BÀI 5. LỚP, PHÂN LỚP VÀ CẤU HÌNH ELECTRON
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
HÓA HỌC 10
BÀI 5. LỚP, PHÂN LỚP VÀ CẤU HÌNH ELECTRON
Ảnh
Mục tiêu bài học
Học xong bài này, em sẽ:
Ảnh
Học xong bài này, em sẽ:
Trình bày được khái niệm lớp, phân lớp electron và mối quan hệ về số lượng phân lớp trong một lớp. Liên hệ được về số lượng AO trong một phân lớp, trong một lớp. Viết được cấu hình electron nguyên tử theo lớp, phân lớp electron và theo ô orbital khi biết số hiệu nguyên tử Z của 20 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn. Dựa vào đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử, dự đoán được tính chất hóa học cơ bản ( kim loại hay phi kim) của nguyên tố tương ứng.
Mở đầu
Mở đầu
- Mở đầu:
Ảnh
Dựa vào hình 5.1, hãy cho biết số electron tối đa ở lớp K của các nguyên tử có số hiệu nguyên tử Z > 2 là bao nhiêu. Thứ tự phân bố electron vào lớp vỏ nguyên tử.
Ảnh
I. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
I. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
- Thảo luận:
Hình vẽ
Ảnh
1. Vì sao số lượng AO trong một lớp luôn bằng một nửa số electron tối đa thuộc lớp đó?
Ảnh
- Kết luận
- Kết luận:
+) Các electron thuộc cùng 1 lớp có năng lượng gần bằng nhau. +)Trong mỗi lớp electron, có thể có một hoặc nhiều AO.
+) Số electron và số lượng AO trong lớp eclectron thứ n (latex(n <= 4)) được ghi nhớ theo quy tắc sau:
Ảnh
1) Lớp thứ n có latex(n^2AO). 2) Lớp thứ n có tối đa latex(2n^2) electron.
- Lưu ý
Ảnh
Hình vẽ
- Lưu ý:
Năng lượng của một electron phụ thuộc vào khoảng cách từ electron đó tới hạt nhân. Electron càng xa hạt nhân thì có năng lượng càng cao.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
1. Lớp electron ngoài cùng của nitrogen (Z = 7) có bao nhêu electron, bao nhiêu AO?
2. Phân lớp electron
Hình vẽ
Ảnh
2. Các ô (1), (2), (3), (4) trong hình dưới đây liên hệ với nội dung nào về cấu tạo lớp vỏ nguyên tử?
- Thảo luận:
Ảnh
2. Phân lớp electron
+) tiếp (- Thảo luận)
Hình vẽ
Ảnh
Ảnh
3. Lớp electron thứ tư (n = 4) có bao nhiêu phân lớp và các phân lớp này được kí hiệu là gì? 4. Tính số electron tối đa trên mỗi phân lớp ns, np, nd, nf.
- Kết luận
Hình vẽ
- Kết luận:
Mỗi lớp electron (trừ lớp thứ nhất) được chia thành các phân lớp theo nguyên tắc: Các electron thuộc cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.
Số lượng và kí hiệu các phân lớp trong một lớp. Số lượng AO trong mỗi phân lớp. Số electron trông mỗi phân lớp được biểu diễn bằng chỉ số phía trên, bên phải kí hiệu phân lớp. Phân lớp nào đã có tối đa electron thì được gọi là phân lớp bão hòa.
- Ví dụ
Ảnh
Hình vẽ
Kí hiệu latex(1s^2) cho biết phân lớp 1s có 2 electron. Do phân lớp 1s chỉ có 1 AO nên phân lớp này chứa tối đa 2 electron, latex(1s^2) được gọi là phân lớp bão hòa.
- Ví dụ:
II. Cấu hình electron nguyên tử
1. Cách viết cấu hình electron nguyên tử
Hình vẽ
II. Cấu hình electron nguyên tử
1. Cách viết cấu hình electron nguyên tử
Cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron vào lớp vỏ nguyên tử theo các lớp và phân lớp. Cấu hình electron cho biết thứ tự mức năng lượng các electron giữa các phân lớp. Năng lượng của electron trong mỗi phân lớp tăng theo chiều từ trái qua phải.
- Tìm hiểu:
- Các bước viết cấu hình electron nguyên tử
- Các bước viết cấu hình electron nguyên tử theo các quy tắc:
Hình vẽ
Quy tắc 1: Điền electron theo thứ tự các mức năng lượng từ thấp đến cao:
Hình vẽ
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 4s 4d 5p 6s ...
Quy tắc 2: Đổi lại vị trí các phân lớp sao cho số thứ tự lớp (n) tăng dần từ trái qua phải, các phân lớp trong cùng một lớp theo thứ tự s, p, d, f.
