Kiến thức chuyên đề Nguyên tử và định luật tuần hoàn là phần kiến thức đại cương vô cùng quan trọng đối với Hóa học. Hiểu sâu sắc phần kiến thức này học sinh sẽ hiểu được bản chất của vấn đề, các em sẽ yêu thích khám phá, tìm hiểu một cách say mê, việc học sẽ trở thành tự thân của các em. Tuy nhiên, những nội dung kiến thức trong chuyên đề này mang tính trừu tượng và khó, học sinh chủ yếu học và lĩnh hội kiến thức theo hướng công nhận là chính. Vì vậy dạy học chuyên đề Nguyên tử và định luật tuần hoàn gây khó khăn đối với cả người dạy lẫn người học. Với những khó khăn trên, việc quan trọng của giáo viên cần làm là giúp học sinh tăng hứng thú học tập đối với chuyên đề này, để học sinh tự chủ động tìm hiểu và chiếm lĩnh kiến thức. Hay nói cách khác, giáo viên phải làm người “đạo diễn” được quá trình học tập của học sinh. Vì vậy, chúng tôi thực hiện dự án dạy học chuyên đề Nguyên tử và định luật tuần hoàn để học sinh tự tìm hiểu kiến thức và đưa ra các mô hình sản phẩm cụ thể.
Trang 2KẾ HOẠCH DẠY HỌC DỰ ÁN CHỦ ĐỀ: NGUYÊN TỬ VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
* Bối cảnh xây dựng chủ đề:
Kiến thức chuyên đề Nguyên tử và định luật tuần hoàn là phần kiến thức đạicương vô cùng quan trọng đối với Hóa học Hiểu sâu sắc phần kiến thức này họcsinh sẽ hiểu được bản chất của vấn đề, các em sẽ yêu thích khám phá, tìm hiểu mộtcách say mê, việc học sẽ trở thành tự thân của các em Tuy nhiên, những nội dungkiến thức trong chuyên đề này mang tính trừu tượng và khó, học sinh chủ yếu học
và lĩnh hội kiến thức theo hướng công nhận là chính Vì vậy dạy học chuyên đềNguyên tử và định luật tuần hoàn gây khó khăn đối với cả người dạy lẫn ngườihọc Với những khó khăn trên, việc quan trọng của giáo viên cần làm là giúp họcsinh tăng hứng thú học tập đối với chuyên đề này, để học sinh tự chủ động tìm hiểu
và chiếm lĩnh kiến thức Hay nói cách khác, giáo viên phải làm người “đạo diễn”được quá trình học tập của học sinh Vì vậy, chúng tôi thực hiện dự án dạy họcchuyên đề Nguyên tử và định luật tuần hoàn để học sinh tự tìm hiểu kiến thức vàđưa ra các mô hình sản phẩm cụ thể
* Đối tượng: Học sinh lớp 10A2 trường THPT Khoa học Giáo dục.
* Thời gian: 2 tuần.
* Phương pháp:
- Phương pháp thuyết trình
- Phương pháp dạy học giải quyết vấn đề
- Phương pháp dạy học dự án
* Công tác chuẩn bị của giáo viên
- GV soạn kế hoạch dự án, các hướng dẫn nghiên cứu, thang đánh giá, tài liệu
hỗ trợ GV và HS
Trang 3- Tìm kiếm và in các tài liệu liên quan đến chuyên đề để phát cho mỗi nhómHS.
