1
CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ
PHẦN I: SỐ HẠT CỦA NGUYÊN TỬ VÀ ION
DẠNG 1. TÌM SỐ HẠT MỖI LOẠI VÀ SỐ KHỐI
1/Các kiến thức cần nhớ:
-Số hạt mang điện: 2Z
-Số hạt không mang điện:N
-Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện: 2Z-N
-Số khối A: A=Z+N
Trong đó Z: số proton, số electron (xét khi nguyên tử trung hòa về điện)
-Mối quan hệ giữa Z và N: Z≤ N≤ 1,5Z
-Tổng số hạt trong một nguyên tử: Q=2Z+N và Q/3,5≤Z≤Q/3
-Khối lƣợng tƣơng đối của nguyên tử có giá trị bằng giá trị của số khối
và không có đơn vị
-Khối lƣợng tuyệt đối của nguyên tử: Tính theo kg hay theo u
(1u=1,6605.10
-27
kg)
-Bình thƣờng thì nguyên tử trung hoà về điện tức là có bao nhiêu
electron ở vỏ thì có bấy nhiêu proton ở nhân.
2/Phƣơng pháp giải :
-Căn cứ vào dữ kiện đề bài để lập hệ phƣơng trình với ẩn là Z và N
-Giải hệ phƣơng trình tìm Z, N rồi suy ra số khối hay xác định nguyên tố
cần tìm dựa vào Z
Ví dụ: Tổng số hạt trong nguyên tử R là 36 hạt, trong đó số hạt mang
điện gấp đôi số hạt không mang điện.
1. Hãy xác định số khối và tên R.
2. Từ các loại hạt hãy tính khối lượng tuyệt đối và tương đối của R.
Giải
, Cl
-
c. Ion đơn nguyên tử:tạo nên từ 1 nguyên tử: Al
3+
, S
2-
, Na
+
d. Ion đa nguyên tử: tạo nên từ 2 hay nhiều nguyên tử:NO
3
-
, SO
4
2-
, NH
4
+
Lƣu ý: Cấu hình electron các ion của nguyên tố nhóm A đều có cấu hình
giống cấu hình của khí hiếm
-Khối lƣợng của các ion có thể đƣợc coi là khối lƣợng của chính phân tử
vì khối lƣợng của electron rất nhỏ so với proton, vì vậy việc thêm hay
bớt một lƣợng electron không ảnh hƣởng tới khối lƣợng của phân tử
2/Phƣơng pháp giải :
- Tìm tổng số hạt và mối liên hệ giữa các số hạt sau đó lập hệ phƣơng
trình tìm số hạt
- Sau khi tìm ra số hạt mỗi loại, dựa vào giả thiết để xác định số khối
Ví dụ 1: Tổng số electron trong ion XY
4
=8+8=16
4
Vậy ion cần tìm là PO
4
3-
MPO
4
3-
=31+4.16=95(u)
5
CÁC CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
Câu 1. Tổng số electron trong ion AB
4
-
là 50. Số điện tích hạt nhân
trong một nguyên tử A nhiều hơn trong 1 nguyên tử B là 9. Ion cần
xác định là
A. IO
4
-
B. MnO
4
-
C. ClO
4
-
D. BrO
loại A và B là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số
hạt không mang điện là 42. Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều
hơn của A là 12. Hai kim loại A, B lần lượt là
A. Ca, Fe B. Na, K C. Mg, Fe D. K, Ca
Câu 5. Phân tử MX
3
có tổng số hạt p, n, e bằng 196. Trong đó số hạt
mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60. Số hạt mang
điện trong nguyên tử M ít hơn số hạt mang điện trong nguyên tử X là
8. Công thức của MX
3
là
A. CrCl
3
B. AlCl
3
C. FeCl
3
D. AlBr
36
CẤU HÌNH ELCTRON-CHU KỲ, NHÓM VÀ
SO SÁNH
I. CÁC KIẾN THỨC CẦN NHỚ
1. Cấu hình electron
1.1. Nguyên lý bền vững : Trong nguyên tử các electron lần lượt
chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao
1.2. Mức năng lƣợng xếp từ thấp đến cao :
2.1. Nguyên lý Pauli: Mỗi orbital chỉ chứa tối đa hai điện tử, hai điện
tử này quay theo hai chiều ngược nhau quanh trục riêng của chúng.