- Ví dụ
- Ví dụ
Ảnh
+) Ví dụ 1 Nguyên tử K có Z = 19. Điền lần lượt 19 electroin vào dãy Klechkovski, nhận được cấu hình latex(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^1). Cấu hình này có thể biết gọn là latex([Ar]4s^1); kí hiệu [Ar] thay cho cấu hình nguyên tử khí hiếm Ar là latex(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6). +) Ví dụ 2: Trong nguyên tử Li, năng lượng của electron thuộc phân lớp 2s cao ơn electron thuộc phân lớp 1s.
- Lưu ý
Ảnh
Hình vẽ
- Lưu ý:
Quy tắc đường chéo xác định dãy Klechkovski như sau:
Ảnh
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
2. Viết cấu hình electron của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 20.
2. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital
2. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital
Ảnh
Hình vẽ
- Quy tắc biểu diễn:
Viết cấu hình electron của nguyên tử. Biểu diễn mỗi AO bằng một ô vuông (ô lượng tử). Điền electron vào từng orbital theo thứ tự lớp và phân lớp.
- Ví dụ
Ảnh
Hình vẽ
Cấu hình theo ô orbital của C như sau:
- Ví dụ:
Ảnh
Như vậy, nguyên tử Carbon có 2 electron độc thân, thuộc AO 2p.
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
3. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital (chỉ với lớp ngoài cùng) các nguyên tử có Z từ 1 đến 20. Xác định electron độc thân của mỗi nguyên tử.
III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử
- Tìm hiểu
III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử
Hình vẽ
Từ cấu hình electron, có thể dự đoán được tính chất hóa học cơ bản của các nguyên tố hóa học theo quy tắc sau:
Quy tắc 1: Các nguyên tử có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngooài cùng thường là các nguyên tử nguyên tố kim loại. Tính kim loại thể hiện qua khả năng nhường electron trong các phản ứng hóa học (tính khử).
Ví dụ: Nguyên tử Na (Z = 11) có 1 electron ở lớp ngoài cùng nên Na là nguyên tố kim loại.
+) tiếp (III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử)
Hình vẽ
Quy tắc 2: Các nguyên tử có 5, 6 hoặc 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là các nguyên tử nguyên tố phi kim. Tính phi kim thể hiện qua khả năng nhận electron trong các phản ứng hóa học (tính oxi hóa).
Ví dụ: Nguyên tử O (Z = 8) có 6 electron ở lớp ngoài cùng nên O là nguyên tố phi kim.
Ảnh
+) tiếp (III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử)
Hình vẽ
Quy tắc 3: Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng (trừ He chỉ có 2 electron) là các nguyên tử nguyên tố khí hiếm. Các nguyên tố này rất khó tham gia các phản ứng hóa học (tính trơ).
Ví dụ Nguyên tử Ne (Z = 10) có 8 electron ở lớp ngoài cùng nên Ne là nguyên tố khí hiếm.
Ảnh
+) tiếp (III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử)
Hình vẽ
Quy tắc 4: Nếu lớp electron ngoài cùng của một nguyên tử có 4 electron thì nguyên tử nguyên tố đó có thể là kim loại hoặc phi kim.
Ảnh
- Luyện tập
Ảnh
- Luyện tập:
Hình vẽ
4. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản (tính kim loại, tính phi kim, tính trơ) của các nguyên tố có Z từ 1 đến 20.
III. Bài tập
Bài 1
- Bài tập:
Bài tập trắc nghiệm
Bài 1: Những phát biểu nào sau đây là đúng?
A. Orbital 1s có dạng hình cầu, orbital 2s có dạng hình số tám nổi.
B. Trong một nguyên tử, năng lượng của electron thuộc AO 1s thấp hơn năng lượng của electron thuộc AO 2s.
C. Trong một nguyên tử *, năng lượng của electron thuộc AO 2s thấp hơn năng lượng của electron thuộc AO 2p
C. Trong một nguyên tử, năng lượng của electron thuộc AO 2s gần bằng năng lượng của electron thuộc AO 2p
Bài 2 (- Bài tập)
Ảnh
Hình vẽ
Bài 2: Nguyên tử nguyên tố X có 2 lớp electron, trong đó có một electron độc thân. Vậy X có thể là những nguyên tố nào?
Bài 3 (- Bà tập)
Ảnh
Hình vẽ
Bài 3*: Cấu hình electron của ion được thiết lập bằng cách nhận hoặc nhường electron, bắt đầu từ phân lớp ngoài cùng của cấu hình electron nguyên tử tương ứng. a) Viết cấu hình electron của ion latex(Na^+) và ion latex(Cl^-) b) Nguyên tử Cl nhận 1 electron để trở thành ion latex(Cl^-), electron này xếp vào AO thuộc phân lớp nào của nguyên tử Cl? AO đó là AO trống, chứa 1 hay 2 electron?
- Dặn dò
- Dặn dò
Ảnh
DẶN DÒ
Ôn lại bài vừa học. Làm bài tập trong SBT. Chuẩn bị bài sau:"Bài 6. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học".
- Cảm ơn
Ảnh