TRUNG TÂM HỌC LIỆU HÓA HỌC TRỰC TUYẾN
CHỌN LỌC-ĐẦY ĐỦ-CHẤT LƯỢNG
─
“Học Hóa bằng sự đam mê”
Thầy LƯU HUỲNH VẠN LONG
(Giảng viên Trường ĐH Thủ Dầu Một – Bình Dương)
TUYỂN CHỌN VÀ GIỚI THIỆU
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐẠT GIẢI CÁC CẤP MÔN
HÓA HỌC 10
KHÔNG tức giận vì muốn biết thì KHÔNG gợi mở cho
KHÔNG bực vì KHÔNG hiểu rõ được thì KHÔNG bày vẽ cho
Khổng Tử
BM 01-Bia SKKN
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI
TRƯỜNG THPT NGÔ QUYỀN.
Mã số: ................................
(Do HĐKH Sở GD&ĐT ghi)
HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ BÀI
TẬP VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG
CHƯƠNG TRÌNH THPT
5. Điện thoại:
(CQ)/ 061. 3940675 (NR); ĐTDĐ:0919 709 713
6. Fax:
E-mail:
7. Chức vụ: Giáo viên
8. Đơn vị công tác: Trường THPT Ngô Quyền
II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO
- Học vị (hoặc trình độ chuyên môn, nghiệp vụ) cao nhất:Thạc sĩ
- Năm nhận bằng: 2009
- Chuyên ngành đào tạo: Hóa Hữu Cơ
III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC
- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm:giảng dạy môn hoá
Số năm có kinh nghiệm:4 năm
- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:
1.Hướng dẫn học viên ôn tập phần hóa hữu cơ đề thi tốt nghiệp năm 2010-2011
3
BM03-TMSKKN
Tên SKKN : HỆ THỐNG LÝ THUYẾT VÀ BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO
NGUYÊN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG CHƯƠNG
TRÌNH THPT
LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
1.1 Thành phần nguyên tử.
1.2 Lớp và phân lớp
1.3 Obitan nguyên tử
1.3.1. Khái niệm
1.3.2. Hình dạng các obitan
1.4. Ký hiệu nguyên tử
1.5. Cấu hình electron
1.5.1. Khái niệm
1.5.2. Những cơ sở để viết cấu hình electron
1.5.2.1. Nguyên lý vững bền hay nguyên lý năng lượng cực tiểu
1.5.2.2. Quy tắc Klechkovxki
1.5.2.3. Nguyên lí Pauli
1.5.2.4. Qui tắc Hund
1.6. Bộ bốn số lượng tử
1.6.1. Số lượng tử chính
1.6.2. Số lượng tử xung lượng
1.6.3. Số lượng tử từ
1.6.4. Số lượng tử spin
1.6.5. Các qui luật chi phối sự kết hợp các số lượng tử từ.
1.7 Bài tập
Phần 2. Tổng năng lượng nguyên tử
2.1. Tổng năng lượng các electron trong nguyên tử
2.2. Năng lượng ion hóa
2.3. Bài tập
Phần 3. Cấu trúc phân tử
3.1. Liên kết hóa học
5
3.1.1. Liên kết ion
lớp vỏ nguyên tử.
Hạt nhân gồm các hạt proton và nơtron. Như vậy nguyên tử được cấu tạo bởi các
hạt cơ bản là: electron và nơtron.
- Đặc điểm về điện tích và khối lượng của hạt proton, electron, nơtron: Hạt nơtron
không mang điện tích, hạt electron mang điện tích âm (-1), hạt proton mang điện
tíchdương (+1).K h ố i l ư ợ n g c ủa hạ t p ro t o n v à n ơ t ro n xấ p x ỉ n h a u v à
g ầ n b ằ n g 1 u (đ v C ), k h ố i l ượ n g c ủ a h ạ t electron không đáng kể so với hạt
p, n. Như vậy, khối lượng của nguyên tử tập trung phần lớn ở hạt nhân nguyên tử,
khối lượng của các hạt electron không đáng kể (hạt nhân là hạt có khối lượngriêng
rất lớn).