Đúng sai sai
2.2. Quy tắc Huntz: Các electron được bố trí trên các AO sao cho số
electron độc thân là lớn nhất.
Cách bố trí đúng vì có 3 electron độc thân
7
Cách bố trí sai vì chỉ có 1 electron độc thân
3. Chu kỳ
3.1. Định nghĩa: Gồm những nguyên tố có cùng số lớp điện tử
3.2. Đặc điểm:
-Số thứ tự chu kỳ bằng số lớp điện tử
-Bắt đầu mỗi chu kỳ là kim loại kiềm kết thúc là khí hiếm trừ chu kỳ 1
( bắt đầu H)
-Đi từ trái qua phải theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính kim
loại, tính khử giảm, tính phi kim, tính oxi hóa tăng
-Hóa trị đối với Oxi tăng dần từ 17
trống nên khi bị kích thích các e ở phân lớp 3s hoặc 3p có thể nhảy
lên 3d nên số e hóa trị sẽ tương ứng với số e độc thân tạo liên kết là
1, 3, 5, 7
4.2. Phân nhóm chính (nhóm A): Họ s, p
-Số thứ tự nhóm A bằng với số elctron lớp ngoài cùng:
1s
2
2s
2
2p
5
chu kỳ 2 nhóm VIIA
4.3. Phân nhóm phụ (nhóm B): Họ d, f
-Số thứ tự nhóm B bằng với số electron hóa trị:
[Ar]3d
5
4s
1
: Chu kỳ 4 nhóm VIB
[Ar]3d
6
4s
2
: Chu kỳ 4 nhóm VIIIB
8
[Ar]3d
10
4s
1
9
+Độ âm điện, Năng lượng ion hóa
+Bán kính nguyên tử
+Số electron lớp ngoài cùng
+Hóa trị đối với Oxi, hidro
6.5. Các đại lƣợng không biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng
của Z
+Khối lượng nguyên tử +Số lớp electron
+Số thứ tự +Số nơtron
+Số khối A
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP THƢỜNG GẶP
DẠNG 1. XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ TRONG CÙNG CHU
KỲ HAY CÙNG NHÓM
1/Các kiến thức cần nhớ:
-Hai nguyên tố thuộc cùng chu kỳ mà ở hai phân nhóm chính kế tiếp
nhau thì có Z chênh lệch nhau 1
- Hai nguyên tố thuộc cùng nhóm mà ở hai chu kỳ kế tiếp nhau thì có Z
chênh lệch nhau 8 hoặc 18
-Nguyên tố tƣơng đƣơng cho hai nguyên tố A và B cần tìm thì có số khối
nằm trong khoảng giữa giá trị số khối của hai nguyên tố A, B
2/Phƣơng pháp giải :
-Gọi số điện tích hạt nhân của nguyên tố thứ nhất là x thì số điện tích hạt
nhân của nguyên tố thứ hai là x+1 (nếu cùng chu kỳ mà ở hai phân nhóm
kế tiếp) hay x+8, x+18 (nếu hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm ở hai
chu kỳ kế tiếp nhau
10
-Nếu bài toán yêu cầu tìm hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm thì ta có
thể thay thế hai nguyên tố cần tìm bằng một nguyên tố tƣơng đƣơng. Đi
Giải
Nếu hai nguyên tố cách nhau một chu kỳ thì có thể chênh nhau 8
nguyên tố hay 18 nguyên tố, nên có hai trường hợp. Gọi x,y là số điện
tích hạt nhân của X và Y tương ứng, giả sử y>x
Trường hợp 1 : Cách nhau 8 nguyên tố
8
32
xy
yx
20
12
y
x
x:Mg ở chu kỳ 3 nhóm IIA và y=20Y :Ca ở chu kỳ
4 nhóm IIA phù hợp giả thiết nên chọn
Trường hợp 2 : Cách nhau 18 nguyên tố
x+y=32 x=7 X :N chu kỳ 2 nhóm VA
y-x=18 y=25 Y :Mn chu kỳ 4 nhóm VIIB không đúng với giả
thiết nên loại
2
2p
6
3s
2
3p
4
