BÀI 3: CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
HÓA HỌC 10
BÀI 3: CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ
Ảnh
Mục tiêu bài học
Mục tiêu bài học
Mục tiêu bài học:
Ảnh
Trình bày và so sánh được mô hình Rutherford - Bohr với mô hình hiện đại mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử. Nêu được khái niệm về orbital(A0), mô tả được hình dạng của A0 (s,p), số lượng electrong trong 1 A0. Trình bày được khái niệm lớp, phân lớp electron và mối quan hệ về số lượng phân lớp trong một lớp. Liên hệ được với A0 trong một phân lớp, một lớp. Viết được cấu hình nguyên tử theo lớp, phân lớp electron và theo orbital khi biết số hiệu nguyên tử Z của 20 nguyên tố trong bảng tuần hoàn.
Khởi động
Khởi động
Ảnh
Khởi động
Trong nguyên tử các electron chuyển động như thế nào? Sự sắp xếp các electron ở các lớp, phân lớp tuân theo nguyên lí, quy tắc nào?
I. Chuyển động của electron trong nguyên tử
- Mô hình hành tinh nguyên tử
Hình 3.1. Mô hình hành tinh nguyên tử của E.Rutherford, N. Bohr và A.Sommerfeld.
I. Chuyển động của electron trong nguyên tử
- Mô hình hành tinh nguyên tử:
Ảnh
Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo những quỹ đạo tròn hay bầu dục, giống như quỹ đạo của các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời.
- Mô hình đám mây nguyên tử
- Mô hình đám mây electron của nguyên tử hydrogen:
Hình 3.2. Mô hình đám mây electrong của nguyên tử hydrogen
Ảnh
Electron chuyển động rất nhanh, không theo quỹ đạo xác định. Vùng không gian xung quanh hạt nhân tìm thấy các electron được gọi là orbital nguyên tử và kí hiệu là AO (Atomic Orbital).
1. Hình dạng orbital nguyên tử
Hình 3.3. Hình dạng orbital s và p
Dựa trên sự khác nhau về hình dạng, sự định hướng của orbital trong nguyên tử để phân loại orbital thành orbital s, orbital p, orbital d, orbital f. Các orbital s có dạng hình cầu và orbital p có dạng hình số 8 nổi.
1. Hình dạng orbital nguyên tử
Ảnh
2. Ô orbital
Ảnh
Một AO được biểu diễn bằng 1 ô vuông gọi là ô orbital. Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau (Nguyên lí loại trừ Pauli). Cách biểu diễn:
2. Ô orbital
Hình vẽ
latex(uarr)
Hình vẽ
latex(uarrdarr)
latex(->) Orbital có 1 electron.
latex(->) Orbital có 2 electron.
- Câu hỏi và bài tập
Ảnh
Câu hỏi và bài tập:
Bài tập trắc nghiệm
Câu 1: Orbital s có dạng:
A. hình tròn.
B. hình số 8 nổi.
C. hình cầu.
D. hình bầu dục.
Ảnh
- Câu 2, 3 (- Câu hỏi và bài tập)
Ảnh
Câu 2: Mô hình hiện đại mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử như thế nào? Câu 3. Quan sát hình 3.3. và nêu sự định hướng của các AO p trong không gian.
II. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
Ảnh
II. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
Những electron ở lớp gần hạt nhân có năng lượng thấp hơn so với những electron ở lớp xa hạt nhân. Các electron thuộc cùng một lớp có mức năng lương gần bằng nhau. Các lớp electron:
Ảnh
2. Phân lớp electron
Ảnh
2. Phân lớp electron
Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái: s, p, d, f. Các electron trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. Số phân lớp trong mỗi lớp bằng thứ tự của lớp.
Lớp K(n = 1) có 1 phân lớp (1s). Lớp L(n = 2) có 2 phân lớp (2s, 2p). Lớp M(n = 3) có 3 phân lớp (3s, 3p, 3d). Lớp N(n = 4) có 4 phân lớp (4s, 4p, 4d, 4f).
3. Số lượng orbital trong một phân lớp, trong một lớp
Ảnh
3. Số lượng orbital trong một phân lớp, trong một lớp
Trong một phân lớp, các orbital có cùng mức năng lượng.
+) Phân lớp s: có 1 AO +) Phân lớp p: có 3 AO +) Phân lớp d: có 5 AO +) Phân lớp f: có 7 AO
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
Trong lớp electron thứ n có latex(n^2AO (n<=4)).
Ví dụ:
Lớp L(n = 2) có 2 phân lớp là 2s, 2p. Phân lớp 2s có 1 AO, phân lớp 2p có 3 AO nên tổng số orbital trong lớp L là: 1 + 3 = 4 hay latex(2^2)AO.
- Câu hỏi và bài tập
Bài kiểm tra tổng hợp
Câu hỏi và bài tập
Câu 1: Tổng số electron tối đa chứa trong phân lớp p là: - A. 5 - false - B. 6 - true - C. 7 - false - D. 8 - false - false - false
Câu 2: Tổng số electron tối đa chứa trong phân lớp d là: - A. 7 - false - B. 8 - false - C. 9 - false - D. 10 - true - false - false
Câu 3: Lớp electron có số electron tối đa gọi là lớp electron bão hòa. Tổng số electron tối đa trong mỗi lớp L và M lần lượt là: - A. 2 và 8. - false - B. 8 và 10. - false - C. 8 và 18. - true - D. 18 và 32. - false - false - false
III. Cấu hình electron của nguyên tử
- Tìm hiểu
III. Cấu hình electron của nguyên tử
- Tìm hiểu
Cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. Các electron có các mức năng lượng từ thấp đến cao 1s 2s 3s 4s ... (nguyên lí bền vững). Cấu hình electron cho biết số lớp electron, thứ tự phân lớp và số electron trong mỗi lớp và phân lớp.
Ảnh
Hình 3.4. Cấu hình electron nguyên tử hydrogen
1. Viết cấu hình electron của nguyên tử
Ảnh
Bước 1: Xác định số eletctron trong nguyên tử. Bước 2: Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng dần của năng lượng: 1s 2s 3s 4s ... Bước 3: Điền các electron vào các phân lớp theo nguyên lí vững bền cho đến electron cuối cùng.
1. Viết cấu hình electron của nguyên tử
2. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital
Ảnh
2. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital
Ví dụ:
Cấu hình electron của nguyên tử nitrogen có Z = 7: latex(1s^2 2s^2 2p^3) có thể được biểu diễn theo ô orbital như sau:
Hình vẽ
Hình vẽ
Hình vẽ
latex(uarr darr)
latex(uarr darr)
latex(uarr)
latex(uarr)
latex(uarr)
latex(1s^2)
latex(2s^2)
latex(2p^3)
- Câu hỏi và bài tập
Ảnh
Câu hỏi và bài tập:
Bài tập trắc nghiệm
Câu 6: Cấu hình electron của nguyên tử có Z = 16 là:
A. latex(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^3).
B. latex(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^5).
C. latex(1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^4).
D. latex(1s^2 2s^2 2p^5 3s^2 3p^5).
- Câu 7 (- Câu hỏi và bài tập)
Ảnh
Câu 7: Biểu diễn cấu hình electron của các nguyên tử có Z = 8 và Z = 11 theo ô orbital.
3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng
Ảnh
3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng
Các electron lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố (kim loại, phi kim, khí hiếm). Các nguyên tố mà nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là kim loại (trừ H, He, B). các nguyên tố mà nguyên tử có 5, 6, 7 electron ngoài cùng thường là phi kim. Các nguyên tố mà nguyên tử có 4 lớp electron ở lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim..
- Câu hỏi và bài tập
Ảnh
Câu 8: Silicon được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp: gốm, men sứ, thủy tinh,... Hãy biểu diễn cấu hình electron của nguyên tử silicon (Z = 14) theo ô orbital, chỉ rõ việc áp dụng các nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli và quy tắc Hund.
Ảnh
Câu hỏi và bài tập:
- Câu 9 (Câu hỏi và bài tập)
Ảnh
Câu 9: Chlorine (Z = 17) thường được sử dụng để khử trùng nước máy sinh hoạt. Viết cấu hình electron của nguyên tử chlorine và cho biết tại sao chlorine là phi kim.
Dặn dò
- Học xong bài này, em sẽ
Ảnh
Học xong bài này, em sẽ:
Viết được cấu hình electron nguyên tử của nột số nguyên tố hóa học quen thuộc trong thực tế như; oxygen, aluminium,... và dự đoán được tính chất hóa học cơ bản của chúng.
- Dặn dò
Ảnh
Dặn dò
Ôn lại trọng tậm bài học. Làm bài tập trong SBT. Chuẩn bị bài sau: " Bài 4: Ôn tập chương 1".
- Cảm ơn
Ảnh