
– Lớp thứ 3 (lớp M) có 3 phân lớp, được kí hiệu là 3s, 3p và 3d
– Phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO, phân lớp d có 5 AO
Lời giải:
– Lớp thứ 2 (lớp L) có 2 phân lớp, được kí hiệu là 2s, 2p
– Mà phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron
=> Tổng số electron tối đa có trong lớp L = 1×2 + 3×2 = 8 electron
– Lớp thứ 3 (lớp M) có 3 phân lớp, được kí hiệu là 3s, 3p và 3d
– Mà phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO, phân lớp d có 5 AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron
=> Tổng số electron tối đa có trong lớp L = 1×2 + 3×2 + 5×2 = 18 electron
Giải hóa học 10 trang 24 Kết nối tri thức
III. Cấu hình electron của nguyên tử
Câu 6 trang 24 Hóa học 10: Cấu hình electron của nguyên tử có Z = 16 là
A. 1s22s22p63s23p3
B. 1s22s22p63s23p5
C. 1s22s22p63s23p4
D. 1s22s22p63s23p6
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số electron trong nguyên tử
Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…
Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng
Lời giải:
– Nguyên tử có Z = 16 => Có 16 electron
– Viết theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d… (trong đó phân lớp s chứa tối ta 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron, phân lớp f chứa tối đa 14 electron)
– Điền các electron: 1s22s22p63s23p4
Đáp án C
Câu 7 trang 24 Hóa học 10: Biểu diễn cấu hình electron của các nguyên tử có Z = 8 và Z = 11 theo ô orbital
Phương pháp giải:
Bước 1: Viết cấu hình electron của nguyên tử
Bước 2: Vẽ các AO ứng với mỗi phân lớp trong đó ( phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO, phân lớp d có 5 AO, phân lớp f có 7 AO)
+ Mỗi AO chứa tối đa 2 electron được biểu diễn bằng 2 mũi tên ngược chiều nhau và phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa (quy tắc Hund)
Lời giải:
– Nguyên tử có Z = 8 => Có 8 electron
– Điền các electron: 1s22s22p4
– Nguyên tử có Z = 11 => Có 11 electron
– Điền các electron: 1s22s22p63s1
Giải hóa học 10 trang 25 Kết nối tri thức
Câu 8 trang 25 Hóa học 10: Silicon được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: gốm, men sứ, thủy tinh, luyện thép, vật liệu bán dẫn,… Hãy biểu diễn cấu hình electron của nguyên tử silicon (Z = 14) theo ô orbital, chỉ rõ việc áp dụng các nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli và quy tắc Hund
Phương pháp giải:
– Nguyên lí vững bền: các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao
– Nguyên lí Pauli: trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau
– Quy tắc Hund: trong cùng 1 phân lớp, các electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau
Lời giải:
– Nguyên tử có Z = 14 => Có 14 electron
– Điền các electron: 1s22s22p63s23p2
– Nguyên lí vững bền: các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm orbital mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…
– Nguyên lí Pauli: trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau, nếu orbital có 1 electron thì biểu diễn bằng 1 mũi tên đi lên
– Quy tắc Hund: trong cùng 1 phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa, các electron này có chiều tự quay giống nhau
Câu 9 trang 25 Hóa học 10: Chlorine (Z = 17) thường được sử dụng để khử trùng nước máy trong sinh hoạt. Viết cấu hình electron của nguyên tử chlorine và cho biết tại sao chlorine là phi kim
Phương pháp giải:
Bước 1: Xác định số electron trong nguyên tử
Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…
Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng
– Nguyên tố mà nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tố kim loại
– Nguyên tố mà nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tố phi kim
Lời giải:
– Nguyên tử chlorine có Z = 17 => Có 17 electron
– Viết theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d… (trong đó phân lớp s chứa tối ta 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron, phân lớp f chứa tối đa 14 electron)
– Điền các electron: 1s22s22p63s23p5
– Nguyên tố chlorine có 7 electron lớp ngoài cùng (lớp 3)
=> Nguyên tố phi kim
Câu 10 trang 25 Hóa học 10: Nguyên tố calcium giúp cho xương chắc, khỏe. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử calcium là 4s2. Hãy viết cấu hình electron đầy đủ của nguyên tử calcium và cho biết nguyên tố calcium là kim loại, phi kim hay khí hiếm
Phương pháp giải:
Bước 1: Điền đầy đủ các electron vào thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng cho đến phân lớp 4s:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…
Bước 2: Đếm số electron ở lớp ngoài cùng
– Nguyên tố mà nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tố kim loại
– Nguyên tố mà nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tố phi kim
Lời giải:
– Điền đầy đủ các electron vào thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng cho đến phân lớp 4s:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…
Ta được: 1s22s22p63s23p64s2
– Nguyên tố calcium có 2 electron ở lớp ngoài cùng (lớp 4)
=> Nguyên tố kim loại
Bài giảng Hóa học 10 Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử – Kết nối tri thức
Xem thêm các bài giải SGK Hóa học lớp 10 Kết nối tri thức hay, chi tiết khác:
Bài 2: Nguyên tố hóa học
Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử
Bài 4: Ôn tập chương 1
Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Bài 6: Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm