9
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TỈNH BẮC GIANG
TRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC GIANG
—•&œ–
BÁO CÁO
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP NGÀNH
Tên đề tài:
TÀI LIỆU BỒI DƯỠNG KIẾN THỨC VÀ KỸ NĂNG
TƯ DUY CÁC CHUYÊN ĐỀ HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN THỊ TRÚC VÂN
Cơ quan chủ trì: Trường THPT Chuyên Bắc Giang
Thời gian thực hiện đề tài: Từ tháng 4/2010 đến tháng 10/2011 Bắc Giang, tháng 10 năm 2011
Bắc Giang, tháng 10 năm 2011
11
MỤC LỤC
Trang
MỤC LỤC 4
BẢNG KÍ HIỆU VIẾT TĂT 5
Phần thứ nhất: KHÁI QUÁT NHỮNG THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐỀ TÀI
6
Phần thứ hai: TỔ CHỨC TRIỂN KHAI VÀ THỰC HIỆN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
8
Phần thứ ba: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, TRIỂN KHAI VÀ THẢO LUẬN
9
Chương 1. NGUYÊN TỬ. BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
HOÁ HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
9
I.1. Một số khái niệm mở đầu – Hạt nhân nguyên tử 9
I.2. Vỏ nguyên tử 20
I.3. Sự phóng xạ và phản ứng hạt nhân 34
I.4. Năng lượng của các electron 46
I.5. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và Định luật tuần hoàn 52
I.6. Tự kiểm tra đánh giá
62
Chương 2: LIÊN KẾT HÓA HỌC 72
II.1. Các khái niệm cơ bản về liên kết hóa học 72
II.2. Sử dụng các thuyết về liên kết hóa học để giải thích đặc điểm cấu
trúc và tính chất của các chất
79
II.3. Tinh thể 93
STT Kí hiệu Giải thích
1 AO (Atomic Orbital) Obitan nguyên tử
2 BTH Bảng tuần hoàn
3 bh Bão hòa
4 bđ Ban đầu
5 CHT Cộng hóa trị
6 dd Dung dịch
7 đpdd Điện phân dung dịch
8 đpnc Điện phân nóng chảy
9 đktc Điều kiện tiêu chuẩn
10 e Electron
11 HTTH Hệ thống tuần hoàn
12 kh Khử
13 mnx Màng ngăn xốp
14 MO (Molecular Orbital) Obitan phân tử
15 n nơtron
16 NTKTB Nguyên tử khối trung bình
17 oxh Oxi hóa
18 ox/kh Oxi hóa/khử
19 p proton
20 ph Phân hủy
21 ptpư Phương trình phản ứng
22 pư Phản ứng
23 TPGH Thành phần giới hạn
24 VB (Valence Bond) Liên kết hóa trị
25 VSEPR (Valance Shell Electron Pair
Repulsion)
Mô hình sự đẩy giữa các cặp
electron hóa trị
cách đầy đủ, hệ thống để làm tài liệu bồi dưỡng kiến thức cho giáo viên và học sinh giỏi
tham dự các kỳ thi Học sinh giỏi cấp tỉnh, cấp quốc gia và thi chọn đội tuyển thi Olympic
Hoá học Quốc tế, học sinh chuẩn bị tham gia các kì thi Tốt nghiệp THPT và thi Đại học -
Cao đẳng.
Rèn kỹ năng tư duy bằng phương pháp nghiên cứu tài liệu cho học sinh thông qua
trình tự các vấn đề mà nội dung đề tài đã đưa ra.
2.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Thứ nhất, năm chương của đề tài tương ứng với năm vấn đề lớn cơ bản nhất của Hóa
học Đại cương. Trong đó tất cả các chuyên đề được đề cập một cách tổng thể và chi tiết đến
từng nội dung, chuẩn hóa những yêu cầu về kiến thức và kỹ năng để giáo viên có định hướng
khi giảng dạy đối với mỗi đối tượng học sinh.
Thứ hai, đề tài đã đề ra cách thức nghiên cứu tài liệu, giúp cho học sinh phổ thông
tiếp nhận những vấn đề rộng lớn của Hóa học đại cương một cách dễ dàng hơn. Đồng thời
14
củng cố được kiến thức lý thuyết cũng như kỹ năng tư duy, suy luận logic, năng lực giải quyết
vấn đề thông qua hệ thống câu hỏi và bài tập với ba cấp độ: ghi nhớ, vận dụng, thông hiểu.