- Phiếu học tập
- Chuẩn bị trang thiết bị và cơ sở vật chất tốt để thực hiện dự án
* Thực hiện dự án:
Chia nhóm: Chia 2 nhóm, mỗi nhóm 15 HS
Nhiệm vụ của giáo viên:
- Giới thiệu cho HS về phương pháp Dạy học theo dự án
- Đưa ra yêu cầu phân công nhiệm vụ cho mỗi nhóm
- Tổ chức cho từng nhóm thảo luận để xây dựng kế hoạch thực hiện dự án,theo dõi, hướng dẫn các nhóm thực hiện
- Thường xuyên kiểm tra, nhắc nhở các nhóm trong quá trình làm việc của cácnhóm
- Đưa ra rubric đánh giá kết quả
Nhiệm vụ của học sinh:
- Lắng nghe và ghi chép nội dung về dự án cần thực hiện
- Phân công công việc trong nhóm phù hợp
- Phối hợp với các thành viên trong nhóm để hoàn thành sản phẩm
Trang 4Phân công nhiệm vụ thực hiện dự án cho các nhóm:
Nhóm 1 Dựa vào những kiến thức đã học về chương “Nguyên tử
- Định luật tuần hoàn”, em hãy thiết kế một đồ dùng họctập để ứng dụng vào học và giải các bài tập liên quan tới
sự sắp xếp electron trong nguyên tử
Nhóm 2 Dựa vào những kiến thức đã học về chương “Nguyên tử
- Định luật tuần hoàn”, em hãy nghiên cứu và thiết kếmột mô hình thể hiện tự tăng/giảm các đại lượng vật lýtrên bảng tuần hoàn tuân theo quy luật biến đổi tuầnhoàn của các nguyên tố
* Phân công nhiệm vụ cụ thể từng tuần cho các thành viên trong nhóm Tên
- Thành phần nguyên tử, cấu tạo vỏ nguyên tử
- Số electron tối đa trong từng phân lớp và lớp là baonhiêu?
- Các nguyên lý, quy tắc sắp xếp electron trong nguyên
Trang 5bản word của nhóm.
- Lên ý tưởng xây dựng kế hoạch tổ chức buổi báo cáosản phẩm của nhóm (trình bày nội dung bằngpowerpoint)
- Lựa chọn người thuyết trình cho nhóm
- Chọn 2 bạn lên trình bày nội dung bài bào cáo
- Các bạn còn lại trong nhóm hỗ trợ các bạn có nhiệmvụ
- Chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm của nhóm (sau khi nghe ý kiến nhận xét, đóng góp của cô giáo và các bạn trong lớp)
- Cùng thiết kế và hoàn thiện sản phẩm nhóm
- Chọn 5 bạn chuẩn bị các đồ dùng, dụng cụ cần thiết đểthiết kế sản phẩm
- Chọn 2 bạn chụp ảnh, quay video tư liệu về hoạt độngnhóm
Trang 6- Chọn 4 bạn thiết kế hoạt động dạy và học có ứng dụngsản phẩm của nhóm.
- Chọn 2 bạn viết kịch bản trình bày sản phẩm nhóm (cóthể tổ chức hoạt động trò chơi cho các bạn trong lớp, sau đógiới thiệu về sản phẩm dụng cụ học tập của nhóm mình;hoặc có thể ngược lại)
- Chọn 2 bạn lên trình bày sản phẩm nhóm
- Chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm của nhóm(sau khi nghe ý kiến nhận xét, đóng góp của cô giáo và cácbạn trong lớp)
- Tuyên truyền sản phẩm tới các bạn học sinh trong trường nhằm hỗ trợ nâng cao hiệu quả học tập
Nhóm
2
Tuần 1 7 bạn: Tìm hiểu:
- Định luật tuần hoàn được phát biểu như thế nào?
- Bản chất của sự biến đổi các đại lượng vật lý (bánkính nguyên tử, độ âm điện, năng lượng ion hóa), tính kimloại, phi kim, hóa trị của các nguyên tố, tính axit-bazơ củaoxit và hiđroxit là gì?
- Ý nghĩa của định luật tuần hoàn là gì?