Y: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
R: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
2
< H
2
XO
4
< HYO
4
2 nguyên tố M và R thuộc cùng 1 nhóm A nên tính acid của R(OH)
2
<
M(OH)
2
. Vậy tính so sánh acid của các hợp chất tương ứng là :
12
R(OH)
2
< M(OH)
2
< H
2
XO
4
< HYO
4
. Chọn đáp án D
Ví dụ 2. Ion X
2+
, Y
6
3s
2
3p
1
Z+2eZ
2-
. Vậy cấu hình electron của Z là: 1s
2
2s
2
2p
4
T+3eT
3-
. Vậy cấu hình electron của T là: 1s
2
2s
2
2p
3
Nhóm
Chu kì
II
III
V
VI
2
2p
6
. Tính phi kim của các nguyên tố X, Y, Z, T sẽ tăng dần theo
thứ tự sau:
A. XYZT B. XYT Z C. YXZT D. X T Y Z
Câu 2. Nguyên tố X có điện tử cuối cùng điền vào ô lượng tử như sau: 3d
Dấu biểu hiện có điện tử trong ô lượng tử. Vậy cấu hình electron
chính xác của X là
A. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
2
B. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
6
3d
1
4s
2
Câu 3. So sánh tính acid của: NaOH, HClO
4
, H
2
SO
4
, Al(OH)
3
, H
3
PO
4
,
KOH là
A. HClO
4
< H
2
SO
4
< H
3
PO
4
< H
3
PO
4
< H
2
SO
4
< HClO
4
Câu 4. Cho 1,67 gam hỗn hợp gồm hai kim loại ở 2 chu kỳ liên tiếp
thuộc nhóm IIA (phân nhóm chính nhóm II) tác dụng hết với dung
dịch HCl (dư), thoát ra 0,672 lít khí H
2
(ở đktc). Hai kim loại đó là
A. Be và Mg. B. Mg và Ca. C. Sr và Ba. D. Ca và Sr.
Câu 5. Hòa tan hoàn toàn 22 gam hỗn hợp 2 muối Na của hai nguyên
tố nhóm VIIA thuộc hai chu kỳ kế tiếp nhau vào nước tạo thành
100ml dung dịch A, sau đó cho tác dụng với AgNO
3
dư thì thu được
47,5 gam hỗn hợp kết tủa. Hai nguyên tố cần xác định là
A. Cl-Br B. F-Cl C. Br-I D. Cl-I
đồng vị. Số phân tử ABC có thể tạo thành: x.y.z
Số phân tử ABC
2
có thể tạo thành làx.y.z.2
Ví dụ :Nitơ trong tự nhiên có 2 đồng vị là
N
14
7
và
N
15
7
. Oxi có 3 đồng vị
O
16
8
,
O
17
8
,
O
18
8
. Số phân tử NO từ các đồng vị của Oxi và Nitơ ở trên=2x3=6
Số phân tử NO
2
có thể tạo thành : 2x3x2=12
Số phân tử N
N
15
7
O
17
8
,
N
15
7
O
18
82/Phƣơng pháp giải:
a. Đối với bài toán thuận: Cho biết % hay tỉ lệ các đồng vị đi tìm
nguyên tử khối trung bình. Ta chỉ cần ráp các dữ liệu vào công thức để
tính
b. Đối với bài toán nghịch: Cho biết nguyên tử khối trung bình đi tìm
% các đồng vị . Ta gọi x là % của đồng vị thứ nhất và 100-x là % của
15
đồng vị thứ 2 rồi ráp vào phƣơng trình tính nguyên tử khối trung bình
để giải x
Ví dụ 1: Nitơ trong tự nhiên có 2 đồng vị là :
N
14
7
100
)100(15.14 xx
=14,001x=99,9
%
N
14
7
=99,9%,%
N
15
7
=0,1%
2. Có 6 phân tử NO tạo thành từ các đồng vị trên :
N
14
7
O
16
8
,
N
14
7
O
17
8
,
N
14
75u. Đồng vị X nhiều hơn đồng vị Y 1 nơtron. Tính số khối mỗi đồng
vị.
3. Tỉ lệ % các đồng vị X, Y, Z như sau: X 10,1% Y:78,6% Z:11,3%.
Nếu có 50 nguyên tử đồng vị X, hãy tính số nguyên tử của các đồng vị
còn lại và khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố A.
