Bài tập Hóa học 10
Chơng: Cấu tạo nguyên tử
Thành phần cấu tạo nguyên tử, kích thớc, khối lợng nguyên tử
A, Tóm tắt giáo khoa:
Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa điện, đại diện cho nguyên tố và không bị chia nhỏ trong phản ứng
hóa học.
I-Thành phần cấu tạo
Nguyên tử của mọi nguyên tố đều có 2 phần : Hạt nhân và vỏ nguyên tử
1-Hạt nhân.
Gồm hai loại hạt chính là p và n
Proton(p): mang điện dơng, có điện tích q = +1,602.10
-19
C, đợc quy ớc là 1+
Nơtron (n): không mang điện, hơi nặng hơn proton.
Vậy hạt nhân mang điện dơng.
2- Vỏ nguyên tử.
Tạo bởi các hạt mang điện âm, gọi là electron: e hay (điện tử), có điện tích
q = -1,602.10
-19
C đợc quy ớc là 1-
II- Kích thớc và khối lợng nguyên tử :
Kích thớc
Nguyên tử đợc xem nh một khối cầu, đờng kính độ 10
-10
m (1
0
A
)
Hạt nhân nguyên tử cũng xem nh một khối cầu, đờng kính nhỏ hơn 10.000 lần, khoảng 10
4
Vấn đề 1: Mối liên quan giữa khối lợng tơng đối và khối lợng tuyệt đối
Theo định nghĩa ta có:
Kltđ =6,023.10
23
KLTĐ hoặc M = 6,023.10
23
KLTĐ
Khác nhau:
KLtđ tính bằng gam hayđvC
M tính bằng g/mol
VD: Biết khối lợng tơng đối của nguyên tử nitơ bằng 14 đvC. Tính khối lợng tuyệt đối của nguyên tử N?
Bài tập áp dụng
1
Bài tập Hóa học 10
Bài 1: Cho 1 đvC = 1,6605.10
-27
kg.
Cho NTK của O = 16 đvC; Na = 23 đvC. Hãy tìm khối lợng tuyệt đối của phân tử oxi và nguyên tử Na.
Cho KLTĐ của 1 nguyên tử N= 23,24.10
-24
g; He = 6,64.10
-24
g. Hãy tìm KLPT của nitơ và KLPT của He.
Từ những kết quả đã tìm đợc ở câu a và b. Hãy tìm xem trong một khối lợng mol phân tử hoặc khối lợng
mol nguyên tử của các chất có chứa bao nhiêu phân tử (hoặc nguyên tử). Từ đó rút ra kết luận gì chung
cho các chất.
Hớng dẫn :
KLTĐ của Na =38,18.10
-24
g
m
Mg
= 40,358.100
-24
g ; m
S
=53,226.10
-24
g
Bài 3: Tính KLTĐ của K, Al, N, Cl. Biết rằng nguyên tử lợng của chúng lần lợt nh sau:
M
K
=39,102 u M
Al
=26,982u
M
N
=14,007 u M
Cl
=35,5 u
Bài 4: Cho biết 1u =1,6605.10
-27
kg, nguyên tử khối của Mg là 24,305. Khối lợng của một nguyên tử Mg
tính theo kg là bao nhiêu? ( ĐS: 40,358.10
-27
kg)
Bài 5 : Biết một nguyên tử sắt có 26 electron và khối lợng một mol nguyên tử sắt là 56 gam. Khối lợng
electron trong 280 gam sắt là bao nhiêu? (ĐS: 0,07129 g)
Bài 6: Nguyên tử heli có 2 proton, 2 nơtron và 2 electron. Tính tỉ lệ phần trăm khối lợng của các electron
2
n
m
M
=
Bài tập Hóa học 10
VD 2: ở đktc 5,6 ml khí metan chứa bao nhiêu phân tử metan?
1mol metan ở đktc chứa 6,023.10
23
phân tử. Vậy 5,6 ml metan chứa:
20
23
1,5.10
22400
105,6.6,023.
=
phân tử
VD 3: Trong 27 gam nớc có bao nhiêu mol nớc? Bao nhiêu nguyên tử hiđro?
Giải
Ta có m = M.n
1,5mol
18
27
M
m
n
===
Tính khối lợng riêng của kẽm (1
0
A
= 10
-8
cm). Trong thực tế, thể tích của kẽm không phải là khối đặc mà
có khoảng trống. Do đó thể tích thật sự của kẽm chỉ bằng 72,5% thể tích tinh thể. Vậy khối lợng riêng
đúng của kẽm là bao nhiêu?
Giải
Khối lợng 1 nguyên tử Zn:
g10,792.10
6,023.10
65
m
23
24
Zn
==
Thể tích 1 nguyên tử kẽm :
383
).10.3,14(1,38
3
4
.r
3
4
v
-13
cm)
Giải
Cho V
h.câu
=
38
)10.35,1.(14,3.