Trang 7- Chọn 2 bạn lên trình bày nội dung bài bào cáo
- Các bạn còn lại trong nhóm hỗ trợ các bạn có nhiệmvụ
- Chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm của nhóm(sau khi nghe ý kiến nhận xét, đóng góp của cô giáo và cácbạn trong lớp)
- Cùng thiết kế và hoàn thiện sản phẩm nhóm
- Chọn 5 bạn chuẩn bị các đồ dùng, dụng cụ cần thiết đểthiết kế sản phẩm
- Chọn 2 bạn chụp ảnh, quay video tư liệu về hoạt độngnhóm
- Chọn 4 bạn thiết kế hoạt động dạy và học có ứng dụngsản phẩm của nhóm
- Chọn 2 bạn viết kịch bản trình bày sản phẩm nhóm(có thể tổ chức hoạt động trò chơi cho các bạn trong lớp, sau
đó giới thiệu về sản phẩm dụng cụ học tập của nhóm mình;hoặc có thể ngược lại)
Trang 8- Chọn 2 bạn lên trình bày sản phẩm nhóm
- Chỉnh sửa, bổ sung, hoàn thiện sản phẩm của nhóm(sau khi nghe ý kiến nhận xét, đóng góp của cô giáo và cácbạn trong lớp)
- Tuyên truyền sản phẩm tới các bạn học sinh trongtrường nhằm hỗ trợ nâng cao hiệu quả học tập
tập thể lớp
- Bản word đầy đủnội dung tìm hiểu
- Bản power point vềnội nhung nghiên cứucủa nhóm
- Các hình ảnh minh hoạ
- Sách giáo khoahoá học lớp 10
và hoá học nângcao lớp 10, tạpchí hoá học vàứng dụng, các bàiviết về khí oxi
internet
- Các hình ảnhtrên mạng
- Tài liệu giáoviên cung cấp
Trang 9n 2
4 Xây dựng ý tưởngthiết kế sản phẩm (đồ vật)
của nhóm
5 Thiết kế sản phẩm thứ
2 nhóm
6 Xây dựng kịch bảntrình bày sản phẩm thứ 2 của
nhóm
7 Trình bày sản phẩm thứ 2 của nhóm trước giáo
- Tài liệu (Tranhảnh, video,…)trên mạng
Kế hoạch thực hiện của nhóm 2
- Định luật tuần hoàn được phát
biểu như thế nào?
- Bản chất của sự biến đổi các đại
lượng vật lý (bán kính nguyên tử,
- Bản word đầy
đủ nội dung tìmhiểu
- Bản power point
về nội nhung
- Sách giáo khoahoá học lớp 10 vàhoá học nâng caolớp 10, tạp chíhoá học và ứng
Trang 10tính kim loại, phi kim, hóa trị của
các nguyên tố, tính axit-bazơ của
về khí oxi trênmạng internet
- Các hình ảnhtrên mạng
- Tài liệu giáoviên cung cấp
- Tài liệu (Tranhảnh, video,…)trên mạng
Trang 11PHIẾU ĐÁNH GIÁ
1 Tên đề tài: ………
2 Tên nhóm:………
Hướng dẫn cho điểm sản phẩm dự án của nhóm:
Các tiêu chí Điểm tối đa Số điểm Ghi chú
- Năng lực trình bày trước đám đông 4
Trang 12Lâm Thảo Anh
Tạ Thị Thảo Hiền
Quách Thị Mai
150103031501031415010327
Trường Đại học Giáo dục
Tổng quan về bài dạy
Tiêu đề bài dạy: Nguyên tử và định luật tuần hoàn
Tóm tắt bài dạy
Bài học cung cấp cho học sinh các kiến thức liên quan đến nguyên tử, bảng tuầnhoàn và định luật tuần hoàn Từ cơ sở kiến thức thu được, học sinh thiết kế đượccác mô hình biểu diễn sự phân bố electron vào obital nguyên tử; mô hình biểudiễn sự tăng/giảm bán kính nguyên tử, độ âm điện, năng lượng ion hóa, tính kimloại, phi kim của các nguyên tử nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn
− Học sinh xác định được thành phần nguyên tử, cấu tạo vỏ nguyên tử
− Học sinh trình bày được các nguyên lý và quy tắc phân bố của cácelectron trong nguyên tử
− Học sinh phát biểu được định luật tuần hoàn
− Học sinh trình bày được quy luật biến đổi tuần hoàn các đại lượng vật lý(bán kính nguyên tử, độ âm điện, năng lượng ion hóa), tính kim loại, phikim, hóa trị của các nguyên tố, tính axit-bazơ của oxit và hiđroxit tươngứng
− Học sinh giải thích được các quy luật biến đổi
− Học sinh so sánh được các đại lượng vật lý (bán kính nguyên tử, độ âmđiện, năng lượng ion hóa), tính kim loại, phi kim giữa các nguyên tửnguyên tố hóa học, tính axit-bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng
Kỹ năng:.