Giải
1. 2Z+N=37 Z=12 Z
+
=13
+
2Z-N=11 N=13 A
X
=25
2. A
X
+A
Y
+A
Z
=75
16
A
X
=A
Y
+1 và A
X
A. 80 B. 81 C. 79,9 D. 79,92
Câu 2. Nguyên tử khối trung bình của N là 14,01 gồm 2 đồng vị là N
14
và N
15
. Vậy số nguyên tử N
15
có trong 22,4 ml khí N
2
ở (đktc) là
(N=6.10
23
):
A. 6.10
18
B. 1,2.10
18
C. 12.10
-18
D. 12.10
18
Câu 3. Nguyên tố H có 2 đồng vị là
H
1
1
và
H
2
17
là 150 thì số nguyên tử của
đồng vị
Cl
35
17
sẽ là :
A. 450 B. 150 C. 50 D. Số khác
Câu 5. Nhận định nào sau đây đúng khi nói về 3 nguyên tử:
26
13
X,
55
26
Y,
27
13
Z ?
A. X và Y có cùng số khối
B. X, Z là 2 đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học
C. X, Y thuộc cùng một nguyên tố hóa học
D. X và Y có cùng số nơtron
18
PHẦN 4: XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ TRONG CÔNG
THỨC HỢP CHẤT VỚI OXI HOẶC HIDRO
1/Các kiến thức cần nhớ:
-Số thứ tự của nhóm của nguyên tố nhóm A thì có hóa trị cao nhất đối
với oxi bằng với số thứ tự của nhóm
2/Phƣơng pháp giải :
-Từ dữ kiện đề bài cho biết hợp chất với Oxi hay Hidro ta suy ra nguyên
tố đó nằm ở nhóm mấy trong bảng tuần hoàn, đi tìm M của hợp chất có
chứa nguyên tố rồi từ đó tìm ra M của nguyên tố cần xác định
-Đối với dạng cho tỉ khối của khí A đối với khí B. Ta đi tìm MA rồi từ đó
dựa vào công thức hợp chất với Oxi hay hidro để suy ra nguyên tố cần
xác định Ví dụ 1: Oxit cao nhất của nguyên tố R có dạng RO
3
. Trong hợp chất
với Hidro thì R chiếm 94,12% về khối lượng.
1. Xác định nguyên tử khối và tên của R.
19
2. Tính thành phần % khối lượng của mỗi nguyên tố trong oxit cao
nhất.
3. Cho x gam RO
3
vào bình đựng y gam H
2
SO
4
49% thì thu được 450
gam dung dịch H
2
SO
4
nSO
3
=x/80nH
2
SO
4
sinh ra=x/80 mol
x/80 x/80
mH
2
SO
4
sinh ra=(x/80).98=98x/80
mH
2
SO
4
ban đầu=49.y/100
mH
2
SO
4
lúc sau=98x/80+49y/100=450.83,333%=375
mddH
2
SO
4
lúc sau=x+y=450
Ta có hệ phương trình:
5
+6NaOH2Na
3
PO
4
+3H
2
O nNa
3
PO
4
=0,4mol
1,2mol 0,4mol
20
mddNaOH=(1,2.40).100/10=480g
Ví dụ 3: Nguyên tố X ở nhóm IVA. Hợp chất của X với Hidro (hợp chất
Y) có tỉ khối hơi đối với O
2
là 0,5.
1. Xác định X và % về khối lượng của X trong oxit cao nhất (hợp chất
Z)
