Phương pháp giải bài tập cấu tạo nguyên tử

- Yêu cầu học sinh chọn đáp án, giải thích.. - GV giải thích thêm, kết luận.. - Yêu cầu học sinh chọn đáp án, giải thích.. - GV giải thích thêm, kết luận.

Sáng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

A M U

I LÝ DO CH N SÁNG KI N, KINH NGHI M

Ch ng “C u t o nguyên t ” là ch ng lí thuy t ch đ o, b n thân nó ch a

đ ng nhi u n i dung m i và khó v i h c sinh THPT, vì th giúp h c sinh bi t, hi u

và v n d ng đ c n i dung c a ch ng đ gi i quy t nh ng v n đ mà các em g p

ph i trong quá trình h c b môn Hoá H c là r t quan tr ng Xu t phát t th c t đó tôi xin đ a ra m t vài ý ki n trong đ tài sáng ki n, kinh nghi m: “Ph ng pháp

gi i bài t p ch ng c u t o nguyên t ” (l p 10 nâng cao) đ quí th y cô và các

em h c sinh tham kh o và góp ý ki n

II L CH S C A SÁNG KI N, KINH NGHI M

T th c t gi ng d y và ti p thu ý ki n c a c a các th y, cô trong t b môn Hoá H c và các em h c sinh l p 10 (H c ch ng trình nâng cao) tr ng THPT S

1 V n Bàn, tôi nh n th y vi c phân d ng bài t p lí thuy t và bài t p đ nh l ng liên quan đ n n i dung c a ch ng có ý ngh a vô cùng l n Không nh ng giúp các em

h c sinh có đi u ki n m r ng và tìm hi u sâu thêm v th gi i vi mô mà còn phát tri n đ c óc t duy logic, sáng t o t đó trang b cho h c sinh k n ng h c t p, nghiên c u đ c t p làm m t nhà khoa h c i v i giáo viên, quá trình l ng ghép

n i dung, ph ng pháp gi i bài t p s t o ra m i quan h hai chi u t đó giúp giáo viên n m đ c hi u qu giáo d c v các m t: Nh n th c, thái đ , quan đi m, xu

h ng hành vi c a h c sinh T nh ng l i ích đó mà đ tài sáng ki n, kinh nghi m

“Ph ng pháp gi i bài t p ch ng c u t o nguyên t ” (l p 10 nâng cao) đã

đ c xây d ng và hoàn thành

III M C ÍCH NGHIÊN C U SÁNG KI N, KINH NGHI M

Giúp giáo viên và h c sinh có đi u ki n tìm hi u sâu h n v c u t o nguyên

t , t o ti n đ cho quá trình tìm hi u, nghiên c u c u t o ch t

IV NHI M V VÀ PH NG PHÁP NGHIÊN C U

1 Nhi m v c a đ tài

Ki m tra, đánh giá quá trình nh n th c c a h c sinh, giáo viên có đi u ki n nâng cao hi u qu giáo d c

2 Ph ng pháp nghiên c u c a đ tài

Ch y u đi sâu phân d ng bài t p theo ch đ ; k t h p l ng ghép: lí thuy t - bài t p, bài t p - lí thuy t đ ki m tra, đánh giá h c sinh

VI GI I H N (PH M VI) NGHIÊN C U

Ch ng 1: “NGUYÊN T ” - SGK HOÁ H C 10; sách bài t p HOÁ H C

10 hai ban (c b n và nâng cao) và các tài li u tham kh o c a NXB Giáo d c

B N I DUNG

I TÓM T T N I DUNG LÍ THUY T C B N C A CH NG

Nguyªn tö

CÊu tróc vá nguyªn tö

Nguyªn tè ho¸ häc

KÝch th−íc, khèi l−îng nguyªn tö H¹t nh©n nguyªn tö

Vá nguyªn tö

Proton (p) N¬tron (n)

§iÖn tÝch: 1+ Khèi l−îng: 1u

§iÖn tÝch: 0 Khèi l−îng: 1u Electron (e) §iÖn tÝch:

1-Khèi l−îng: 5,5.10-4u

Obitan nguyªn tö Obitan nguyªn tö

Gåm c¸c e cã n¨ng l−îng gÇn b»ng nhau.

KÝ hiÖu: n = 1 2 3 4 .

K L M N

Sè obitan: n2

Ph©n líp e

Gåm c¸c e cã n¨ng l−îng b»ng nhau.

KÝ hiÖu: s p d f

Sè obitan: 1 3 5 7

Sù ph©n bè e

Nguyªn lÝ Pau - li Nguyªn lÝ v÷ng bÒn TrËt tù møc n¨ng l−îng Quy t¾c Hun

CÊu h×nh e nguyªn tö

§Æc ®iÓm e líp ngoµi cïng

§iÖn tÝch h¹t nh©n (Z+): Z = sè p = sè e

Sè khèi (A): A = Z + N

Nguyªn tö khèi trung b×nh: A =

§ång vÞ

aA + bB 100 2

Sáng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

II TÓM T T CÁC D NG BÀI T P C B N

1 D ng 1:

- Xác đ nh kh i l ng nguyên t

- Các bài toán v đ r ng c a nguyên t , c a v t ch t và t kh i h t nhân nguyên t khi bi t kích th c nguyên t , h t nhân và s kh i

Ki n th c c n n m v ng:

+ Nguyên t đ c c u t o b i 3 h t c b n : e, p, n

Kh i l ng h t e là : 9,1094.10-28 (g) hay 0,55.10-3 u

Kh i l ng h t p là :1,6726.10-24 (g) hay 1 u

Kh i l ng h t n là :1,6748.10-24 (g) hay 1 u + Kh i l ng nguyên t : m NT =m e +m n +m n Do kh i l ng c a cac h t e r t

nh , nên coi kh i l ng nguyên t m NT =m n +m n

+ Kh i l ng riêng c a m t ch t :

V

m

D=

+ Th tích kh i c u : 3

3

4

r

V = π ; r là bán kính c a kh i c u

+ Liên h gi a D và V ta có công th c :

3

14 , 3 3

4

r

m

D=

2 D ng 2: Các d ng bài t p liên quan đ n các h t t o thành m t nguyên t

Ki n th c c n n m v ng:

- T ng s h t c b n (x) = t ng s h t proton (p) + t ng s h t n tron (n) +

t ng s h t electron (e) Do p = e nên (x) = 2p + n

- S d ng b t đ ng th c c a s n tron (đ i v i đ ng v b n có 2≤ Z ≤ 82):

đ l p 2 b t đ ng th c t đó tìm gi i h n c a p

p

n

p≤ ≤ 1 , 5

3 D ng 3: D ng bài t p tìm s kh i, ph n tr m đ ng v và kh i l ng nguyên t (nguyên t kh i) trung bình

Ki n th c c n n m v ng:

H u h t các nguyên t hóa h c là h n h p c a nhi u đ ng v , nên kh i l ng nguyên t c a các nguyên t đó là kh i l ng nguyên t trung bình c a h n h p các đ ng v = ∑ ∑ i

i i

x

M x M

V i i: 1, 2, 3, …, n

xi : s nguyên t (hay t l % c a nguyên t )

Mi : nguyên t kh i (s kh i)

Ph ng pháp:

- G i x, (ho c a) và M1 l n l t là thành ph n % (ho c s nguyên t ) và nguyên t kh i c a đ ng v th nh t

- G i y, (ho c b) và M2 l n l t là thành ph n % (ho c s nguyên t ) và

nguyên t kh i c a đ ng v th hai

Nguyên t kh i trung bình c a nguyên t là M

Sau đó l p s đ đ ng chéo:

M

M1

M2

M2 - M

M1 - M

I x (a)

II y (b)

T s đ , có: 2

1

-=

y M

x

M

(ho c: 2

1

-a

=

b M

M

)

L y giá tr tuy t đ i c a bi u th c trên đ c giá tr c n xác đ nh

4 D ng 4: D a vào c u hình electron xác đ nh nguyên t là phi kim hay kim lo i

và cho bi t tính ch t hóa h c c a chúng

Ki n th c c n n m v ng:

a Trong nguyên t các electron chi m các m c n ng l ng t th p đ n cao theo dãy: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s …

nh ta dùng quy t c Klechkowsky

1s

4s 4p 4d 4f

5s 5p 5d 5f…

6s 6p 6d 6f…

7s 7p 7d 7f…

Khi vi t c u hình electron trong nguyên t c a các nguyên t

+ i v i 20 nguyên t đ u c u hình electron phù h p v i th t m c n ng

l ng

VD: 19K c u hình electron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

+ i v i nguyên t th 21 tr đi c u hình electron không trùng m c n ng

l ng, nên m c n ng l ng 3d l n h n 4s Ví d : 26Fe

M c n ng l ng : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

C u hình electron : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

Sáng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

+ C u hình electron c a m t s nguyên t nh Cu, Cr, Pd … có ngo i l

đ i v i s s p x p electron l p ngoài cùng, vì đ c u hình electron b n nh t

VD: Cu có Z = 29 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 (đáng l 1s2

2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2, nh ng electron ngoài cùng nh y vào l p trong đ có m c bão hòa và m c bán bão hòa)

b Xác đ nh nguyên t là phi kim hay kim lo i

+ Các nguyên t có 1, 2, 3 electron l p ngoài cùng là kim lo i (tr nguyên t

hiđro, heli, bo)

+ Các nguyên t có 5, 6, 7 electron l p ngoài cùng là phi kim

+ Các nguyên t có 8 electron l p ngoài cùng là khí hi m

+ Các nguyên t có 4 electron l p ngoài cùng n u chu k nh là phi kim, chu k l n là kim lo i

5 D ng 5: Bài t p liên quan đ n các s l ng t

Ki n th c c n n m v ng:

- S l ng t chính (n ∈ N*) S l ng t này xác đ nh n ng l ng c a e trong nguyên t (E =

2 2

2 me

n h

π

− , trong đó m: là kh i l ng electron; e: là đi n tích

c a electron; h: là h ng s P l ng có giá tr = 6,625 es.s)

- S l ng t ph (l) qui đ nh hình d ng AO (l = 0; AOs l = 1; AOp l = 2;

AOd l = 3; AOf ) và xác đ nh mô men đ ng l ng M c a electron (M = m.v.r) theo công th c: M = ( 1)

2

h

l l

π + nó g m các giá tr t 0 đ n n – 1 (nh v y ng v i

m t giá tr c a n s có n giá tr c a l)

- S l ng t t (ml) xác đ nh hình chi u mô men đ ng l ng c a electron trên tr c z; Mz =

2

h m

π , nó qui đ nh s AO trong cùng m t phân l p S l ng t t

g m các giá tr t - l đ n + l Nh v y, ng v i m t giá tr c a l có 2l + 1 giá tr c a

ml hay ng v i m t giá tr c a n có n2 giá tr c a ml

- S l ng t spin (ms) mô t hình chi u mô men đ ng l ng riêng c a electron, ms có hai giá tr (-1/2 và +1/2)

III BÀI T P ÁP D NG

D ng 1: 200C DAu = 19,32 g/cm3 Gi thi t trong tinh th các nguyên t Au là

nh ng hình c u chi m 75% th tích tinh th Bi t kh i l ng nguyên t c a Au là 196,97 Tính bán kính nguyên t c a Au?

195 , 10 32 , 19

97 , 196

cm

Th tích c a 1 nguyên t Au: 24 3

23 12 , 7 10 10

023 , 6

1 100

75 195 ,

24

14 , 3 4

10 7 , 12 3

4

=

=

=

D ng 2:

a Nguyên t c a m t nguyên t có c u t o b i 115 h t H t mang đi n nhi u

h n h t không mang đi n là 25 h t Xác đ nh A; N c a nguyên t trên

Theo đ u bài, có : p + e + n = 115

Mà: p = e nên ta có 2p + n = 115 (1)

M t khác : 2p – n = 25 (2)

K t h p (1) và (2) ta có : gi i ra ta đ c

⎩

⎨

⎧

=

−

= + 25 2

115 2

n p

n p

⎩

⎨

⎧

=

= 45

35

n p

V y A = 35 + 45 = 80

b Xác đ nh c u t o h t (tìm s e, s p, s n), vi t kí hi u nguyên t c a nguyên t sau, bi t (t ng s h t c b n c a nguyên t đó là 13)

Theo đ u bài, có : p + e + n = 13

Mà : e = p nên có : 2p + n = 13 ⇒ n = 13 – 2p (*)

i v i đ ng v b n có : p≤n≤ 1 , 5p(**)

Thay (*) vào (**) ta đ c: p≤ 13 − 2p≤ 1 , 5p

5 4

3 , 4 7

, 3 7 , 3 5 , 3

13 13

5 , 3 5 , 1 2

13

3 , 4 3

13 13

3 2 13

=

⇒

=

⇒

≤

≤

⇒

⎪

⎪

⎭

⎪⎪

⎬

⎫

≈

≥

⇒

≥

⇔

≤

−

≈

≤

⇒

≤

⇔

−

≤

n p

p p

p p

p

p p

p p

V y e = p = 4 A = 4 + 5 = 9 Ký hi u : 49X

D ng 3: ng có 2 đ ng v và Nguyên t kh i trung bình c a đ ng là 63,54 Tìm t l kh i l ng c a trong CuCl