− Học sinh viết được cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hóa
Trang 13− Năng lực giải quyết vấn đề
Bộ câu hỏi định hướng
Câu hỏi
bài học
Nhóm 1:
− Nguyên tử được cấu tạo từ những thành phần nào?
− Số electron tối đa trong từng phân lớp và lớp là bao nhiêu?
− Các nguyên lý, quy tắc sắp xếp electron trong nguyên tử làgì?
− Trật tự các mức năng lượng obital nguyên tử được môphỏng như thế nào?
− Từ cấu hình electron nguyên tử cho những gi?
Trang 14Nhóm 2:
- Định luật tuần hoàn được phát biểu như thế nào?
- Bản chất của sự biến đổi các đại lượng vật lý (bán kínhnguyên tử, độ âm điện, năng lượng ion hóa), tính kim loại,phi kim, hóa trị của các nguyên tố, tính axit-bazơ của oxit
và hiđroxit là gì?
- Ý nghĩa của định luật tuần hoàn là gì?
TIẾN TRÌNH BÀI DẠY
TIẾT 1 LẬP KẾ HOẠCH DỰ ÁN Hoạt động 1 Giới thiệu dự án (10 phút)
- Chiếu video về nguyên tử cho HS
theo dõi
- GV đặt vấn đề về dự án: “Các kiến
thức trong phần Nguyên tử, bảng tuần
hoàn và định luật tuần hoàn là những
Trang 15GV chia nhóm và giao nhiệm vụ, yêu
cầu cho HS tìm hiểu nội dung chính
của dự án:
- GV chia lớp thành 2 nhóm (mỗi nhóm
15 học sinh) và yêu cầu mỗi nhóm bầu
ra 1 nhóm trưởng
- GV giao nhiệm vụ cho từng nhóm
- GV đưa hình ảnh mô hình thể hiện sự
tăng/giảm tính kim loại, phi kim để gợi
ý cách làm cho nhóm 2
- GV phổ biến lịch trình của dự án:
+ Buổi 1: GV giới thiệu dự án, phân
công nhiệm vụ
+ Buổi 2: HS trình bày lý thuyết về
nhiệm đã được phân công bằng
- GV hướng dẫn HS tìm tài liệu: Sử
dụng sách giáo khoa Hóa học 10, bài
báo khoa học, tìm trên mạng internet,
- Các nhóm thảo luận và bầu ra nhómtrưởng
- HS ghi chép nhiệm vụ của nhóm mình
và lịch trình của dự án
- HS nhận bộ câu hỏi từ GV
Trang 16- GV khuyến khích HS làm việc độc
lập, song tính hợp tác làm việc nhóm
cũng cần đặt lên cao đặc biệt là khi
tổng hợp, phân tích xử lí thông tin
- GV yêu cầu các nhóm nộp sản phẩm
dự án bản word vào buổi báo cáo sản
phẩm, bản powerpoint gửi vào mail vào
trước 1 ngày báo cáo sản phẩm
- GV đưa ra các tiêu chí đánh giá sản
Hoạt động 3 Thảo luận (20 phút)
- GV yêu cầu các nhóm thảo luận,
nhóm trưởng phân công nhiệm vụ cho
- Nhóm trưởng phân công nhiệm vụ chotừng cá nhân trong nhóm
- Lập kế hoạch cho quá trình thực hiện
dự án, thời gian thực hiện và lịch họpnhóm để tổng hợp kiến thức, xây dựngsản phẩm nhóm
Trang 17- HS trao đổi với GV về các vấn đề liênquan đến nội dung, tìm tài liệu.