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu và thời gian thực hiện đề tài
3.1. Phạm vi nghiên cứu: Chương trình Hóa học THPT Cơ bản, Nâng cao Chuyên
sâu lớp 10, 11 và 12; yêu cầu của đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh, Quốc gia và Olimpic Quốc
tế hằng năm. Bài giảng của giáo viên trường THPT Chuyên Bắc Giang và một số giáo viên
ở các trường khác trong các kỳ sinh hoạt chuyên môn và thi Giáo viên giỏi cấp Tỉnh.
3.2. Đối tượng nghiên cứu: chương trình môn hoá học THPT của lớp cơ bản, nâng cao
và chuyên sâu; yêu cầu kiến thức của các đề thi chọn học sinh giỏi quốc gia, chọn đội tuyển
quốc gia thi Olympic hoá học quốc tế và đề thi Olympic hoá học quốc tế (Icho) hằng năm.
3.3. Thời gian thực hiện đề tài: từ tháng 4 năm 2011 đến tháng 10 năm 2011.
4. Nội dung của đề tài
Nội dung đề tài có 5 chương:
- Chương 1. Nguyên tử. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học và định luật tuần hoàn.
- Chương 2: Liên kết hóa học
và điều hành, quản lý việc thực hiện đề tài.
- Viết nội dung chương 1 (phần: Nguyên tử).
3 Dương Trọng Phong
- Viết nội dung chương 2 (phần nâng cao)
- Phụ trách việc chế bản, in ấn và công nghệ thông tin.
4 Tăng Thành Trung
- Viết nội dung chương 3 (phần nâng cao)
- Phụ trách việc chế bản, in ấn và công nghệ thông tin.
5 Nguyễn Thị Hoa
- Viết nội dung chương 4.
- Phụ trách về tài chính.
2 Nguyễn Thị Việt Hà - Viết nội dung chương 5 (phần nâng cao)
6 Phạm Văn Chúc
- Viết nội dung chương 1 (phần: Bảng tuần hoàn) và
chương 2 (phần cơ bản)
7 Nguyễn Thị Hường
- Viết nội dung chương 3 (phần cơ bản) và chương 5
(phần cơ bản)
2. Nội dung, tiến độ thực hiện đề tài
Thời gian thực hiện
Từ tháng Đến hết tháng
Nội dung công việc
Người thực
hiện
4/2011 5/2011
Sưu tầm tài liệu, tổng hợp, phân loại.
Hoàn thiện nội dung phần “Mục tiêu cần
đạt”, “Chuẩn bị kiến thức” và phân dạng
các bài tập theo các chủ đề.
Các tác giả
a) Về kiến thức
- Thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm: hạt nhân nguyên tử và vỏ electron của nguyên
tử gồm các electron mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân.
- Đặc điểm về điện tích và khối lượng của các loại hạt cơ bản trong nguyên tử.
- Sự liên quan giữa điện tích hạt nhân với số proton và số electron; giữa số khối với số
đơn vị điện tích hạt nhân và số nơtron.
- Khái niệm về nguyên tố hóa học, cách ký hiệu nguyên tố hóa học.
- Khái niệm về đồng vị và nguyên tử khối trung bình của các đồng vị.
b) Về kỹ năng
- So sánh được khối lượng của electron với proton và nơtron.
- So sánh được kích thước của hạt nhân với kích thước của nguyên tử.
- Tính được kích thước và khối lượng của nguyên tử.
- Xác định được số lượng các loại hạt cơ bản trong nguyên tử khi biết số hiệu và số khối
của nguyên tử và ngược lại.
- Giải được các bài toán về mối liên hệ giữa nguyên tử khối trung bình và % khối lượng
các đồng vị…
I.1.2. Chuẩn bị kiến thức
a) Tài liệu tham khảo
- Sách giáo khoa Hóa học lớp 10.
- Tài liệu giáo khoa chuyên hóa, tập 1, NXB Giáo dục, năm 1998 (trang 36 - 51).
- Một số vấn đề chọn lọc của hóa học, tập 1, Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần
Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tòng – NXBGD 1999 (trang 59 – 69).
- Những nguyên lý cơ bản của hóa học – Phần bài tập, Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải,
NXB Khoa học và kỹ thuật (chương I).
- Bài tập hóa cơ sở, Đặng Trần Phách, NXBGD 1985 (chương I).
b) Câu hỏi chuẩn bị kiến thức
1. Nguyên tử được cấu tạo từ mấy phần, đó là những phần nào?
2. Hãy nêu tên, điện tích và khối lượng (tính theo u và theo gam) của các loại hạt cơ
bản trong nguyên tử?