1.2 Lớp và phân lớp
Tong nguyên tử, các electron được sắp xếp thành từng lớp. Các electron trên cùng
một lớp có năng lượng gần bằng nhau. Những electron ở lớp bên trong liên kết với
hạt nhận bền chặt hơn ở lớp bên ngoài. Do đó năng lượng của electron ở
lớp trong thấp hơn ở lớp ngoài. Vì vậy năng lượng của electron chủ yếu
phụ thuộc vào số thứ tự của lớp.
- Thứ tự các lớp electron đượcghi bằng số nguyên tử n = 1, 2, 3, …. 7 ứng với
tên lớp K, L, M, … Q.
- Mỗi lớp electron phân chia thành các lớp, được ký hiệu bằng các chữ cái viết
thường: s, p, d, f. Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng
nhau. Số phân lớp trên mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó (lớp thứ n có n phân
lớp). Tuy nhiên, trên tựhc tế với hơn 110 nguyêntố chỉ có electron điền vào 4
phân lớp là s, p, d, f. Các electron thuộc phân lớp s được gọi là electron s,
phân lớp p được gọi là electron p,…
1.3 Obitan nguyên tử
7
1.3.1. Khái niệm: Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân
mà tại đó xác suất có mặt electron khỏng 90%.
8
Sự sắp xếp các electron vào nguyên tử là một trong những vấn đề quan trọng khi
xét nguyên tử có nhiều electron. Kết quả của sự sắp xếp đó được biểu diễn một
cách khái quát bằng cấu hình electron và cơ sở để viết cấu hình electron của
nguyên tử nhiều electron
1.5.2. Những cơ sở để viết cấu hình electron
1.5.2.1. Nguyên lý vững bền hay nguyên lý năng lượng cực tiểu
Trạng thái hệ lượng tửcó năng lượng thấp nhất hay cực tiểu là trạng thái cơ bản,
đó cũng là trạng thái bền vững nhất của hệ. Nguyên lý trên thểhiện một quy luật
của thế giới tự nhiên là luôn luôn có xu hướng đạt tới sự bền vững nhất. Sự sắp xếp
các electron vào các AO trong nguyên tửcũng không nằm ngoài qui luật này. Theo
ñó, trong nguyên tử, electron chiếm mức năng lượng thấp trước, tiếp ñến các mức
năng lượng cao hơn. Trạng thái hệ có năng lượng thấp nhất là trạng thái cơbản.
1.5.2.2. Quy tắc Klechkovxki
Việc xuất hiện tương tác giữa các electron trong nguyên tử nhiều electron cũng
như tương tác giữa hạt nhân và các electron ñã làm cho năng lượng của các obitan
nguyên tửkiểu hidro không còn như trong nguyên tử hidro nữa. Một qui tắc kinh
nghiệm đơn giản nhất mô tả sự thay đổi này chính là qui tắc Klechkovxki. Nội
dung của qui tắc này như sau:
Năng lượng của phân mức εn,l tăng dần theo sự tăng của tổng trịsố(n + l), nếu hai
phân mức có cùng trị của tổng (n + l) thì εn,l tăng theo sự tăng của n.
Với n là số lượng tử chính, l là số lượng tử phụ, có thể diễn đạt nội dung của quy
tắc đó bằng sơ đồ sau:
9
Biểu diễn qui tắc Klechkovxki
1.5.2.3. Nguyên lí Pauli
Trong một nguyên tử không thể tồn tại hai electron có cùng giá trị của bốn số
lượng tử n, l, m và ms. Trong nguyên tử, mỗi AO chỉcó thể bị chiếm bởi tối đa 2
10
Trong một phân lớp các electron có khuynh hướng điền vào các ô lượng tửcó số
lượng tử ml có giá trị lớn nhất trước".
Ví dụ: Trạng thái cơ bản của nguyên tử F (z = 9) là trạng thái.
1.6 Bộ bốn số lượng tử
1.6.1. Số lượng tử chính (hay số lớp) – ký hiệu n
Số lượng tử chính là mô tả mức năng lượng trong nguyên tử hay còn gọi là số lớp.
Giá trị của các mức năng lượng từ 1 đến 7. Giá trị mức năng lượng càng lớn thì
năng lượng càng cao.
Số electron cực đại có thể điền vào lớp n là 2n2.
1.6.2. Số lượng tử xung lượng (phân lớp)- ký hiệu l
Số lượng tử xung lượng mô tả các lớp phụ trong n hay còn gọi là phân lớp.