TIẾT 2 BÁO CÁO LÝ THUYẾT Hoạt động 1 Phổ biến nội dung cụ thể của tiết học (3 phút)
- GV nhắc lại nhiệm vụ của từng nhóm,
- GV nêu thứ tự trình bày và thời gian
trình bày tối đa của từng nhóm là 15
Hoạt động 2 Báo cáo lý thuyết (40 phút)
- Yêu cầu các nhóm chuẩn bị và lên
báo cáo phần chuẩn bị của nhóm mình
- GV yêu cầu nhóm 2 chú ý lắng nghe
- GV tổng kết, góp ý cho bài trình bày
- Nhóm 1 trình bày phần báo cáo củanhóm mình
- Đại diện nhóm 2 nhận xét, bổ sungphần trình bày của nhóm 1
- Nhóm 1 trình bày phần báo cáo củanhóm mình
- Đại diện nhóm 2 nhận xét, bổ sungphần trình bày của nhóm 1
Trang 18- GV tổ chức cho HS báo cáo, trình bày
- Tổ chức trò chơi: Thả “cá” vào “ao”Luật chơi: Mỗi người chơi sẽ nhận đượcmột nguyên tố bất kì với số “cá” tươngđương với số điện tích hạt nhân củanguyên tử nguyên tố đó Bạn hãy thả
“cá” vào “ao” theo những quy tắc sau: Quy tắc 1: Mỗi ao chỉ có tối đa 2 “concá” và “bơi” ngược chiều nhau
Quy tắc 2: Thả “cá” vào các “ao” theothứ tự từ “ao thấp” đến “ao cao”
Quy tắc 3: Các “ao” có độ cao giốngnhau thì số cá sẽ được thả sao cho số
Trang 19- GV nhận xét, góp ý về sản phẩm của
nhóm
“cá” ở một mình là lớn nhất và chúng
“bơi” cùng chiều
Sau khi thả “cá” thành công, với mỗi
“chú cá” tương ứng với 1 electron vàmỗi “ao” tương ứng với 1 obital Hãyviết cấu hình electron của nguyên tử màbạn nhận được Nếu người chơi thả “cá”vào “ao” đúng theo các quy tắc và viếtđúng cấu hình electron sẽ nhận đượcmột món quà từ ban tổ chức
Hoạt động 2 Trình bày sản phẩm nhóm 2 (15 phút)
- GV yêu cầu nhóm 2 lên trình bày sản
phẩm của nhóm
- GV đặt câu hỏi cho nhóm 2
- Đại diện nhóm 2 mang sản phẩm củanhóm lên trưng bày và thuyết trình vềsản phẩm của nhóm mình
- Nhóm 1 đặt câu hỏi cho nhóm 2 (nếucó)
Trang 20và yêu cầu HS về nhà hoàn thành để
buổi sau nộp lại
* Kết quả đạt được
Được tự thiết kế những mô hình cụ thể phục vụ cho quá trinh học tập giúphọc sinh hứng thú tham gia vào dự án, phát huy tỉnh chủ động, sáng tạo của họcsinh Thông qua quá trình tự tìm hiểu, nghiên cứu và những sản phẩm cụ thể giúphọc sinh hiểu kiến thức một cách có hệ thống và sâu sắc hơn
Bên cạnh đó, dạy học chuyên đề theo phương pháp dạy học dự án giúp họcsinh nâng cao những kĩ năng quan trọng như: kĩ năng tìm kiếm và xử lý thông tin,
kĩ năng thuyết trình, kĩ năng tổ chức hoạt động, kĩ năng làm việc nhóm,
PHIẾU HỌC TẬP Câu 1: Viết cấu hình electron của các nguyên tử sau đây: Na (Z=11), Cl (Z=17),
Ca (Z=20), N (Z=7), P (Z=15), Fe (Z=26), Cu (Z=29), Al (Z=13), Br (Z=35),
S (Z=16)
Từ cấu hình electron hãy cho biết các nguyên đó nằm ở chu kì và nhóm nào?