Cu

63

29 2965Cu Cu

63

t % c a đ ng v 63Cu là x, ta có ph ng trình: 63x + 65(1 – x) = 63,54

29

⇒ x = 0,73

V y 2963Cu% = 73% 134 , 54

2 =

CuCl

Thành ph n % c a 2 đ ng v Cu trong CuCl2 : 0 , 47 47 %

54 , 134

54 ,

Thành ph n % c a 2963Cu trong CuCl2 :

Sáng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

Trong 100g CuCl2 có 47g là Cu (c 2 đ ng v ) trong h n h p 2 đ ng v

và thì đ ng v chi m 73% V y kh i l ng trong 100g CuCl

Cu

63 29

Cu

65

% 31

,

34

100

73

.

D ng 4 và 5: Phi kim X có electron sau cùng ng v i 4 s l ng t có t ng đ i s

là 2,5 Xác đ nh X và cho bi t v trí c a X trong b ng tu n hoàn Bi t r ng electron trong X l n l t chi m các obitan b t đ u t m có tr s nh tr c

T d ki n c a đ , có: n + l + ml + ms = 2,5

TH1: ms = -1/2 ⇒ n + l + m1 = 3, ta có:

- n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1≠2 (lo i)

- n = 2 có: l + ml = 1

+ l = 0 ; ml = 0 ⇒ l + ml = 0≠1 (lo i)

+ l = 1; ml = -1, 0, 1 ⇒ l + ml = 1 ⇔ ml = 0 X có c u hình: 1s22s22p5 (Flo)

V trí: Ô (9), chu kì (2), nhóm (VIIA)

- n = 3 có l + ml = 0

+ l = 0; ml = 0 X có c u hình: 1s22s22p63s2 (Mg) V trí: Ô (2), chu kì (3), nhóm (IIA)

+ l = 1; ml = -1 X có c u hình: 1s22s22p63s23p4 (S) V trí: Ô (16), chu kì (3), nhóm (VIA)

+ l = 2; ml = -2 (lo i)

TH2: ms = +1/2 ⇒ n + l + m1 = 2, ta có các tr ng h p:

- n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1 (lo i)

- n = 2 có: l + ml = 0

+ l = 0 ; ml = 0 X có c u hình: 1s22s2 (Be) V trí: Ô (4), chu kì (2), nhóm (IIA)

+ l = 1; ml = -1 X có c u hình: 1s22s22p1 (Bo) V trí: Ô (5), chu kì (2), nhóm (IIIA)

K t lu n: X là phi kim v y X l n l t là: F, S

IV GIÁO ÁN TH NGHI M

Ti t: 8

LUY N T P V : THÀNH PH N C U T O NGUYÊN T ,

KH I L NG C A NGUYÊN T ,OBITAN NGUYÊN T

I/ M C TIÊU

1 V ki n th c

C ng c ki n th c:

- c tính các lo i h t c u t o nên nguyên t

- Nh ng đ i l ng đ c tr ng cho nguyờn t : i n tớch, s kh i, nguyờn t

kh i

2 V k n ng

Rốn k n ng:

- V n d ng ki n th c v thành ph n c u t o nguyờn t , đ c đi m c a cỏc h t

c u t o nờn nguyờn t đ gi i cỏc bài t p liờn quan

- D a vào cỏc đ i l ng đ c tr ng cho nguyờn t đ gi i cỏc bài t p v đ ng

v , nguyờn t kh i, nguyờn t kh i trung bỡnh

II/ CHU N B

- GV: Phi u h c t p;

- HS: Nghiờn tr c bài m i

III/ CÁC B C LấN L P

1 n đ nh l p:

S s :

V ng: …./ Cú phộp (….)