Các phân lớp của các ngyên tố đã biết là s-p-d-f.
Các giá trị của l = 0 là phân lớp s, l =2 là phân lớp p, l = 0 là phân lớp d, l = 3 là
phân lớp f.
Giá trị l lớn hơn thì biểu thị năng lượng lớn hơn một chút.
1.6.3. Số lượng tử từ- ký hiệu ml
Số lượng tử từ mô tả obitan bên trong một phân lớp.
Giá trị ml có thể nhận từ: -l,…, -2, -1, 0, +1, +2+, …, +l
- Khi l = 0 thì ml= 0
- Khi l = 1 thì ml= -1, 0, +1
3 opitan p
- Khi l = 2 thì ml= -2,-1, 0, +1, +2
- Khi l = 3 thì ml= -3, -2,-1, 0, +1, +2, +3
B. (1,0,0,-1/2)
C. (4,1,-1,+1/2)
D. (4,2,-1,+1/2)
E. (3,2,-1,+1/2)
F. (4,0,0,+1/2)
G. (2,1,-1,+1/2)
H. (3,1,0,+1/2)
Giải.
Năng lượng thấp nhất có tổng n+l thấp nhất. Các electron C và E có cùng giá trị 5
mà E có n thấp hơn sẹ có năng lượng thấp hơn. Các electron H và F cũng có cùng
giá trị thổng n +l và H có năng lượng thấp hơn. Các electron A và G có cùng giá trị
n và l do vậy chúng có cùng năng lượng.
Năng lương: B
Y : n = 3, l = 1, ml = -1, ms =-1/2
1s22s22p63s23p4 (lưu huỳnh)
Bài 3 : (Olympic 2009 tỉnh Tây Ninh)
13
a) Nguyên tố X có elctron cuối cùng ứng với 4 ố lượng tử đại số bằng 2,5.Xác định
nguyên tố X, viết cấu hình electron và cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn.
b) Xác định nguyên tử mà electron cuối cùng điền vào đó có bộ bốn số lượng tử
thỏa mãn điều kiện : n + l = 3, và ml + ms = +1/2.
Giải
a) Tho đề: n + l + ml + ms = 2,5 X phải khác H, He n>=2
Xét trường hợp 1: n = 2, ms=+1/2 l + ml = 0. Khi đó có 2 khả năng:
- l = 0 ml = 0 2s1 Liti
- l = 1 ml = -1 2p1 Bo
Xét trường hợp 2: n = 2, ms=-1/2 l + ml = 1. Khi đó có 2 khả năng:
- l = 0 ml = 1 (vô lý)
- l = 1 ml = 0 2p5 Flo
Xét trường hợp 3: n = 3, ms=-1/2 l + ml = 0. Khi đó có 3 khả năng:
- l = 0 ml = 0 3s2 Mg
- l = 1 ml = -1 3p4 Lưu huỳnh
- l = 2 ml = -2 3d6 sắt
b) Từ điều kiện: n + l = 3, và ml + ms = +1/2 ta có 3 trường hợp sau:
Trường hợp 1: n = 1 và l = 2: phân lớp 2d (loại)
Trường hợp 2: n = 2 và l = 1 : phân lớp 2p (nhận)
Xét điều kiện: ml + ms = +1/2 ta có:
+ Nếu ms = +1/2 và ml = 0 2p2 Cấu hình electron
đầy đủ là : 1s22s22p2 (Z=6, C)
+ Nếu ms = -1/2 và ml = 1 2p4 Cấu hình electron
đầy đủ là : 1s22s22p4(Z=8, O)
Mà A, B, C là các kim loại Z1 = 11 (Na)
Vậy A, B, C lần lượt là các kim loại Natri (Na); Magie (Mg); Nhôm (Al)
Bài 5:Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt các loại là 60, số hạt mang điện trong
hạt nhân bằng số hạt không mang điện. Nguyên tử của nguyên tố Y có 11 electron p.
Nguyên tử nguyên tố Z có 4 lớp electron và 6 electron độc thân.
a. Dựa trên cấu hình electron, cho biết vị trí của các nguyên tố trên trong bảng hệ thống
tuần hoàn.
b. So sánh (có giải thích) bán kính của các nguyên tử và ion X, X2+ và Y-.