3. Hãy nêu mối liên hệ giữa các loại hạt cơ bản trong nguyên tử?
C. Chỉ có hạt nhân nguyên tử magie mới có 12 nơtron.
D. Chỉ có nguyên tử magie mới có số khối là 24.
Câu 6. Phát biểu nào dưới đây không đúng?
A. Nguyên tử được cấu thành từ các hạt cơ bản là proton, nơtron và electron.
B. Hạt nhân nguyên tử được cấu thành từ các hạt proton và nơtron.
C. Vỏ nguyên tử được cấu thành bởi các hạt electron.
D. Nguyên tử có cấu trúc đặc khít, gồm vỏ nguyên tử và hạt nhân nguyên tử.
Câu 7. Tìm câu phát biểu sai:
A. Trong một nguyên tử, số proton luôn luôn bằng số electron và bằng số đơn vị điện
tích hạt nhân.
B. Trong một nguyên tử, số đơn vị điện tích dương trong hạt nhân bằng số đơn vị điện
tích âm ở vỏ nguyên tử.
18
C. Trong một nguyên tử, tổng số proton và electron được gọi là số khối.
D. Đồng vị là các tập hợp nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron.
Câu 8. Chọn câu đúng khi nói về số khối của nguyên tử:
A. Số khối bằng khối lượng của một nguyên tử.
B. Số khối là tổng số hạt proton và nơtron trong hạt nhân nguyên tử.
C. Số khối mang điện dương.
D. Số khối có thể không nguyên.
Câu 9. Mệnh đề nào sau đây đúng khi nói về nguyên tử nitơ?
A. Chỉ có hạt nhân nguyên tử nitơ mới có 7 nơtron.
B. Chỉ có hạt nhân nguyên tử nitơ mới có 7 proton.
C. Chỉ có hạt nhân nguyên tử nitơ mới có số proton bằng số nơtron.
D. Chỉ có nguyên tử nitơ mới có số khối bằng 14.
Câu 10. Nguyên tử X có 9 proton, 9 electron và 10 nơtron. Nguyên tử Y có 10 proton, 10
electron và 9 nơtron. Như vậy có thể kết luận rằng:
A. Nguyên tử X và Y là những đồng vị của cùng một nguyên tố.
B. Nguyên tử X có khối lượng lớn hơn nguyên tử Y.
29
Cu
là:
A. 29.6,02.10
23
. B. 35.6,02.10
23
. C. 29. D. 35.
Câu 14. Nguyên tử đồng có kí hiệu là
64
Cu
29
. Số hạt nơtron trong 64 gam đồng vị
64
Cu
29
là:
A. 29. B. 35.6,02.10
23
.
C. 35. D. 29.6,02.10
23
.
Câu 15. Trong dãy kí hiệu các nguyên tử sau, dãy nào chỉ cùng một nguyên tố hóa học:
A.
14
6
X
;
22
11
Y
. 19
Câu 16. Hidro có 3 đồng vị:
1
H
1
,
2
H
1
,
3
H
1
; oxi có 3 đồng vị:
16
O
8
,
17
O
8
,
18
A.
55
Fe
26
B.
56
Fe
26
C.
57
Fe
26
D.
58
Fe
26
Câu 21. Một nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52 và có
số khối là 35. Số hiệu nguyên tử của nguyên tố X là
A. 18. B. 23. C. 17. D. 15.
Câu 22. Một nguyên tử X có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 155 hạt trong đó số
hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33. Nguyên tử đó có số proton, nơtron
tương ứng là
A. 47 và 61. B. 35 và 45. C. 26 và 30. D. 20 và 20.
Câu 23. Một nguyên tử R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34. Trong đó số
hạt mang điện gấp 1,833 lần số hạt không mang điện. Nguyên tố R là
A. Na. B. Mg. C. F. D. Ne.
Câu 24. Có 4 kí hiệu
26
13
2
là
A. SO
2
.
B. CO
2
.
C. NO
2
.
D. H
2
S.
Câu 26. Từ hai đồng vị của cacbon là
12
C,
14
C và 3 đồng vị của oxi là
16
O,
17
O,
18
O có thể
tạo ra được bao nhiêu loại phân tử khí cacbonic khác nhau?