3
4
cm
3
= 10,3. 10
-24
cm
3
3
Bài tập Hóa học 10 Khối lợng 1 nguyên tử Zn =
23
10.02,6
65
=10,797. 10
-23
g
nên khối lợng riêng của kẽm tính theo khối đặc:
10.222,3
10.4933,33
10.797,10
==
D
g/cm
3
>>> D
nguyên tử kẽm
Bài 3: Nguyên tử Al có bán kính 1,43
0
A
và có khối lợng nguyên tử là 27 đvC. Tính khối lợng riêng của
nguyên tử Al. Trong thực tế thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử chỉ bằng74% của tinh thể, còn lại là các
khe trống. Định khối lợng riêng đúng của Al
Giải
Thể tích 1 nguyên tử Al: V =
)(10.224,1)10.43.1.(14,3.
3
4
32338
cm
=
m
nguyên tử Al
=
g
Giải
Khối lợng riêng trung bình
)14,19(g/cm
74
10,5.100
d
3
==
g17,19.10
6,023.10
107,8
m
23
23
Ag
==
Mặt khác:
0
3823
Ag
A1,766r.14,19)0.3,14.(r.1
3
4
17,9.10m
===
Bài 5: Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Fe ở 20
0
C. Biết ở nhiệt độ đó khối lợng riêng của sắt là
)(cm1,28.10
7.1004.3,14.7,8
.3.759,27.10
r
8
3
23
==
Bài 6: Tính bán kính gần đúng của nguyên tử Cu. Biết khối lợng riêng của đồng là 8,93g/ cm
3
. Mặt khác
thể tích thật chiếm bởi các nguyên tử đồng chỉ bằng 74 % thể tích tinh thể, phần còn lại là các khe trống
giữa các quả cầu. Cho KLNT của Cu = 63,5 đvC ĐS:
0
A1,28r
=
4
Bài tập Hóa học 10
Bài 7: Cho biết KLNT của Mg là 24,305 và khối lợng riêng của Mg kim loại là 1,74g/cm
3
. Giả thiết các
nguyên tử Mg là những hình cầu nội tiếp trong các hình lập phơng nh hình vẽ.
Tính bán kính gần đúng của Mg.
Giải
Thể tích mol nguyên tử của Mg.
3
-8
cm = 1,4
0
A
Hạt nhân nguyên tử- nguyên tố hóa học- Đồng vị
Tóm tắt lý thuyết
1.Điện tích hạt nhân
Trong hạt nhân có Z proton thì có Z+ điện tích. Đó là điện tích hạt nhân.
Nguyên tử trung hòa về điện nên:
Số điện tích hạt nhân Z = số proton p = số electron e
Số khối A: Bằng tổng số số hạt proton và số nơtron. Nghĩa là: A = Z + N
2. Nguyên tố hóa học
Định nghĩa: Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
Những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều có tính chất hóa học giống nhau
3. Số hiệu nguyên tử
Là số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố hóa học (số hiệu nguyên tử còn gọi là số thứ
tự hay bậc số nguyên tử).
5
Bài tập Hóa học 10
4. Kí hiệu nguyên tử
Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) và số khối (A) đợc coi là những đặc trng cơ bản của nguyên tử (X), đợc kí
hiệu nh sau:
X
A
Z
5. Đồng vị
Định nghĩa: là những nguyên tử của một nguyên tố, có cùng số proton nhng khác nhau về số nơtron, do đó
số khối A của chúng khác nhau.
Tính chất : Các nguyên tử đồng vị có cùng tính chất hóa học nhng khác nhau tính chất lý học.
35
17
Y
4
,
2
1
Y
5
. Hạt nhân của nguyên tử nào có số nơtron
gấp hai lần số proton? ĐS: Y
3
Bài 2: Trong dãy kí hiệu các nguyên tử :
13
6
X
1
;
20
10
X
2
;
40
18
X
3
;
56
1
và
12
6
X
6
;
20
10
X
2
và
22
10
X
7
Bài 3 : Một nguyên tử của nguyên tố R có tổng số hạt các loại bằng 115. Số hạt mang điện nhiều hơn số
hạt không mang điện là 25 hạt. Số hạt nơtron có trong nguyên tử R là bao nhiêu? ĐS: 45
Bài 4 : a/ Khi cho 10,12 g natri kim loại tác dụng hoàn toàn với một phi kim B thì thu đợc 45,32g muối
natri. Xác định nguyên tố B (ĐS: Brôm)
b/ Giả sử nguyên tố X (hoá trị II) chỉ có một đồng vị với tổng số p, n
x
, e bằng 60. Trong đó số n bằng số
p. Hãy xác định số khối của đồng vị (p =20)
c/ Số hiệu của nguyên tố R là 35. Tổng số p, n, e của hai đồng vị của R tơng ứng bằng 114 và 116. Xác
định số khối của mỗi đơn vị và tính NTK của R. Biết rằng R chỉ gồm 2 đồng vị trên và % nh nhau.
(A
x
= 79, A
với hiệu suất 95%. Xác định khối lợng m và nguyên tử khối của kim loại X. A. 6,9894 g. B. 63,54
Bài 7. (1) Một nguyên tử R có tổng số hạt các loại bằng 115. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không
mang điện là 25 hạt. Tìm số proton số khối và tên của R.
(2) Khi cho 10,12g natri kim loại tác dụng hoàn toàn với một phi kim B thì thu đợc 45,32g muối natri.
a, Tìm số KLNT của B và tên của B.
b, Biết B có 2 đồng vị là
B
1
A
và
B
2
A
trong đó
A
1
B chiếm 50% về số lợng nguyên tử và số khối A
1
lớn
hơn số khối A
2
là 2 đơn vị. Tìm A
1
, A
2
?
H ớng dẫn
1. a, p + n + e =115
2p + n = 115 p = 35
A
1
A
1
= 2 A
2
= 79.
Bài 8: Hợp chất MX
3
có tổng số proton, nơtron, electron là 196, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số
hạt không mang điện là 60. Nguyên tử khối của X lớn hơn so với M là 8. Tổng 3 loại hạt trong nguyên tử
X nhiều hơn trong M là 12. Xác định M và X, ghi kí hiệu nguyên tử của hai nguyên tố M và X. Viết công
thức hóa học của MX
3
.
Giải:
Gọi số hiệu nguyên tử và số nơtron của M và X lần lợt là Z
M
, N
M
, Z
X
, N
X
, (Z
M
= P
M
= E
M
NZNZ
Giải hệ phơng trình: trên ta có kết quả
==
==
14,13
18,17
MM
XX
NN
NZ
7
x 1 2 3
B 80 160 240
Bài tập Hóa học 10
Ta có X là Cl, M là Al.
Số khối: A
X
= 17 + 18 = 35, A
M
= 13 + 14 = 27
Kí hiệu nguyên tử:
AlCl
27
13
35
17
y
) (2) hay P
x
+ 2P
y
= N
x
+2N
y
Thay (2) vào (1) ---> 3N
x
+ 6N
y
= 114 => N
x
+ 2N
y
= 38 hay P
x
+ 2P
y
= 38 (4)
Mặt khác : P
x
= 0,375P
y
(5) Từ (4) và (5) => P
x
= 6
2211
++
=
x
1
, x
2
,... là % số đồng vị 1, 2, ...
A
1
, A
2
,...là NTK tơng ứng 1, 2, ...
Nếu chỉ có 2 đồng vị : x là % đồng vị 1 thì (1- x) là % đồng vị 2:
=
A
A
1
x + A
2
(1-x)
8
Bài tập Hóa học 10
Bài tập áp dụng
Bài 1 : Trong tự nhiên, silic có ba đồng vị
28
Si (92,3%) ;
29
Si (4,7%) ;
H ớng dẫn
a, Gọi % số nguyên tử
10
B là X% ; % số nguyên tử
11
B là (100 x)%. Ta có phơng trình:
81,10
100
)100(11
100
10
=
+
XX
%19%
10
==
B
nX
=>
%81%
11
=
B
n
b,
81,6116.381,10.11.3
O (0,039%),
18
8
O (0,204%).
a/ Tính nguyên tử khối trung bình của oxi
b/ Tính số nguyên tử
16
8
O,
18
8
O khi có một nguyên tử
17
8
O trong hỗn hợp. A. 2558 ; 5
Bài 7 : Nguyên tố Magie có 3 đồng vị với tỉ lệ phần trăm nh sau :
24
Mg
25
Mg
26
Mg
78,6% 10,1% 11,3%
Tính nguyên tử khối trung bình của Mg? Nếu có 7,296 gam Mg thì có bao nhiêu nguyên tử đồng vị
24
Mg?
Bài 8: Đồng trong tự nhiên gồm hai đồng vị
Cu
63
29
O.
Giải:
a) Ta có
54,63
100
27.6573.63
=
+
=
Cu
A
b) Khối lợng mol phân tử của CuSO
4
.5H
2
O = 249,671 (g)
Ta có % khối lợng Cu trong CuSO
4
.5H
2
O =
%45,25%100
671,249
54,63
=
9
Bài tập Hóa học 10
% khối lợng của
Cu
%khối lợng
của
Cu
63
29
trong CuSO
4
.5H
2
O =
%42,18%100
671,249
99,45
=
Bài 9 (SBT): Nguyên tố R có ba đồng vị X chiếm 92,3%, Y chiếm 4,7% và Z chiếm 3%. Tổng số khối
của ba đồng vị bằng 87. Số nơ tron trong Y nhiều hơn X một hạt. Nguyên tử khối trung bình của R =
28,107. Xác định số khối của R
1
, R
2
, R
3
ĐS: 28, 29, 30
Bài 10: Nguyên tố X có 3 đồng vị X
1
, X
2
, X
3
1
bằng 0,37 lần số nguyên tử đồng vị R
2
. Tính số khối của
Bài 12. Trong tự nhiên, nguyên tố clo có 2 đồng vị là
35
Cl và
37
Cl có % nguyên tử tơng ứng là 75% và
25%; nguyên tố Cu có 2 đồng vị trong đó
63
Cu chiếm 73% số nguyên tử. Cu và Cl tạo đợc hợp chất CuCl
2
trong đó % khối lợng Cu chiếm 47,228%. Tìm đồng vị thứ 2 của Cu.