Giải
a) Xác định vị trí dựa vào cấu hình electron:
2ZX N X 60 ; ZX N X ZX 20 ,
X là canxi (Ca), cấu hình electron của 20Ca : [Ar] 4s2
Cấu hình của Y là 1s22s22p63s23p5 hay [Ne] 3s2 3p5 Y là Cl
Theo giả thiết thì Z chính là crom, cấu hình electron của 24Cr : [Ar] 3d5 4s1
STT Chu kỳ nguyên tố Nhóm nguyên tố
Ca 20
4
IIA
Cl 17
3
VIIA
Cr 24
4
VIB
b) Trật tự tăng dần bán kính nguyên tử: R Ca R Cl R Ca
Bán kính nguyên tử tỉ lệ với thuận với số lớp electron và tỉ lệ nghịch với số đơn
vị điện tích hạt nhân của nguyên tử đó.
Bán kính ion Ca2+ nhỏ hơn Cl- do có cùng số lớp electron (n = 3), nhưng điện
tích hạt nhân Ca2+ (Z = 20) lớn hơn Cl- (Z = 17). Bán kính nguyên tử Ca lớn
nhất do có số lớp electron lớn nhất (n = 4).
Nguyên tố trên phải thuộc chu kỳ 2
Nguyên tố còn lại phải thuộc chu kỳ 3
Gọi công thức tổng quát của Y2- là AxBy2Theo đề bài, ta có: x + y = 5 (3)
xZA – yZB = 50 – 2 = 48 (5)
(3), (4), (5) 5ZA – 8x = 8
x = 4; y = 1; ZA = 8 A là oxi
B là lưu huỳnh
Y2- là SO42- CTPT (A) : (NH4)2SO4
Amoni sunfat
Bài 7: Cấu hình electron ngoài cùng của nguyên tử của nguyên tố X là 5p5. Tỉ số
nơtron và điện tích hạt nhân bằng 1,3962. Số nơtron của X bằng 3,7 lần số nơtron
của nguyên tử thuộc nguyên tố Y. Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X
thu được 18,26 gam sản phẩm có công thức XY. Xác định điện tích hạt nhân của
X, Y và viết cấu hình electron của Y.
Giải
ZX
Cấu hình đầy đủ của X là
[ 36 Kr] 5s24d105p5. số ZX = 53 = số proton
Mặt khác:
nx
1,3692 nX = 74
px
AX = pX + nX = 53 + 74 = 127
nx
= 3,7 nY = 20
ny
X +
Giải
16
Kí hiệu số đơn vị điện tích hạt nhân của X là Zx , Y là Zy ; số nơtron (hạt khơng
mang điện) của X là Nx , Y là Ny . Với XY2 , ta có các phương trình:
2 Zx
2 Zx
+ 4 Zy + Nx + 2 Ny = 178 (1)
+ 4 Zy
Nx 2 Ny =
54 (2)
4 Zy
2 Zx
= 12
(3)
Zy = 16
;
Zx = 26
Vậy X là sắt, Y là lưu huỳnh. XY2 là FeS2 .
Fe : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d64s2 ;
S : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4
Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 2; ml =-2; ms= -1/2.
Bộ 4 số lượng tử cuối của X: n = 3; l = 1; ml =-1; ms= -1/2.
Bài 9 : 1. Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron của khí
hiếm Argon. Trong 1 phân tử A có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 164.
a. Xác đònh CTPT của A, biết A tác dụng với 1 nguyên tố (đơn chất) có trong A
theo tỷ lệ mol 1:1 tạo thành chất B. Viết CT Lewis, CTCT của A và B.
A tác dụng với 1 nguyên tố có trong A theo tỷ lệ 1:1 tạo thành chất B nên A
là K2S
K2S + S K2S2
b. K2S + Br2 2KBr + S
K2S2 + Br2 2KBr + 2S
17
Vậy chất rắn X là S
Y + O2 Y2On ( YOn )
2
Y + S Y2Sn ( YS n )
2
a = Yx + 8nx
b = Yx + 16nx
mà a = 0,68b
Y = 9n
Nhận n = 3 ; Y = 27
Vậy kim lọai Y là Al.