A. 6 B. 12 C. 18 D. 9
-1
. C. calo (Cal). D. oat (W)
Câu 30. Gọi tổng số nguyên tử cacbon và hidro trong 78 gam mỗi chất sau: axetilen;
buta – 1,3 – dien; benzen lần lượt là a, b và c thì:
A. a > b >c. B. a < b < c. C. a = c < b. D. c = 1,5b = 3a.
b) Bài tập tự luận có hướng dẫn
Chủ đề 1: Bài toán về mối liên hệ giữa các loại hạt cơ bản trong nguyên tử
Bài 1. Cho hai nguyên tử A và A’ có số khối lần lượt bằng 79 và 81. Hiệu số giữa số nơtron
và số electron trong nguyên tử A là 9 còn trong nguyên tử B là 11.
a) Cho biết A và A’ có phải là đồng vị với nhau hay không?
b) Nếu trộn lẫn hai loại nguyên tử A và A’ theo tỷ lệ số mol là:
'
A
A
n
109
n91
= thì tập hợp các
nguyên tử thu được có khối lượng nguyên tử trung bình bằng bao nhiêu?
Hướng dẫn
a) - Nguyên tử A có: số electron = số proton = Z và số nơtron = N. Theo đề bài ta có:
N – Z = 9 (I) và N + Z = 79 (II).
Giải hệ phương trình (I) và (II) ta có: Z = 35; N = 44.
- Nguyên tử A’ có: số electron = số proton = Z’; số nơtron = N’.
Ta có: N – Z = 11 và N + Z = 81
Giải hệ phương trình ta có: Z = 35; N = 46.
Vì A và A’ có Z = Z’ = 35 nên A và A’ là 2 đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học.
b) Từ tỷ lệ số mol
'
A
Do X là nguyên tố kim loại nên Z = 11 (Na). Số khối của X là 23.
Bài 3. Một hợp chất B được tạo bởi một kim loại hóa trị (II) và một phi kim hóa trị (I). Tổng
số hạt trong phân tử B là 290, tổng số hạt không mang điện là 110, hiệu số hạt không mang
điện giữa phi kim và kim loại là 70. Tỉ lệ số hạt mang điện của kim loại so với phi kim trong
B là 2/7. Tìm số hiệu và số khối của nguyên tử kim loại và phi kim trên.
Hướng dẫn
Đặt công thức của hợp chất B là XY
2
(X là kim loại, Y là phi kim).
Đặt Z
X
, N
X
là số proton, nơtron của nguyên tử kim loại X.
Z
Y
, N
Y
là số proton, nơtron của nguyên tử phi kim Y.
Theo đề bài ta có:
2Z
X
+ N
X
+ 2(2Z
Y
+ N
Y
) = 290 (1)
N
= 35 và N
Y
= 45; A
Y
= 45 + 35 = 80; Y là Br.
Bài 4. Cho hợp chất có dạng MX, M là kim loại X là phi kim. Tổng số proton, nơtron và
electron trong phân tử MX là 96. Trong đó tổng số hạt mang điện lớn hơn tổng số hạt không
mang điện là 16. Tổng số hạt trong nguyên tử X lớn hơn tổng số hạt trong nguyên tử M là
18. Tổng số hạt trong hạt nhân nguyên tử X lớn hơn tổng số hạt trong hạt nhân nguyên tử M
là 12. Xác định số hiệu nguyên tử của X và M. Gọi tên M và X.
Hướng dẫn
Gọi số proton, nơtron và electron trong nguyên tử M là p, n và e.
Gọi số proton, nơtron và electron trong nguyên tử X là p’,n’, e’.
⇒
Tổng số hạt (p, n, e) trong phân tử MX là: 2p + n + 2p’ + n’ = 96 (I)
Trong phân tử MX có:
- Hiệu số hạt mang điện và không mang điện là: 2p+ 2p’ - (n + n’) = 16 (II)
Từ (I) và (II)
⇒
p + p’ = 28 (*)
- Hiệu số giữa các hạt trong nguyên tử X và nguyên tử M: 2p’+n’-2p- n = 18 (III)
Hiệu số hạt p, n ở hạt nhân nguyên tử X và hạt nguyên tử M :p’+n’- p- n =12 (IV)
Từ (III) và (IV)
⇒
p’ - p = 6 (**)
Từ (*) và (**)
⇒
p = 11 và p’ = 17.
Vậy M là nguyên tố Natri và X là nguyên tố Clo.
xx
→ x = 99,2%.
→ % của đồng vị
2
1
H
là 0,8%.
Trong 1ml nước có khối lượng 1gam chứa
18
1
mol nước. Trong 1 mol H
2
O có 6,023.10
23
phân tử H
2
O. Vậy trong 1ml nước có số nguyên tử của đồng vị
2
1
H
là:
2320
10,8
6,0231025,35.10
18100
××××= (nguyên tử)
Bài 6. Khối lượng nguyên tử trung bình của Cu là 63,54 u. Cu có 2 đồng vị là
63
Cu và
Bài 7. X, Y là 2 đồng vị của nguyên tố A (có số thứ tự 17) có tổng số khối là 72. Hiệu số
nơtron của X và Y bằng 1/8 số hạt mang điện dương của nguyên tố B (có số thứ tự là 16). Tỉ
lệ số nguyên tử của 2 đồng vị X và Y là 32,75 : 98,25. Tính số khối của 2 đồng vị trên và
nguyên tử khối lượng trung bình của A.