Trang 21Câu 2: Nguyên tử của một nguyên tố có tổng 122 hạt Số hạt mang điện trong hạt
nhân ít hơn số hạt không mang điện là 11 hạt Tính số khối của nguyên tử trên
Câu 3: Trong phân tử M2X có tổng số hạt p,n,e là 140, trong đó số hạt mang điệnnhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt Số khối của M lớn hơn số khối của X
là 23 Tổng số hạt p,n,e trong nguyên tử M nhiều hơn trong nguyên tử X là 34 hạt.Xác định công thức của M2X
Câu 4: Đồng có 2 đồng vị ; , biết tỉ lệ số nguyên tử của chúng lần lượt là105: 245 Tính nguyên tử khối trung bình của Cu
Câu 5: Hãy sắp xếp các nguyên tố Na, Mg, Al, Si theo thứ tự:
a Tăng dần bán kính nguyên tử
b Tăng dần năng lượng ion hóa
c Tăng dần độ âm điện
LÝ THUYẾT VÀ CÁC DẠNG BÀI TẬP CHUYÊN ĐỀ:
NGUYÊN TỬ VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
1 Nguyên tử
1.1 Thành phần nguyên tử:
Nguyên tử là hạt vô cùng nhỏ, trung hòa về điện, gồm hạt nhân và vỏnguyên tử Hạt nhân gồm các hạt proton (p) mang điện tích dương và nơtron(n) trung hòa điện; phần vỏ nguyên tử gồm các electron (e) mang điện tíchâm
Điện tích: qp= + 1,602.10-19 C = 1+
qn= 0
qe= - 1,602.10-19 C = Khối lượng: mp= 1,6726.10-27kg = 1u = 1đvC
1-mn= mp= 1,6726.10-27kg = 1u = 1đvC
Trang 22me= 9,1094.10-31 kg << ≈ 0
1.2 Điện tích hạt nhân - Số hiệu nguyên tử - Số khối:
Nguyên tử trung hòa về điện nên số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số
electron = số hiệu nguyên tử (kí hiệu: Z)
số p = số e = Z
Số khối, ký hiệu A
A = Z + N
Trong đó: Z là tổng số hạt p; N là tổng số hạt nNguyên tố hóa học bao gồm các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân
Ký hiệu nguyên tử: Z A X
1.3 Đồng vị - Nguyên tử khối trung bình:
Đồng vị là các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron,
do đó số khối A của chúng khác nhau Phần lớn các nguyên tố hóa học là hỗnhợp của nhiều đồng vị
● Đồng vị bền (Z≤ 82):
Z ≤ N ≤1,524Z Trường hợp Z ≤20 :
Trang 23Z ≤ N ≤1,23Z
● Đồng vị không bền (Z ¿ 82) : đồng vị phóng xạ
Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử Nguyên tử khối
của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.
Khối lượng nguyên tử: mnt = me + mp + mn Tuy nhiên, do khối
lượng hạt electron rất nhỏ nên coi khối lượng nguyên tử:
mnt = mp + mn
Nguyên tử khối trung bình: hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của
nhiều đồng vị với tỉ lệ phần trăm số nguyên tử xác định, nên nguyên tử khốicủa các nguyên tố có nhiều đồng vị là nguyên tử khối trung bình của hỗn hợpcác đồng vị có tính đến tỉ lệ phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị
Mô hình nguyên tử cũ do Rơ – dơ – pho,
Bo và Zom – mơ – phen đề xướng: các
electron chuyển động trên những quỹ đạo
tròn hoặc bầu dục xác định xung quanh hạt
nhân – mô hình hành tinh nguyên tử
Trang 24Mô hình hiện đại về sự chuyển động của electron trong nguyên tử đã cho ra
đời một khái niệm mới về obitan nguyên tử “Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt của electron khoảng 90%” Dựa trên sự khác nhau về trạng thái (do mức năng lượng) của
electron trong nguyên tử mà phân loại thành các obitan s, obitan p, obitan d vàobitan f
1 obitan s 3 obitan p
1.5 Cấu tạo vỏ nguyên tử:
Lớp electron: Các electron ở gần nhau hơn liên kết bền chặt hơn với hạt
nhân, suy ra electron ở lớp trong có mức năng lượng thấp hơn Các electrontrong cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau
Trang 25Thứ tự lớp electron tăng dần 1,2,3,…n tương ứng với mức năng lượng củaelectron tăng dần.
● Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản trong nguyên tử các
electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.
Dãy phân bố theo mức năng lượng: ( kết quả thực nghiệm về quang phổphát xạ)
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d…
● Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên
các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau (thường mũi tên cùng chiều được
viết hướng lên trên)
Cách phân bố này được giải thích là do khi phân đều các electron vào các ô
lượng tử thì ta có số e lớn nhất sẽ giảm được sự đẩy nhau giữa cácelectron và do đó nguyên tử bền vững hơn
Trang 261.6 Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng:
- Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất
là 8 electron
- Các nguyên tố có 8e lớp ngoài cùng là các khí hiếm (trừ He)
- Các nguyên tố có 1-3e lớp ngoài cùng là các kim loại (trừ H và B).Trong phản ứng hóa học, các kim loại nhường e để trở thành ion dương
- Các nguyên tố có 5-7e lớp ngoài cùng là các phi kim Trong phản ứnghóa học, các phi kim nhận e để trở thành ion âm
2 Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
2.1 Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học:
Tính đến tháng 12 năm 2016 có 118 nguyên tố hóa học được tìm ra và cácnguyên tố được sắp xếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học theo chiềutăng dần điện tích hạt nhân
Ô nguyên tố: mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô Số thứ tự của ônguyên tử bằng số hiệu nguyên tử (Z) của nguyên tố đó
Các nguyên tố được sắp xếp theo hệ thống gồm 7 chu kì và 8 nhóm Mỗinhóm được phân ra thành phân nhóm chính (nhóm A) và phân nhóm phụ(nhóm B)
Chu kì là hàng của nguyên tố có cùng số lớp electron Số thứ tự chu kìđánh số từ 1-7
8 cột, mỗi cột là 1 nhóm: mỗi nhóm được chia thành 2 nhóm nhỏ: nhóm Agồm các nguyên tố s, p thuộc cả chu kì lớn và chu kì nhỏ và nguyên tử của cácnguyên tố thuộc nhóm A có số electron lớp ngoài cùng bằng số thứ tự củanhóm; nhóm B chỉ gồm các nguyên tố d, f thuộc chu kì lớn
Trang 272.2 Định luật tuần hoàn:
Dưới ánh sáng của thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại, định luật tuần hoàn
được phát biểu: “Tính chất của các nguyên tố cũng như thành phần và tính chất của các đơn chất và hợp chất tạo nên từ nguyên tố đó biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử”.
Tất cả các tính chất của các nguyên tố, quy định bởi cấu tạo lớp vở nguyên
tử (đặc biệt là bởi lớp electron ngoài cùng) Các tính chất này đều biến thiênmột cách tuần hoàn theo các chu kì và nhóm
Bán kính nguyên tử:
● Trong cùng một chu kì, bán kính nguyên tử của các nguyên tố giảm dần
theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
● Trong cùng một nhóm A hoặc B, bán kính nguyên tử của các nguyên tố
tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân Giải thích bằng sự tăng
số lớp electron
Năng lượng ion hóa: là năng lượng tối thiểu cần để tách hoàn toàn một
electron ra khỏi nguyên tử tự do ở thể khí và trạng thái cơ bản
● Trong 1 chu kì: theo chiều tăng điện tích hạt nhân năng lượng ion hóa
tăng
● Trong cùng một nhóm A: theo chiều tăng điện tích hạt nhân năng lượng
ion giảm
Độ âm điện: là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên
tử nguyên tố đó khi tạo thành liên kết hóa học .
● Trong cùng 1 chu kì: độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố tăng dần
● Trong cùng 1 nhóm A: độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố giảmdần
Tính kim loại – tính phi kim:
Trang 28● Trong mỗi chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần.