H ớng dẫn
Ta có:
.5,3537.
100
25
35.
100
75
=+=
CL
A
Trong CuCl
2
% khối lợng Cu =
%228,47%100.
71
Giải
Đặt công thức muối sunfat R
x
(SO
4
)
y
và muối clorua là RCl
2Y/X
.
Ta có:
%28%100.
96
=
+
yRx
Rx
Giải phơng trình ta đợc R = 18,67.
x
y2
.
Khi
3
2
=
x
y
, R = 56(Fe). Hai muối là Fe
2
(SO
1
1
H ,
2
1
H ,
3
1
H và
35
17
Cl ,
37
17
Cl. Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl
khác nhau tạo nên từ các đồng vị của hai nguyên tố đó ? ĐS: 6
Bài 16: Trong thiên nhiên oxi có 3 đồng vị bền
16
8
O ;
17
8
O ;
18
8
O còn cacbon có 2 đồng vị bền là
12
6
C
và
H
2
1
trong đó.
H ớng dẫn
Gọi x là % số nguyên tử
H
2
1
, (1-x) là % số nguyên tử của
H
1
1
%8.0%008.0008.1)1(12
2
1
===+
Hxxx
Ta có:
molnmolngm
HOHOH
9
1
2.
18
1
18
1
11.1
82207
=
==
Z
N
P
N
là cao
nhất và tỉ số thấp nhất
==
Z
N
p
n
1 (của C, O, ..., trừ
1
1
H)
Vậy những nguyên tố có Z
82 thì tỉ số
Z
N
trong khoảng 1
Z
N
1,524
nguyên tử của các nguyên tố X, Y, Z (ĐS:
11
5
B ;
39
19
K ;
56
26
Fe)
Bài 2: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử bền của các nguyên tố X, Y, Z lần lợt là 21,
34, 58. Biết Z là kim loại. Xác định X, Y, Z và tính nguyên tử khối gần đúng của mỗi nguyên tử X, Y, Z.
H ớng dẫn
Với S = 21
3
21
5,3
21
Z
6 Z 7
Z 6 7
N 9 7
A 15 14
kết luận loại phù hợp
(Z = 6
C
15
6
, đây là đồng vị không bền nên loại).
x
= 20 A
x
= 37
b/ A
x
= Z + N
x
A
y
= Z + N
y
=> A
x
A
y
= N
x
N
y
= 2 hay 37 A
y
= 2 => A
y
= 35
* Mặt khác : Zn + 2R ---> ZnR
2
65 65 + 2R
1,43 2,992
=> 65+2R =
7p + n
z
+n
y
= 129 (1)
n
x
-
n
y
= 1 (2)
Từ (1) và (2)
7p + 2n
x
= 130
pp
n
p
p
x
130
2
2
2
p =14 ; n
x
= 16 và A
x
= 30
A
z
= p + n
z
=28
A
y
= p + n
y
= 14 + 15 = 29
Đặt x, y, z là số nguyên tử của 3 đồng vị X, Y, Z ta có:
z : y = 2769 : 141
z =
47
923y
y : z = 611: 390
x =
47
30y
zyx
AzAyAx
M
m =
)(375,3513
10.02,6
107,28.10.875,752
23
23
g
=
Bài 5: X là một kim loại hóa trị II. Hòa tan hoàn toàn 6,082 g X vào HCl d thu đợc 5,6 lit H
2
(đktc)
1/ Tìm nguyên tử khối và tên nguyên tố X.
2/ X có 3 đồng vị. Biết tổng số khối của 3 đồng vị là 75. Số khối của đồng vị thứ nhì bằng trung bình cộng
số khối của 2 đồng vị kia. Đồng vị thứ nhất có số proton bằng số nơtron. Đồng vị thứ ba chiếm 11,4 % số
nguyên tử và có số nơtron nhiều hơn đồng vị thứ hai là 1 đơn vị.
a/ Tìm số khối và số nơtron của mỗi đồng vị.
b/ Tìm phần trăm về số nguyên tử của hai đồng vị còn lại.