Bài 10 : Xác định 2 ngun tử mà electron cuối cùng có các số lượng tử
a. n = 3 ; l = 1 ; ml =-1 ; ms =
1
2
b. n = 2 ; l = 1 ; ml = +1 ; ms =
Có tồn tại cấu hình này hay khơng ? Giải thích tại sao ?
Bài 14: Tổ hợp các obitan nào sau đây là đúng ? Tổ hợp nào khơng đúng ? Vì sao
(1) n = 3 , l = 3 , ml = 0
(2) n = 2 , l = 1 , ml = 0
(3) n = 6 , l = 5 , ml = -1
(4) n = 4 , l = 3 , ml = -4
18
Bài 15: Cho nguyên tử của 2 nguyên tố A và B có electron ngoài cùng có 4 số
lượng tử
lần lượt sau :
1
2
1
n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms =
2
n = 4 , l = 0 , ml = 0 , ms =
Viết cấu hình electron của nguyên tử , xác định nguyên tố kim loại , phi kim .
Bài 16:Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần
lượt
đặc trưng bởi 4 số lượng tử
1
2
1
B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms =
2
19
c. (3, 1, -2, 1)
d. (4, 0, 1, +1/2)
e. (+1/2, 1, 1, 1)
Bài 19: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (p,n,e) là 82, trong
đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 22. Xác định số hiệu
nguyên tử, số khối và tên nguyên tố . viết cấu hình electron của nguyên tử X và của
các ion tạo thành từ X.
Bài 20: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử kim loại A,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. Xác định hai kim loại
A,B.
Bài 21: Một hợp chất ion cấu tạo từ M+ và ion X2-. Trong phân tử M2X có tổng số
hạt (p,n,e) là 140 hạt, trong đó hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là
44 hạt. số khối M+ lớn hơn số khối ion X2- là 23. tổng số hạt (p,n,e) trong M+ nhiều
hơn trong X2- là 31 hạt.
a. víêt cấu hình electron của các ion M+, X2b. xác định vị trí của M và X trong hệ thống tuần hoàn.
Bài 22: Hợp chất A có công thức MXx trong đó M chiếm 46.67% về khối lượng. M
là kim loại, X là phi kim ở chu kì 3. trong hạt nhân của M có n – p = 4 còn trong X
có n, = p, . tổng số proton trong MXx là 58. Xác định tên, số khối của M, tên, số thứ
tự của X trong BTH. Víêt cấu hình e của X
Bài 23: Một hợp chất X có dạng AB3, tổng số hạt proton trong phân tử là 40. trong
thành phần hạt nhân của A cũng như của B đều có số hạt proton bằng số hạt
nơtron. A thuộc chu kì 3 của BTH.
a. xác định tên gọi của A,B
b. xác định các loại liên kết có trong có thể có trong phân tử AB3.
Bài 24: Hợp chất Z được tạo bởi hai nguyên tố M, R có công thức MaRb trong đó R
chiếm 6.667% khối lượng. trong hạt nhân nguyên tử M có n=p +4, còn trong hạt
nhân của R có n, = p,. biết rằng tổng số hạt proton trong phân tử Z bằng 84 và a + b
số hạt là 140 hạt, trong đó hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 44 hạt.
Số khối của ion M+ nhiều hơn ion X2- là 23. Tổng số hạt trong M+ nhiều hơn trong
X2- là 31
a. Viết cấu hình e của X2- và M+
b. Xác định vị trí của M và X trong bảng HTTH.
Bài 32: Tổng số p, n, e trong nguyên tử của 2 nguyên tố M và X lần lượt là 82 và
52. M và X tạo thành hợp chất Mxa, trong phân tử của hợp chất đó tổng số proton
của các nguyên tử bằng 77. Hãy viết cấu hình e của M và X từ đó xác định vị trí
của chúng trong bảng HTTH. CTPT của Mxa.
Bài 33: X, Y, R, A, B theo thứ tự là 5 nguyên tố liên tiếp trong HTTH có tổng số
điện tích hạt nhân là 90 ( X có điện tích hạt nhân nhỏ nhất )
a. Xác định số điện tích hạt nhân của X, Y, R, A, B, gọi tên các nguyên tố đó.
b. Viết cấu hình e của X2-, Y-, R, A+, B2+. So sánh bán kính của chúng
Bài 34: Phân tử X có công thức abc. Tổng số hạt mang điện và không mang điện
trong phân tử X là 82. Trong dod số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang
điện là 22, hiệu số khối giữa b và c gấp 10 lần số khối của a, tổng số khối giữa b và
c gấp 27 lần số khối của a. Tìm CTPT đúng của X .