Hướng dẫn
Từ các dữ kiện đã cho ta thấy: (17 + N
X
) + (17 + N
Y
) = 72 → N
X
+ N
Y
= 38 (1)
N
X
– N
Y
=
B
Z
8
= 2 (2)
Từ (1) và (2) → N
X
= 20 và N
Y
= 18 → A
X
= 37 và A
23
Nguyên tố M’ có 2 đồng vị Y, Z có tổng số khối là 128u; số nguyên tử của đồng vị Y bằng
0,37 số nguyên tử của đồng vị Z. Xác định số khối của Y, Z?
Hướng dẫn
Đặt p, n, e lần lượt là số proton, nơtron, electron trong nguyên tử M.
p
’
, n
’
, e
’
lần lượt là số proton, nơtron, electron trong nguyên tử X.
Vì nguyên tử trung hòa về điện nên p = e, p
’
= e
’
.
Theo đề bài ta có:
- Tổng số hạt trong A là 116 nên: 2(2p + n)+n
’
+2p = 116
⇒
2(2p + p
’
)+2n+n
’
= 116 (1)
- Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36 nên:
) – (n – n
’
) = 14 (4)
Giải hệ phương trình (1), (2), (3) và (4) ta có: p = 11 và n =12; p
’
= 16 và n
’
= 16
Vậy M là Na và X là S. Công thức của M
2
X là Na
2
S.
b) Theo giả thiết ta có:
2
NaS
n
=
0,03 mol
PTHH: M
’
(NO
3
)
2
+ Na
2
S → M
YYZZ
A.%A+A.%A
= 63,54
100
→
zY
A.0,37z+A.z
= 63,54
1,37z
→ 0,37A
Y
+ A
Z
= 87,0498 (II)
Giải hệ phương trình (I) và (II) ta có: A
Y
= 65 và A
Z
= 63.
Chủ đề 3: Tính bán kính, khối lượng riêng của nguyên tử và hạt nhân nguyên tử
Bài 9. Ở nhiệt độ 20
0
C, khối lượng riêng của Fe là 7,87 g/cm
3
và của Au là 19,32 g/cm
3
.
= 8,72.10
–24
cm
3
Bán kính của một nguyên tử Fe là:
24
nt Fe
R
=
Fe
3
V
3
.
4
π
=
24
3
38,72.10
.
4 π
−
= 1,28.10
-8
(cm) = 1,28
0
A
=
3
.
4
3
π
Au
V
=
24
3
312,526.10
.
4 π
−
= 1,45.10
-8
(cm) = 1,45
0
A
Bài 10. Một nguyên tử có bán kính và khối lượng riêng lần lượt là 1,44
0
A
và 19,36 g/cm
3
.
Trong thực tế các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích của tinh thể, còn lại là phần rỗng.
a) Tính khối lượng riêng trung bình của nguyên tử và khối lượng mol của nguyên tử đó.
b) Nguyên tử có 118 nơtron và coi khối lượng nguyên tử bằng tổng khối lượng proton và
A
1/3
cm.
Tính khối lượng riêng của hạt nhân.
2. Nguyên tử Zn có bán kính là 1,35.10
–10
m và khối lượng nguyên tử là 65u.
a) Tính khối lượng riêng của nguyên tử Zn. Biết: 1u = 1,6605.10
-24
gam
b) Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung vào hạt nhân với bán kính là
2.10
–15
m. Tính khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử Zn.
Hướng dẫn
1. Khối lượng của một hạt nhân nguyên tử là: m =
23
A
6,023.10
Thể tích của một hạt nhân nguyên tử là: V =
3
4
πR
3
=
4
3
π [(1,5.10
–13
3
4
πR
3
= .3,14.(1,35.10
–8
)
3
= 1,03.10
–23
(cm
3
)
Biết : 1đvC = 1,6605.10
–24
gam => M
Zn
= 65. 1,6605. 10
–24
= 1,079.10
–22
(gam).
Khối lượng riêng của nguyên tử Zn là: d =
22
1,079.10
23
1,03.10
−
(cm
3
)
Khối lượng của một hạt nhân nguyên tử Zn là: m
hn
=
23
10.023,6
65
= 1,079.10
–22
gam.
Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử Zn là: d
hn
=
22
38
1,079.10
3,35.10
−
−
= 3,22.10
15
(g/cm
3
)
c) Bài tập tự giải
Bài 1. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử của nguyên tố X là 13. Xác định
tên nguyên tố hoá học đó.
p, n, e là 196 trong tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60. Số hạt
mang điện trong M nhỏ hơn số hạt trong X là 8.
1. Xác định số thứ tự của M và X . Gọi tên MX
3
.
2. Viết một số phương trình điều chế MX
3
.26
Bài 6.
a) Có các đồng vị
1
H
1
,
2
1
H
,
3
1
H
,
35
17
Cl
,
81
35
Br
chiếm 49,31% số
nguyên tử. Hãy tìm nguyên tử khối trung bình của brom.
b) Ni có các đồng vị sau :
58
28
Ni
68,27%,
60
28
Ni
26,10%,
61
28
Ni
1,13%,
62
28
Ni
3,59%,
64
28
Ni
0,91%. Tính nguyên tử khối trung bình của Ni.
c) Cu trong tự nhiên gồm 2 loại đồng vị:
63
29
37
17
Cl
, nguyên tử khối trung bình của Clo là
35,5u. Tính thành phần phần trăm số nguyên tử mỗi đồng vị.
Bài 10. Clo là hỗn hợp 2 đồng vị bền
35
17
Cl
và
37
17
Cl
, nguyên tử khối trung bình của Clo là
35,5u. Tính % khối lượng của
35
17
Cl
trong phân tử HClO
4
. Cho H =1; O =16.
Bài 11.
a) Nguyên tử khối của Bo là 10,81; Bo gồm 2 đồng vị
10
5
B
và
11
5
riêng của nhôm. Trong thực tế thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử chỉ bằng 74% của tinh
thể, còn lại là các khe trống. Hãy xác định khối lượng riêng đúng của Al.
Bài 14. Bán kính của hạt nơtron là 1,5.10
-15
m, khối lượng của nơtron bằng 1,6748.10
-27
kg.
Tính khối lượng riêng của nơtron.
27
Bài 15.
a) Khối lượng
24
Mg
là 39,8271.10
-27
kg và 1u = 1,6605.10
-24
gam. Tính khối lượng
24
Mg
theo u.
b) Biết số Avogadro bằng 6,022.10
23
. Tính số nguyên tử H có trong 1,8 gam H
2
O.
c) Tính khối lượng mol cho
36
S
- Tài liệu giáo khoa chuyên hóa, tập 1, NXB Giáo dục, năm 1998 (trang 640-088).
- Một số vấn đề chọn lọc của hóa học, tập 1, Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần
Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tòng – NXBGD 1999 (trang 84 - 97).
- Những nguyên lý cơ bản của hóa học – Phần bài tập, Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải,
NXB Khoa học và kỹ thuật (chương V).
- Bài tập hóa cơ sở, Đặng Trần Phách, NXBGD 1985 (chương I).
b) Câu hỏi chuẩn bị
1. Vỏ nguyên tử được tạo nên từ loại hạt nào? Các hạt đó được phân bố trong vỏ nguyên tử tuân
theo những quy tắc và nguyên lý nào? Nêu vắn tắt nội dung của các quy tắc và nguyên lý đó?
2. Nêu 4 số lượng tử, ý nghĩa và mối liên hệ giữa 4 số lượng tử đó?
3. Cấu hình electron là gì? Cách viết cấu hình e của nguyên tử và cấu hình electron dạng ô
lượng tử?
28
4. Nêu đặc điểm của lớp electron ngoài cùng và mối liên hệ giữa số electron lớp ngoài
cùng với tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố đó?
5. Hãy nêu sự tạo thành ion và cách viết cấu hình electron của ion?
I.2.3. Bài tập vận dụng
a) Câu hỏi và bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Theo mô hình hành tinh nguyên tử thì:
A. Chuyển động của electron trong nguyên tử theo một quỹ đạo xác định hình tròn hay
hình bầu dục.
B. Chuyển động của electron trong nguyên tử trên các obitan hình tròn hay hình bầu dục.
C. Electron chuyển động xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định tạo
thành đám mây electron.
D. Các electron chuyển động có năng lượng bằng nhau.
Câu 2. Chọn câu phát biểu đúng theo quan điểm hiện đại:
A. Chuyển động của electron trong nguyên tử theo một quỹ đạo nhất định hình tròn hay
hình bầu dục.