H ớng dẫn
X + 2 HCl
XCl
2
+ H
2
X 22,4l
6,082g 5,6l
Ta có:
328,24
4,22
6,5082,6
3
=75 3p + n
1
+ n
2
+ n
3
= 75 (1)
A
2
=
2
31
AA
+
n
2
=
2
31
nn
+
(2)
p = n
1
p = n
1
(3)
1
+ n
3
2n
2
= 0 Hay 4n
1
+ 4n
3
8n
2
= 0 (2)
Lấy (1) (2) 9n
2
- 3n
3
= 75 (**) n
3
- n
2
= 1 (4)
Kết hợp (**) và (4)
n
2
=13 A
2
=25 ; n
3
=14 A
xx
M
x
1
= 78,6% (
24
Mg) ; x
2
= 10% (
25
Mg)
c/ Khi có 50 nguyên tử
25
Mg thì có : 78,6 . 50/10 = 393 nguyên tử
24
Mg
Bài 6. Trong hợp chất
ba
RM
, R chiếm 6,67% về khối lợng. Biết a + b = 4. Trong nguyên tử R, số nơtron
bằng số proton, còn trong nguyên tử M số nơtron nhiều hơn số proton là 4 hạt. Trong
ba
RM
, tổng số
proton là 84 hạt. Xác định các nguyên tố M, R và hợp chất
ba
RM
. Giải thích sự tạo thành
NZb
NZa
bM
aM
(1)
Mặt khác:
a + b = 4 (2)
N
M
= Z
M
+ 4 (3)
Z
R
= N
R
(4)
aZ
M
+ bZ
R
= 84 (5)
Thay (3), (4), vào (1) ta có
14
2.
)42(
=
+
R
M
b = 1, 2, 3
Ta có bảng
b 1 2 3
Z
R
6 2,93 1,91
Nghiệm phù hợp:
=
=
6
1
R
Z
b
Thay b, Z
R
vào (2) và (5) ta tìm đợc a = 3, Z
M
= 26(Fe). Vậy M là Fe, R là C.
Công thức hợp chất Fe
3
C (xementit) Fe
3
C tạo ra khi luyện gang do hai phản ứng
3FeO + 4C
25,53
(p + e)
p = z = 16 n
x
= 17
2. A
x
= p + n
x
= 16 + 17 = 33; A
y
= p + n
y
= 16 + 17 + 3 = 36; A
z
=
T2Ty
A36A2)AA(
2
1
+=+
Mặt khác. A
x
+ A
y
+ A
z
+A
T
34a + 32b = 3183,66 (1) và a + b = 100 (0,74 + 0,02) Hay a + b = 99,24 (2)
Từ (1)(2)
a = 3,99% b = 95,25%.
Bài 8 . Một nguyên tố Y có 4 loại đồng vị có các đặc điểm sau.
- Tổng số khối 4 đồng vị bằng 825
- Tổng số nơtron của đồng vị 3 và 4 lớn hơn số nơtron đồng vị 1 là 121 hạt .
- Hiệu số khối đồng vị 2 và 4 nhỏ hơn hiệu số khối đồng vị 1 và 3 là 5.
- Tổng số phan tử (n, b, e) của đồng vị 1 và 4 lớn hơn tổng số số hạt không mang điện của đồng vị 2 và 3 là 333.
- Số khối của đồng vị 4 bằng 33,5% tổng số số khối của 3 đồng vị kia
a, Xác định số khối của 4 đồng vị và điện tích hạt nhân của nguyên tố Y.
b, Các đồng vị 1, 2, 3, 4 lần lợt chiếm 50,9%, 23,3%, 0,9%, 24,9% tổng số nguyên tử . Tính
M
.
H ớng dẫn
a, A
1
+ A
2
+ A
3
+ A
4
= 825 (1)
n
3
+ n
4
n
(A
2
+ A
3
) = 5 (3)
p + e + n
1
+ p + e + n
4
(n
2
+ n
3
) = 333 hay (A
1
+A
4
) (A
2
+ A
3
) + 4p =333 (4)
A
4
=
)AAA(
100
5,33
321
4
và (3
) vào (4) 207 202 + 4p =333 => p = 2 = 82
Thay A
1
, A
4
và p vào (2) A
3
= 204 ; A
1
, A
3
vào (1
) A
2
= 206.
b,
100
9,24.20079,0.2043,239,50.208
M
+++
=
=>
249,207M
=
Bài 9: Cho hợp chất XY
2
Trong nguyên tử các electron đợc sắp xếp thành lớp từ gần hạt nhân ra ngoài (Tùy theo mức năng lợng
cao thấp mà các electron đợc phân bố theo từng lớp) các e trên cùng một lớp có mức năng lợng gần bằng
nhau
-Electron ở gần hạt nhân nhất thì bị nhân hút mạnh nhất, nghĩa là chúng ở mức năng lợng thấp nhất.
