Xem toàn bộ tài liệu Lớp 10 – Chân Trời Sáng Tạo: tại đây
Mở đầu trang 26 Hóa học 10:
Lời giải:
– Theo mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr, các electron chuyển động trên những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân.
– Theo mô hình hiện đại, trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định, tạo thành đám mây electron.
– Các electron được sắp xếp thành từng lớp và phân lớp theo năng lượng từ thấp đến cao.
– Trình tự sắp xếp các mức năng lượng:
+ Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.
+ Các electron trên cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau.
Câu hỏi 1 trang 26 Hóa học 10:
Lời giải:
Điểm giống nhau: electron chuyển động quanh hạt nhân.
Khác nhau:
– Theo Rutherford – Bohr: Hạt nhân nằm ở giữa, electron chuyển động quanh hạt nhân trên quỹ đạo đường đi xác định có hình tròn hoặc hình bầu dục.
– Theo mô hình hiện đại: Electron chuyển động hỗn loạn không có quỹ đạo xác định quanh hạt nhân ⇒ Chỉ xác định được khoảng không gian mà electron chuyển động trong đó, khoảng không gian đó gọi là Orbital nguyên tử.
Vận dụng trang 27 Hóa học 10:
Lời giải:
– Các thiên thể quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo xác định.
– Theo Rutherford – Bohr: các electron chuyển động trên những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân.
⇒ Mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr được gọi là mô hình hành tinh nguyên tử, tương tự như hệ Mặt Trời
Câu hỏi 2 trang 27 Hóa học 10:
Lời giải:
– Đám mây nguyên tử được tạo thành khi các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân với xác suất tìm thấy không giống nhau.
– Orbital nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt electron khoảng 90%.
Câu hỏi 3 trang 27 Hóa học 10:
Lời giải:
Khái niệm orbital nguyên tử xuất phát từ mô hình nguyên tử hiện đại.
Câu hỏi 4 trang 27 Hóa học 10:
Lời giải:
– Giống nhau: đều có dạng hình số tám nổi.
– Khác nhau: Sự định hướng trong không gian
+ Orbital px có dạng hình số tám nổi hướng theo trục x.
+ Orbital py có dạng hình số tám nổi hướng theo trục y.
+ Orbital pz có dạng hình số tám nổi hướng theo trục z.
Câu hỏi 5 trang 28 Hóa học 10:
Lời giải:
Các electron được sắp xếp thành từng lớp kí hiệu K, L, M, N, O, P, Q từ gần đến xa hạt nhân theo thứ tự từ lớp n = 1 đến n = 7.
Câu hỏi 6 trang 28 Hóa học 10:
Lời giải:
Lực hút của hạt nhân với lớp K là lớn nhất, lớp Q là nhỏ nhất.
Câu hỏi 7 trang 28 Hóa học 10:
Lời giải:
Với 4 lớp đầu (1, 2, 3, 4) số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó.
Câu hỏi 8 trang 29 Hóa học 10:
Lời giải:
Ở trạng thái cơ bản, các electron trong nguyên tử chiếm lần lượt những orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p …
Qua đó cho ta thấy khi điện tích hạt nhân tăng có sự chèn mức năng lượng mức 4s trở nên thấp hơn 3d, mức 5s thấp hơn 4d, …
Câu hỏi 9 trang 30 Hóa học 10:
Lời giải:
Để biểu diễn orbital nguyên tử, người ta sử dụng các ô vuông, gọi là ô lượng tử, mỗi ô lượng tử ứng với một AO, mỗi AO chứa tối đa 2 electron.
Nếu trong AO chỉ chứa một electron thì electron đó gọi là electron độc thân (kí hiệu bởi một mũi tên hướng lên ↑). Ngược lại, nếu AO chứa đủ hai electron thì các electron đó gọi là electron ghép đôi (kí hiệu bởi hai mũi tên ngược chiều nhau ↑↓).
Câu hỏi 10 trang 30 Hóa học 10:
Lời giải:
Nguyên tử oxygen có 6 electron ghép đôi và 2 electron độc thân.
Câu hỏi 11 trang 31 Hóa học 10:
Lời giải:
Mối quan hệ: lớp n có tối đa 2n2 electron (với n ≤ 4).
Luyện tập trang 31 Hóa học 10:
Lời giải:
Số electron tối đa trong phân lớp p là 6.
Phân lớp 2p chỉ chứa một nửa số electron tối đa ⇒ 2p3
Nguyên tử nitrogen có 2 lớp electron trong đó có 2 phân lớp s và 1 phân lớp p
⇒ Cấu hình electron của nguyên tử nitrogen là: 1s22s22p3
Nguyên tử nitrogen có 7 electron.
Câu hỏi 12 trang 31 Hóa học 10:
Lời giải:
Trường hợp a) không có electron độc thân
Trường hợp b) có 3 electron độc thân
Trường hợp hợp c) có 2 electron độc thân
Nhận xét:
Phân lớp bão hòa chứa đủ số electron tối đa.