2. Đem hợp chất Z trộn với SO
2
theo tỉ lệ 3 :2 về thể tích thu được
hỗn hợp Z. Tính tỉ khối hơi của Z so với không khí
Giải
1. Hợp chất với Hidro có dạng :XH
4
MXH
chiếm 46,67%. Vậy % về khối lượng của Y trong hợp chất với Hidro
sẽ có giá trị là
A. 46,67% B. 50% C. 87,5% D. 63,63%
Câu 3. Công thức phân tử của hợp chất khí tạo bởi nguyên tố R và
hiđro là RH
3
. Trong oxit mà R có hoá trị cao nhất thì oxi chiếm
74,07% về khối lượng. Nguyên tố R là
A. S B. As C. N D. P
Câu 4. Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài
cùng là ns
2
np
4
. Trong hợp chất khí của nguyên tố X với hiđro, X chiếm
94,12% khối lượng. Phần trăm khối lượng của nguyên tố X trong oxit
cao nhất là
A. 27,27%. B. 40,00%. C. 60,00%. D. 50,00%.
Câu 5. Phần trăm về khối lượng của một nguyên tố nhóm A trong hợp
chất với oxi là 27,27% và hợp chất với Hidro là 75%. Vậy nguyên tố
cần tìm là
A. Silic B. Phot pho C. Cacbon D. Lưu huỳnh22
LIÊN KẾT HOÁ HỌC
I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
1. Liên kết cộng hoá trị
1.1. Định nghĩa: Là liên kết được hình thành giữa hai nguyên tử
bằng các cặp electron dùng chung
2. Liên kết ion
2.1. Định nghĩa: Là liên kết được hình thành bằng lực hút tĩnh điện
giữa hai ion mang điện tích trái dấu
2.2. Điện hóa trị: là điện tích của ion của nguyên tố đó trong hợp
chất ion
Na
2
O, Al
2
S
3
: Na:1+, O:2-, Al:3+, S:2-
2.3. Cộng hóa trị: là số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử nguyên
tố đó tạo được với các nguyên tử xung quanh
SO
2
, CO
2
, NH
3
: S: 3, O: 2 , N: 3, H :1
2.4. Hiệu độ âm điện đối với liên kết
0
<0,4: LKCHT không cực
0,4
3
, KClO
4
, CaSO
4
…
3. Sự xen phủ:
+s-s: H
2
+s-p: HCl
+p-p: Cl
2
Kết luận: Sự xen phủ càng lớn thì liên kết càng bền:
4. Sự lai hóa: Sự tổ hợp trộn lẫn những AO có năng lượng gần bằng
nhau thành những AO có năng lượng bằng nhau nhưng có định hướng
khác nhau trong không gian.
4.1. Trạng thái kích thích: Trạng thái các electron ở phân mức năng
lượng thấp có thể nhảy lên phân mức năng lượng cao hơn nhằm đạt
số electron độc thân lớn nhất.
C: [He]2s
2
2p
2
có 2 e độc thânC* [He]2s
1
2p
3
có 4 e độc thân
hình dạng là đường thẳng với góc liên kết 180
0
5. Tinh thể:
5.1. Kim loại: Fe, Cu, Na, Ca
24
5.2. Nguyên tử: Lực liên kết cộng hóa trị rất bền vì vậy tinh thể
nguyên tử khá cứng, khó nóng chảy, khó bay hơi: Kim cương, thạch
anh
5.3. Ion: Lực liên kết lớn nên khá cứng, có nhiệt độ nóng chảy cao:
NaCl, KOH
5.4. Phân tử: Lực liên kết yếu vì vậy kém bền, dễ bay hơi, dễ nóng
chảy: nước đá, Iot, băng phiến
6. Liên kết kim loại
6.1. Định nghĩa: Là liên kết tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa ion dương
kim loại ở nút mạng với các electron tự do
6.2. So sánh:
6.2.1. LKKL và LKCHT
-Giống: Đều có sự dùng chung electron
-Khác: Liên kết kim loại tất cả electron đều dùng chung, CHT chỉ 1,2,3
e dùng chung
6.2.2. LKKL và LK ion
-Giống: Đều hình thành bởi lực hút tĩnh điện
-Khác: Một là giữa hai ion trái dấu, một bên là giữa ion và các
electron tự do
7. Liên kết hidro
7.1. Định nghĩa: Liên kết tạo bởi lực hút tĩnh điện giữa nguyên tử H
với các nguyên tố có độ âm điện lớn như : O, N, F
7.2. Ảnh hƣởng:
7.2.1. nhiệt độ sôi:
s C
3
H
7
OH > t
0
s C
2
H
5
OH
7.2.2. tính tan: Chất tạo được liên kết hidro với H
2
O thì có thể tan
trong nước
8. Liên kết
,
: là liên kết đơn tạo thành do sự xen phủ trục
: là liên kết tạo thành do sự xen phủ hai đám mây điện tử theo kiểu
bên
9. Thù hình
Là dạng các đơn chất chất khác nhau nhưng đều được tạo nên từ cùng
một nguyên tố hoá học
Ví dụ:
-Cac bon có 3 dạng thù hình là: Kim cương, Than chì, Fuleren
-Oxi có 2 dạng thù hình là: Oxi, Ozon