-Ngợc lại, electron ở xa nhân nhất, thì bị hút yếu nhất, có mức năng lợng cao nhất
- Có tất cả 7 lớp đợc sắp xếp theo thứ tự từ trong ra ngoài 1,2..,7 hay K, L, ...Q
* Số AO trong mỗi lớp n
2
* Số e tối đa trong mỗi lớp đợc xác định bởi công thức 2n
2
với 1
4
n
(n là số thứ tự lớp)
Các lớp 5, 6, 7 cũng tối đa 32e vì số nguyên tố tìm thấy hiện nay cha đủ
III. Phân lớp electron (phân mức năng lợng)
-Mỗi lớp e tạo thành bởi một hoặc nhiều phân lớp
-Lớp thứ n có n phân lớp. Ta chỉ xét đến
4
n
, nên có 4 phân lớp, gọi tên theo tứ tự là s, p, d, f
16
Bài tập Hóa học 10
-Eletrron ở phân lớp nào thì gọi tên theo phân lớp đó
* Số e tối đa trong một phân lớp :
Phân lớp s tối đa 2e, kí hiệu s
2
Cr Thay vì 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
4
4s
2
(không bền) thì 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
1
(khá bền)
VI. Đặc điểm lớp e lớp ngoài cùng .
Các e lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của các nguyên tố.
- Số e ngoài cùng tối đa là 8e, các nguyên tử có 8e ngoài cùng đều rất bền vững, chúng hầu nh không tham
gia phản ứng hóa học. Đó là các nguyên tử khí hiếm (trừ He có 2e ngoài cùng)
- Các nguyên tử có 2e ngoài cùng là kim loại (trừ H, He, và B)
- Các nguyên tử có 5, 6,7e thờng là nguyên tử phi kim
- Các nguyên tử có 4 e ngoài cùng có thể là kim loại hay phi kim
Chú ý:
1. Tính bền của lớp và phân lớp.
- Lớp bền khi chứa số e tối đa (gọi là bão hoà) - Lớp ngoài cùng bền khi chứa 8e (hoặc 2e ở He)
- Phân lớp bền khi bão hòa hoặc bán bão hoà.
TD: s
2
hoặc s
1
p
6
hoặc p
3
d
10
hoặc d
5
f
14
hoặc f
7
2. Dùng quy tắc Kletkowski để viết mức năng lợng và viết cấu hình e: Khi điện tích hạt nhân tăng có sự
chèn mức năng lợng, mức 4s trở nên thấp hơn 3d, 5s thấp hơn 4d, 6s thấp hơn 4f, 5d...
Bài tập
tối đa .
H ớng dẫn
Viết cấu hình e nguyên tử của 40 nguyên tố này ta thấy chỉ có Ne (Z=10) (khí hiếm) là thoã mãn điều
kiện đề bài: 1s
2
2s
2
2p
6
hay 2/8. Nguyên tử các nguyên tố khí hiếm còn lại chỉ đạt một trong hai yêu cầu đề
bài đó là He (z = 2) có một lớp tối đa 2e
Ar (z =18) có 3 lớp 2/8/8 lớp ngoài cùng bằng 8 nhng không tối đa (vì tối đa 18e)
Kr (z = 31) 4 lớp 2/8/8/8 lớp ngoài cùng bằng 8 nhng không phải tối đa (32e)
Bài 6. a/ Cho biết phân mức năng lợng ngoài cùng của các nguyên tử nh sau:
a. 3s
2
; b, 4p
6
; c, 3d
5
; d, 5p
5
; e, s
2
; g, 4f
2
; h, 5d
2
- Nguyên tố nào là kim loại phi kim? khí hiếm?
Viết cấu hình đầy đủ của từng nguyên tử suy ra số hiệu nguyên tử của nguyên tố tơng ứng.
P
P = 53
n = 74. Vậy X có số khối A = 53 + 74 = 127 Nguyên tố X là iot. (I)
b, Nguyên tử X có 53 electron nên có cấu hình electron : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
2
4p
6
4d
10
5s
2
5p
5
.
Lớp electron ngoài cùng có 7e, tính oxi hóa X + 1e = X
-
.
6
là cấu hình electron của khí hiếm (loại).
18
Bài tập Hóa học 10
P
M
= 11, M có cấu hình electron: 1s
2
2s
2
2
6
3s
1
(là kim loại).
Tơng tự ta có: nguyên tử X có P
X
= 15 ; 16 hoặc 17, tơng ứng với cấu hình electron:
p
X
= 15: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
tạo ra từ nguyên tử M và X tơng
ứng. Vì M chỉ tạo đợc ion M
n+
duy nhất là M
+
.
Vậy X phải ứng với khả năng tạo ra ion X
-
. Do đó cấu hình electron thích hợp của X là 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
với
P
X
= 17. Vậy: M (Z = 11) 1s
2
2s
2
p
6
3s
1
X (Z = 17) 1s
3p
x
(là số e của 3p)
Của B là 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
(vì B có 2e ngoài cùng (4s
2
) do đó phân lớp 3p phải đủ 6e.
Phân lớp 3p của A và B cách nhau 1e, do đó: 6-x = 1
x = 5
Vậy A: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
y
= 2 (2) Từ (1) (2)
A
x
= 37; A
y
= 35.