B. Chuyển động của electron trong nguyên tử trên các obitan hình tròn hay hình bầu dục.
A. 8e. B. 9e. C. 18e. D. 32e.
Câu 10. Obitan nguyên tử là
A. khối cầu mà tâm là hạt nhân.
B. khu vực không gian trong hạt nhân mà ta có thể xác định được vị trí electron ở từng thời điểm.
C. tập hợp các lớp và các phân lớp.
D. khu vực xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron là lớn nhất.
Câu 11. Hình dạng obitan nguyên tử phụ thuộc vào
A. lớp electron. B. năng lượng electron.
C. số electron trong vỏ nguyên tử. D. đặc điểm mỗi phân lớp electron.
Câu 12. Hãy chọn phát biểu đúng trong số các mệnh đề sau đây:
A. Các obitan thuộc cùng một lớp có hình dạng giống nhau.
B. Các obitan s có hình cầu; các obitan p có hình số 8 nổi không cân đối.
C. Các obitan s có hình cầu; các obitan p có hình số 8 nổi cân đối.
D. Các obitan d đều có dạng hoa bốn cánh.
Câu 13. Số lượng obitan nguyên tử phụ thuộc vào
A. số khối. B. đặc điểm mỗi phân lớp electron.
C. điện tích hạt nhân. D. số lượng lớp electron.
Câu 14. Lớp electron L (n = 2) có số phân lớp là
A. 1. B. 2. C. 3. D. 4.
Câu 15. Phân lớp p có bao nhiêu obitan nguyên tử?
A. 7. B. 5. C. 3. D. 1.
Câu 16. Tổng số các obitan nguyên tử của lớp N (n = 4) là
A. 10. B. 16. C.14. D. 15.
Câu 17. Cấu hình electron biểu diễn sự phân bố các electron vào các lớp và phân lớp theo thứ tự:
A. Tăng dần của năng lượng. B. Tăng dần nguyên tử khối.
C. Lớp và phân lớp từ trong ra ngoài. D. Tăng dần của điện tích hạt nhân.
Câu 18. Dựa vào nguyên lý vững bền, xét xem sự sắp xếp các phân lớp nào sau đây sai?
A. 1s < 2s. B. 4s > 3s. C. 3p < 3d. D. 3d < 4s.
Câu 19. Các mức năng lượng obitan nguyên tử tăng dần theo thứ tự sau:
A. 1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p5d … B. 1s2s2p3s3p4s3d4p4d5s5p5d …
, p
4
, d
10
, f
10
.
Câu 21. Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn
30
A. sự phân bố electron trên các lớp và các phân lớp khác nhau.
B. chuyển động của các electron trong phân tử.
C. thứ tự giảm dần các mức và phân mức năng lượng của các electron.
D. thứ tự tăng dần các mức và phân mức năng lượng của các electron.
Câu 22. Cấu hình electron nào sau đây vi phạm nguyên lý Pauli ?
A. 1s
2
2s
2
2p
3
. B. 1s
3
2s
2
2p
3
. C. 1s
2
2s
2
2s
2
2p
x
2
2p
y
1
2p
z
1
.
Câu 24. Một nguyên tử có kí hiệu là
45
21
X
, cấu hình electron của nguyên tử X là:
A. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
1
4s
2
.
Câu 25. Nguyên tử có tổng số electron là 13 thì cấu hình electron lớp ngoài cùng là:
A. 3s
2
3p
2
. B. 3s
2
3p
1
. C. 2s
2
2p
1
. D. 3p
1
4s
(2) Lớp ngoài cùng bền vững khi chứa tối đa số electron.
(3) Lớp ngoài cùng là bền vững khi phân lớp s chứa tối đa số electron
(4) Có nguyên tử có lớp ngoài cùng bền vững với 2 electron.
Các phát biểu đúng là:
A. 1,4. B. 2,3 C. 2,4. D. 3,4.
Câu 32. Ion
523
24
Cr
+
có bao nhiêu electron?
A. 21. B. 24. C. 27. D. 52.
Câu 33. Nguyên tố mà nguyên tử của chúng có electron cuối cùng xếp vào phân lớp p gọi là
A. nguyên tố s. B. nguyên tố p. C. nguyên tố d. D. nguyên tố f.
31
Câu 34. Cation R
+
có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p
6
. Cấu hình electron của
nguyên tố R là cấu hình electron nào sau đây?
A. 1s
2
2s
2
2p
5
. B. 1s
2
, F < F
−
.