2 Ki m tra bài c

L ng vào ti t luy n t p

3 Bài m i

Th y

Ho t đ ng c a

6’

6’

10’

Hoạt động 1

Bμi tập 1

- Yêu cầu học sinh

chọn đáp án, giải

thích

- GV giải thích

thêm, kết luận

Hoạt động 2

Bμi tập 2

- Yêu cầu học sinh

chọn đáp án, giải

thích

- GV giải thích

thêm, kết luận

Hoạt động 3

Bμi tập 3

- Yêu cầu học sinh

thảo luận nhóm để

giải các câu a, b

- GV nhận xét, kết

luận

- HS: ch n đỏp ỏn, gi i thớch

- HS khỏc nh n xột, s a

ch a

- HS: ch n đỏp ỏn, gi i thớch

- HS khỏc nh n xột, s a

ch a

- HS th o lu n nhúm đ

gi i cỏc cõu a, b

- Hai nhúm c đ i di n lờn

b ng đ tr l i

- Cỏc nhúm cũn l i nh n

B/ BÀI T P

1 Ch n đỏp ỏn C

2 Ch n đỏp ỏn B

3 a

Sỏng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

10’

10’

Hoạt động 4

Bμi tập 4

- Yêu cầu một học

sinh lên bảng, các

học sinh còn lại

giải vào vở

- GV nhận xét, kết

luận

Hoạt động 5

Bμi tập 5

- Yêu cầu học sinh

thảo luận nhóm để

giải các câu a, b

- GV nhận xét, kết

luận

xột, s a ch a

- M t h c sinh lờn b ng

- Cỏc h c sinh cũn l i gi i vào v

- H c sinh th o lu n nhúm

đ gi i cỏc cõu a, b

- Hai nhúm c đ i di n lờn

b ng đ tr l i

- Cỏc nhúm cũn l i nh n xột, s a ch a

27 N

27 31 27 24

7 1, 6748.10

7 9,1095.10

23, 4382.10 (kg)

23, 4382.10 (g)

−

−

−

−

−

+ ì + ì

=

=

b

31 e

27 nt

-14

m 7 9,1095.10

m 23, 4382.10 = 2,73.10

−

−

ì

=

4 ỏp d ng cụng th c

tớnh nguyờn t kh i trung bỡnh, ta cú:

0, 34 36 0, 06 38 99, 6

39, 98

100

=

Gi i ph ng trỡnh trờn

ta đ c A = 40

5 a

A

100 = 24,3

=

b

Cứ 10 nguyên tử 25Mg thì có 78,99 nguyên tử

nguyên tử 26Mg

Vậy nếu có 50 nguyên

tử 25Mg thì có 395 nguyên tử 24Mg và có

55 nguyên tử 26Mg

4 C ng c , h ng d n h c nhà

D n h c sinh v nhà làm cỏc bài t p:

1 H p ch t A đ c t o thành t cỏc ion đ u cú c u hỡnh electron 1s22s22p63s23p6 Trong m t phõn t A cú t ng s h t (p, n, e) là 164 Xỏc đ nh CTPT c a A? Cho A tỏc d ng v a đ v i m t l ng Br2 thu đ c ch t r n D khụng tan trong n c D tỏc d ng v a đ v i 100 ml dung d ch H2SO4 đ c, núng, thu

đ c 13,44 lớt khớ Y (đktc) Xỏc đ nh n ng đ mol c a dung d ch axit?

2 Nguyờn t c a nguyờn t A cú b 4 s l ng t c a e l p ngoài là: n = 4; l

= 0; m = 0; ms = +1/2 Xỏc đ nh tờn, v trớ c a A trong b ng tu n hoàn?

C K T LU N

Sau quá trình xây d ng, phát tri n và hoàn thi n đ tài có áp d ng trong

gi ng d y nhà ph thông, b n thân tôi nh n th y vi c phân chia các d ng bài t p

đã giúp ích cho h c sinh t ng đ i nhi u: h c sinh ch đ ng h n trong h c t p, giáo viên có nhi u đi u ki n đ đánh giá phân x p lo i h c sinh Tuy nhiên đây m i

là suy ngh ch quan c a b n thân tôi, kính mong các b n đ ng nghi p đóng góp ý

ki n đ đ tài c a b n thân tôi đ c hoàn thi n h n

Xin trân tr ng c m n!

Sáng ki n kinh nghi m n m h c 2010 - 2011 GV: L ng Th D ng - THPT s 1 V n Bàn

M C L C

Trang N i dung

2 Tóm t t lí thuy t c b n c a ch ng

3-5 Tóm t t các d ng bài t p c b n

5-6-7 Bài t p áp d ng

8-9 Giáo án th nghi m

10 K t lu n

TÀI LI U THAM KH O

1 Sách giáo khoa, sách bài t p Hoá H c 10 (hai ban) NXB Giáo D c

2 Hoá H c nâng cao 10 NXB Giáo D c

3 Sách tham kh o c a các tác gi : Ngô Ng c An, Nguy n Tr ng Th do NXB Giáo D c phát hành