Mặt khác tỉ lệ số nguyên tử của 2 đồng vị X, Y.
x3y
3
1
25,98
75,32
y
x
===
5,35
x3x
x3.35x.37
M
=
+
+
=
.
Bài 11. nguyên tử của một nguyên tố A có cấu hình e ngoài cùng là 5p
5
z = 53 = p
Mặt khác:
.7453.3962,1n3962,1
p
n
===
Số khối A = 53 + 74 = 127.
mol/g127M
A
=
* Số nơtron của nguyên tử thuộc nguyên tố B. n
=
.20
7,3
74
7,3
==
n
PTp: A + B = AB
M
M
+ 127
4,29 18,26
.39M
26,18
127M
6
4s
1
(48/8/1)
b, A là phi kim ; B là kim loại
19
Bài tập Hóa học 10
Bài 12. Nguyên tố A không phải là khí hiếm, nguyên tử của nó phân lớp ngoài cùng là 3p. Nguyên tử của
nguyên tố B có phân lớp ngoài cùng là 4s
a, Trong hai nguyên tố A, B. Nguyên tố nào là kim loại, nguyên tố nào phi kim
b, Xác định cấu hình e của A, B và tên A. Cho biết tổng số e có trong phân lớp ngoài cùng của A và B bằng 7.
H ớng dẫn
Gọi a, b là số e trong phân lớp ngoài cùng của nguyên tử của nguyên tố A, B
a, Cấu hình e của nguyên tử nguyên tố
* A: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
a
Nếu a = 1
A có 3e ngoài cùng: A là kim loại
Nếu a = 2, 3, 4, 5
3s
2
3p
6
: (A
2
)
B: 1s
2
2s
2
3p
6
3s
2
3p
6
4s
1
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
2s
2
3p
6
3s
2
3p
6
4s
2
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
1
4s
2
1s
2
2s
2
2p
2
3p
6
3d
4
4s
2
3d
5
4s
1
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
2
1s
2
2s
6
3s
2
3p
6
3d
8
4s
2
1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
9
4s
2
1s
2
2s
2
2p
6
3s
3
S
Z
524,3
S
Z524,3SZ3
Thay
.33,17Z75,1452S
=
Vậy X thuộc chu kỳ III, các nguyên tố thuộc chu kỳ 3 có
Z
N
1,22 Vậy
.33,17Z75,14
Z nguyên nên chọn Z = 17. Tơng tự đối với nguyên tử M ta có.
3
S
Z
524,3
S
'
Theo đầu bài Z
2
3p
5
thuộc nhóm VIIA.
26
M: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
3d
6
4s
2
STT: 26 (Z
= 26) Chu kỳ 4
4 lớp e
Lớp ngoài 3a
6
4s
2
16p8px7
8
7
33,53
67,46
p2.x
4p2
'
'
===
+
(1) p
x + p = 58 (2)
p
x = 32
x = 2 và p
= 16 (x là phi kim ở chu kỳ 3); p = 26 X là S ; M là Fe; A là FeS
2
.
Câu 1ĐHQG 2002: Nguyên tử của nguyên tố A có tổng electron trong các phân lớp p là 7. Nguyên tử
của nguyên tố B có tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt mang điện của A là 8.
= 8
17
2
826
Z
B
=
+
=
B là phi kim clo (Cl)
2. Hợp chất X: AlCl
3
.
Dung dịch AlCl
3
cho môi trờng axit vì dd nó thủy phân cho proton.
AlCl
3
+ 3AgNO
3
= 3AgCl
+ Al(NO
3
)
3
Gọi a là số mol AlCl
3
. nH
2
hạt nhân tăng dần
Có tất cả 7 chu kì: các chu kì 1, 2, 3 là các chu kì nhỏ. Các chu kì 4, 5, 6 ,7 là các chu kì lớn
3. Nhóm nguyên tố : là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình e tơng tự nhau, do đó có tính
chất hóa học gần giống nhau và đợc xếp thành một cột
Nguyên tử các nguyên tố trong cùng nhóm có số e hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự nhóm (trừ một
số ngoại lệ)
- Có 8 nhóm A (IA-->VIIIA): gồm các nguyên tố s và nguyên tố p
Nguyên tố s : Nguyên tố s là những nguyên tố mà có e cuối cùng đợc điền vào phân lớp s
Gồm các nguyên tố nhóm IA và nhóm II A
Nguyên tố p : Nguyên tố p là những nguyên tố mà có e cuối cùng đợc điền vào phân lớp p
Gồm các nguyên tố nhóm IIIA ---> VIII A (trừ He)
- Có 8 nhóm B (IB --> VIIIB): gồm các nguyên tố d và nguyên tố f
Nguyên tố d :Nguyên tố d là những nguyên tố mà có e cuối cùng đợc điền vào phân lớp d
Gồm các nguyên tố nhóm B
Nguyên tố f : Nguyên tố s là những nguyên tố mà có e cuối cùng đợc điền vào phân lớp s
Gồm các nguyên tố xếp hai hàng cuối bảng
Nhóm IA : nhóm kim loại kiềm ; Nhóm VIIA : nhóm halogen ; Nhóm VIIIA : nhóm khí hiếm
III. Nhận xét về sự biến đổi cấu trúc
1.Cấu hình e của các nguyên tử các nguyên tố nhóm A :
có dạng [Khí hiếm] ns
a
hoặc [Khí hiếm] ns
a
np
b
Sự biến đổi tuần hoàn về cấu hình e lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng
dần chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn về tính chất của các nguyên tố
2. Cấu hình e của các nguyên tử các nguyên tố nhóm B:
(một số dễ bay hơi thành chất khí). Hóa trị các nguyên tố kim loại trong hiđrua tăng dần từ nhóm I đến
nhóm III. Công thức tổng quát RH
x
.