Bài 35: Một hợp chất được tạo thành từ các ion M+ và X 22 . Trong phân tử M2X2 có
tổng số hạt p, n, e bằng 164, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không
mang điện là 52. Số khối của M nhiều hơn số khối của X là 23. Tổng số hạt p, n, e
trong ion M+ nhiều hơn trong ion X 22 là 7 hạt
a. Xác định các nguyên tố M, X và công thức phân tử M2X2
b. Cho hợp chất M2X2 tác dụng với nước. Viết phương trình phản ứng xảy ra
và trình bày phương pháp hóa học để nhận biết sản phẩm.
Bài 36: Cho tổng số hạt p, n, e trong phân tử MX2 là 178 hạt, trong hạy nhân của
M số nowtron nhiều hơn số proton 4 hạt, còn trong hạt nhân của X số nowtron
bằng số proton. Số proton trong hạt nhân của M nhiều hơn số proton trong hạt
nhân của X là 10 hạt. Xác định công thức của MX2.
Bài 37: Hợp chất M2X có tổng số các hạt trong phân tử là 116, trong đó số hạt
mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 36. Khối lượng nguyên tử X nhiều
2
3
4
5
n*
1
2
3
3,7 4
6
4,2
Z: số ñiện tích hạt nhân
Z*: số điện tích hạt nhân hiệu dụng
l: số lượng tử phụ
Để tính hằng số chắn, các hàm AO được chia thành các nhóm như sau:
1s/ 2s 2p/ 3s3p/ 3d/ 4s 4p/ 4d/ 4f/...
Trị số hằng số chắn ñối với 1 electron đang xét sẽ bằng tổng các trị số góp
của các electron khác.
Mỗi electron ở nhóm AO ngoài nhóm AO đang xét không ñóng góp vào
hằng số chắn.
= -40455,60 eV
2.2 . Năng lượng ion hóa
Khái niệm: Năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu để tách electron ra khỏi lớp
vỏ nguyên tử.
Năng lương ion hóa thứ 1 là năng lượng tối thiểu để tách 1 electron ra khỏi lớp vỏ
nguyên tử.
Tương tự, năng lương ion hóa thứ k là năng lượng tối thiểu để tách k electron ra
khỏi lớp vỏ nguyên tử.
Để tính năng lượng ion hóa của các nguyên tử nhiều electron, trước tiên ta tính
tổng năng lượng electron của các nguyên tử và các ion sau đó áp dụng công thức
sau:
I1 = E(M+) – E(M)
I2 = E(M2+) - E(M+)
……………………
In = E(Mn+) - E(M(n-1)+)
Thí dụ: Tính năng lượng ion hóa thứ 1 của He.
E1s= -13,6 (2 – 0,3)2/12= -39,304 eV
EHe = 2.E1s =-78,608 eV
24
2
2
EHe+= -13,6 (2) /1 =-54,4 eV
I1 = EHe+ - EHe = 24,208 eV
2.3 Bài tập.
Bài 1: (Olympic 2007 tỉnh Thừa Thiên Huế)
X thuộc chu kỳ 4, Y thuộc chu kỳ 2 của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Ii
l
m
s
X
3
1
-1
-1/2
Y
2
1
1
1/2
X
2
1
-1
-1/2
a) Xác định X,Y,Z.
b) So sánh năng lượng ion hóa thứ nhất của X,Y, Z ? Giải thích ?
Giải :
a) Cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng :
X : 3p4 X là S
Y : 2p3 Y là N
Z : 2p4 Z là O
b) Năng lương ion hóa thứ nhất của oxi > lưu huỳnh vì trong cùng một nhóm năng
lương ion hóa giảm dần.
Oxi và Nito trong cùng, cấu hình electron phân lớp nhoài cùng của N là 2p3 trạng
thái bán bão hòa nên bền hơn oxi (2p4). Mặt khác do lực đẩy giữa các cặp electron
trong một obitan của oxi làm cho electron ở đây dễ bị tách ra khỏi nguyên tử hơn