Phân lớp nửa bão hòa chứa một nửa số electron tối đa.
Phân lớp chưa bão hòa chưa đủ số electron tối đa.
Câu hỏi 13 trang 31 Hóa học 10:
Lời giải:
Trong một orbital, electron đầu tiên được biểu diễn bằng mũi tên quay lên, electron thứ 2 được biểu diễn bằng mũi tên quay xuống. Electron được điền vào các orbital theo thứ tự từ trái sang phải.
Cách phân bố electron vào các orbial để số electron độc thân là tối đa:
Biểu diễn các electron bằng mũi tên đi lên vào lần lượt các orbital trước, sau đó mới quay lại biểu diễn các electron bằng mũi tên đi xuống vào các orbital.
Luyện tập trang 31 Hóa học 10:
Lời giải:
Trường hợp (a) tuân theo quy tắc Hund vì số electron độc thân đã tối đa.
Trường hợp (b) không tuân theo quy tắc Hund vì số electron độc thân chưa tối đa.
Câu hỏi 14 trang 32 Hóa học 10:
Lời giải:
Cấu hình electron của một nguyên tử cho biết sự phân bố electron trong vỏ nguyên tử trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau
Luyện tập trang 32 Hóa học 10:
Lời giải:
Cấu hình electron nguyên tử aluminium (Z = 13) là: 1s22s22p63s23p1
Cấu hình electron theo ô orbital:
Nguyên tử aluminium có 1 electron độc thân.
Câu hỏi 15 trang 33 Hóa học 10:
Lời giải:
Dựa vào Bảng 4.2, cấu hình electron của phosphorus (Z = 15): 1s22s22p63s23p3.
Cơ sở để dự đoán phosphorus (Z = 15) là nguyên tố phi kim: Có 5 electron lớp ngoài cùng.
Vận dụng trang 33 Hóa học 10:
Lời giải:
Dựa vào Bảng 4.2, cấu hình electron của lithium (Z = 3) là 1s22s1
Nguyên tử lithium có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ là kim loại.
Bài 1 trang 34 Hóa học 10: Trong các cách biểu diễn electron vào các orbital của phân lớp 2p ở trạng thái cơ bản, hãy chọn cách phân bố đúng:
Lời giải:
Chọn (1) thỏa mãn vì chứa tối đa electron độc thân, các electron độc thân được biểu diễn bằng mũi tên hướng lên trên.
(2) sai vì chưa thỏa mãn số electron độc thân là tối đa.
(3) sai vì electron độc thân phải được biểu diễn bằng mũi tên hướng lên trên.
(4) sai vì electron độc thân phải được biểu diễn bằng mũi tên hướng lên trên.
(5) sai vì chưa thỏa mãn số electron độc thân là tối đa và electron độc thân phải được biểu diễn bằng mũi tên hướng lên trên.
(6) sai vì electron độc thân phải được biểu diễn bằng mũi tên hướng lên trên.
Bài 2 trang 34 Hóa học 10: Cho nguyên tố X có 2 lớp eletron, lớp thứ 2 có 6 electron. Xác định số hiệu nguyên tử của X.
Lời giải:
Ta xác định được nguyên tử nguyên tố X lớp thứ nhất có 2 electron, lớp thứ hai có 6 electron nên số electron của nguyên tử của X là 2 + 6 = 8 electron = 8 proton.
Do đó số hiệu nguyên tử của X là 8.
Bài 3 trang 34 Hóa học 10: Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của những nguyên tố nào dưới đây có electron độc thân?
a) Boron
b) Oxygen
c) Phosphorus
d) Chlorine
Lời giải:
Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử của tất cả các nguyên tố trên đều chứa electron độc thân.
|
Nguyên tử |
Cấu hình electron |
Orbital lớp ngoài cùng |
Số electron độc thân |
|
Boron (Z = 5) |
1s22s22p1 |
 |
1 |
|
Oxygen (Z = 8) |
1s22s22p4 |
 |
2 |
|
Phosphorus (Z = 15) |
1s22s22p63s23p3
|
 |
3 |
|
Chlorine (Z = 17) |
1s22s22p63s23p5 |
 |
1 |
Bài 4 trang 34 Hóa học 10: Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố: carbon (Z = 6), sodium (Z = 11) và oxygen (Z = 8). Cho biết số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử các các nguyên tố trên. Chúng là kim loại, phi kim hay khí hiếm?
Lời giải:
Carbon (Z = 6): 1s22s22p2
Từ cấu hình electron ⇒ Nguyên tử carbon có 4 electron lớp ngoài cùng ⇒ Là phi kim.
Sodium (Z = 11): 1s22s22p63s1
Từ cấu hình electron ⇒ Nguyên tử sodium có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ Là kim loại.
Oxygen (Z = 8): 1s22s22p4
Từ cấu hình electron ⇒ Nguyên tử oxygen có 6 electron lớp ngoài cùng ⇒ Là phi kim.