Câu 36. Nguyên tử X có phân lớp ngoài cùng trong cấu hình electron là 3d
3
. Điện tích hạt
nhân của nguyên tử X là
A. 19. B. 24. C. 29. D. 23.
Câu 37. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt electron trong các phân lớp p là 7. Số
hạt mang điện của một nguyên tử Y nhiều hơn số hạt mang điện của một nguyên tử X là 8
hạt. Các nguyên tố X và Y lần lượt là
A. Fe và Cl. B. Na và Cl. C. Al và Cl. D. Al và P.
Câu 38. Cho các nguyên tố có Z = 12 ; Z = 15 ; Z = 23 ; Z = 27. Có mấy nguyên tố mà
nguyên tử của chúng có 3 electron độc thân?
A. 2. B. 4. C. 1. D. 3.
Câu 39. Một nguyên tử X có tổng số electron ở các phân lớp p là 11. X là
A. nguyên tố f. B. nguyên tố p. C. nguyên tố s. D. nguyên tố d.
Câu 40. Cation X
3+
và anion Y
2-
đều có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p
6
. Ký
hiệu của nguyên tố X, Y lần lượt là
A. Mg và O. B. Mg và F. C. Al và O. D. Al và F.
Câu 41. Cho biết cấu hình electron của X là: 1s
2
2s
2
. Đó là nguyên tử của các
nguyên tố hóa học nào sau đây?
A. Cu, Cr, K. B. Cu, Mg, K. C. Cr, K, Ca. D. K, Ca, Cu.
Câu 45. Nhận định đúng về số lượng tử từ (m
l
) của một electron trong phân lớp 5f là:
A. một số nguyên nào đó từ 0 đến 5. B. một số nguyên nào đó từ -4 đến +4.
C. +1/2 hoặc -1/2. D. +1/2.
Câu 46. Phát biểu đúng về một electron có các số lượng tử n = 5 và m
l
= 3 là
A. electron này có thể ở trong obitan p. B. electron này có số lượng tử từ là -1/2.
32
C. electron này ở trong obitan f. D. electron này ở trong lớp vỏ thứ tư.
Câu 47. Trong các tổ hợp sau, tổ hợp sai là:
n l m
l
A.
2 1 0
B.
2 2 -1
C.
2 1 -1
D.
1 0 0
Câu 48. Một electron có số lượng tử n = 3 và l = 1 được tìm thấy trong phân lớp
A. 4d. B. 3d. C. 3p. D. 2f.
Câu 49. Đối với nguyên tử clo ở trạng thái cơ bản, số lượng e có số lượng tử n= 3 và l = 0 là:
A. 2. B. 4. C. 6. D. 8.
Điện tích của A là 2+ thì cấu hình trên là cấu hình của ion Ca
2+
.
- Nếu A là anion thì:
Điện tích của A là 1- thì cấu hình trên là cấu hình của ion Cl
-
.
Điện tích của A là 2- thì cấu hình trên là cấu hình của ion S
2-
.
Điện tích của A là 3- thì cấu hình trên là cấu hình của ion P
3-
.
Bài 2. Tổng số hạt trong ion R
+
là 57. Trong nguyên tử R, số hạt mang điện nhiều hơn số
hạt không mang điện là 18 hạt.
a) Tìm số hạt proton, nơtron và electron của R.
b) Viết cấu hình e của R, R
+
.
Hướng dẫn
Đặt số hạt proton, nơtron và electron của nguyên tử R lần lượt là p, n, e.
Theo giả thiết ta có:
- Tổng số hạt trong ion R
+
là 57 nên 2p + n – 1 = 57→ 2p + n = 58 (I)
- Trong nguyên tử R, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18 hạt
→ 2p – n = 18 (II).
3p
6
3d
1
4s
2
c) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
1
; 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
e) 5p
6
6s
1
Xác định tên nguyên tố, cho biết nguyên tố là kim loại, phi kim hay khí hiếm?
Hướng dẫn
a) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
, Z = 20 là Ca, là kim loại vì có 2 electron ở lớp ngoài cùng.
b) 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10
5s
2
5p
6
6s
1
, Z = 55 là nguyên tố Cs, là kim loại vì có 1e ở
lớp ngoài cùng.
Bài 5. Nguyên tố X, cation Y
2+
, anion Z
-
đều có cấu hình electron là: 1s
2
→ 2YO
Y + Cl
2
→ YCl
2
Y + 2HCl → YCl
2
+ H
2
Tính chất quan trọng của Z là tính oxi hóa: Z + 1e → Z
-
.
Ví dụ: Z
2
+ 2Na → 2NaZ
Bài 6.
1. Viết cấu hình electron của
26
Fe và của các ion Fe
2+
, Fe
3+
.
2. Hãy nêu tính chất hóa học chung của:
a) Hợp chất Fe (II).
b) Hợp chất Fe (III).
Mỗi trường hợp viết 2 PTHH minh hoạ.