Vấn đề 2: Nhóm
Nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm A có số e lớp ngoài cùng bằng số thứ tự nhóm
ở dạng hợp chất :
- Nguyên tử của các nguyên tố kim loại trong nhóm IA, IIA, IIIA khi kết hợp với phi kim, hiđro, có hóa
trị 1, 2, 3
- Nguyên tử của các nguyên tố phi kim trong nhóm VA, VIA, VIIA khi kết hợp với kim loại, hiđro, có
hóa trị 3, 2, 1
- Nguyên tử của nguyên tố nhóm IVA gồm kim loại, phi kim đều có hóa trị IV
23
Bài tập Hóa học 10
bài tập
I. Công thức oxit bậc cao nhất và hợp chất với hiđro.
Nhóm I II III IV V VI VII.
CT oxit cao nhất R
2
O RO R
2
O
3
RO
2
R
2
O
5
16.72
16.7
%
=
+
R
m
oxi
R = 55 là mangan (Mn) Oxit: Mn
2
O
7
.
Bài 3: Nguyên tố M tạo đợc oxit M
2
O
7
. Trong nguyên tử M có 80 hạt các loại. Tìm nguyên tố M, và tính
% khối lợng của M trong oxit trên (ĐS: M (Z = 25) là mangan Mn= 55; % Mn = 49, 55%).
Bài 4: Nguyên tố R thuộc phân nhóm chính, trong oxit cao nhất R chiếm 40% khối lợng
a/ Tìm công thức oxit đó. (ĐS: SO
3
oxit axit)
b/ Oxit đó thuộc loại oxit axit hay oxit bazơ. Viết PTP minh họa tính chất hoá học của oxit
Bài 5: Nguyên tố R tạo đợc oxit cao nhất RO
3
, trong hợp chất với khí hiđro, R chiếm 94,12% khối lợng
a/ Hiđroxit cao nhất của R có tính axit hay bazơ
b/ Tìm NTK của R (ĐS : R= 32) RH
x
Bài tập Hóa học 10
H ớng dẫn
Nguyên tố R ở PNC nhóm V. Nên hợp chất khí với hiđro có dạng RH
3
.
Theo đề bài
31R
100
176,91
3R
R
m
m
3
RH
R
==
+
=
u là nguyên tử lợng của p.
Bài 8. A, B là 2 nguyên tố cùng thuộc một nhóm . A có 6 electron ở lớp ngoài cùng. Hợp chất của A với
hiđro có % khối lợng hiđro bàng 5,88%. Số khối của A lớn hơn số khối của B.
a, Xác định A, B và hợp chất của A với hiđro.
b, B tạo với halogen X một hợp chất BX
2
trong đó X chiếm 81,61% khối lợng. Tìm X?
H ớng dẫn
a, Nguyên tử A có 6 electron ở lớp ngoài cùng, vậy A thuộc phân nhóm chính nhóm VI. A là phi kim, có
hóa trị dơng cao nhất với hiđro bằng 2. Vậy hộ chất của A với hiđro là H
2
.
Vậy X = 35,5. X là clo. Hợp chất là OCl
2
hay Cl
2
O.
Bài 9. Nguyên tố R có nguyên tố cao nhất là R
2
O
5
. Trong hợp chất khí với hiđro có 82,35% khối lợng của R.
a, Hãy xác định nguyên tử của R.
b, Nếu không dùng bảng tuần hoàn, có thể xác định đợc vị trí của R trong HTTH không.
H ớng dẫn
Oxit bậc cao nhất R
2
O
5
do dó R ở nhóm V. Nên hợp chất khí với H có cộng thức RH
3
. Theo dề bài ta có:
14R
100
35,82
3R
R
m
m
3
Và Z
M
< 14; Z = 14 ứng
với cấu hình electron 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
2
. Vậy M là kim loại, X là phi kim.
M có thể là M(Z = 11) với cấu hình electron 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1
.
Và tơng ứng là: X có Z
X
= 17 với cấu hình electron 1s
2
2s
2