● Trong mỗi nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần.
Tính axit – tính bazơ: tính axit – bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng
của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhânnguyên tử
Theo
chiều Z↑
NL ionhóa
BKnguyêntử
Độ âmđiện
Tínhkimloại
Tínhphikim
Tínhbazơ
Tínhaxit
Trong cùng một chu kì, bán kính nguyên tử của các nguyên tố giảm dần
khi số điện tích hạt nhân tăng do sự tăng sức hút của hạt nhân đối với điện tử.
Sự giảm nhanh bán kính nguyên tử ở các chu kì nhỏ là do ở các chu kì nhỏ chỉ xảy ra sự điền thêm electron lớp ngoài, ở các chu kì lớn, sự giảm bán kính xảy ra chậm trong phạm vi các nguyên tố họ d và f do sự điền electron xảy ra ở các phân lớp d và f ở phía bên trong.
Trong cùng một phân nhóm chính, bán kính nguyên tử tăng dần từ trên
xuống dưới do sự tăng số lớp điện tử.
Trong cùng một phân nhóm phụ, khi đi từ nguyên tố thứ hai đến nguyên
tố thứ ba có sự tăng chậm hoặc có trường hợp hơi giảm bán kính nguyên tử
Trang 29(VD khi đi từ Zr đến Hf) do sự khác nhau quá nhiều về số điện tích hạt nhân của hai nguyên tố này.
3.2 Độ âm điện
Độ âm điện của một nguyên tố là đại lượng đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử nguyên tố đó ở trong phân tử
Độ âm điện của nguyên tử càng lớn thì tính phi kim của nó càng mạnh
Độ âm điện của nguyên tử càng nhỏ thì tính kim loại của nó càng mạnh
Trong cùng một chu kì, theo chiều tăng dần điện tích do bán kinh nguyên
tử giảm nghĩa là lực hút giữa electron và hạt nhân tăng, vì vậy các electron khó tách ra khỏi nguyên tử, việc nhận thêm electron trở nên dễ dàng có nghĩa
là tính kim loại giảm, tính phi kim tăng, độ âm điện tăng.
Trong cùng một nhóm, theo chiều tăng dần điện tích do bán kính nguyên
tử tăng nghĩa là lực hút giữa electron và hạt nhân giảm, vì vậy các electron
dễ dàng tách ra khỏi nguyên tử, việc nhận thêm electron trở nên khó khăn có nghĩa là tính kim loại tăng, tính phi kim giảm, độ âm điện giảm.
Tuy nhiên khi so sánh độ âm điện của Ga (Gali) với Al hay của Ge với Si
ta thấy không đúng với quy luật biến đổi trên, Ga có độ âm điện lớn hơn Al
và Ge có độ âm điện lớn hơn Si do sự có phân lớp d của các nguyên tố thuộc chu kì 4 nằm sau dòng đầu tiên của các nguyên tố chuyển tiếp dẫn đến bán kính nguyên tử nhỏ bất thường vì các electron 3d không che chắn hiệu quả, vì vậy độ âm điện lớn hơn.
3.3 Năng lượng ion hóa
Năng lượng ion hóa là năng lượng tối thiểu cần thiết để tách hoàn toàn một electron ra khỏi nguyên tử tự do ở thể khí và trạng thái cơ bản.
Về trị số tuyệt đối, năng lượng ion hóa (I1) của một nguyên tố chính bằngnăng lượng của điện tử tương ứng ở trạng thái cơ bản Trong nguyên tử nhiềuđiện tử, năng lượng này còn phụ thuộc vào sự phân bố mật độ điện tích củađiện tử trong nguyên tử
Trang 30Nhìn chung, trong một chu kì năng lượng ion hóa tăng dần theo chiềutăng điện tích hạt nhân Ví dụ ở chu kì II, năng lượng ion hóa tăng dần từ Li
đến Ne do sự tăng số điện tích hạt nhân trong khi số lớp điện tử không thay đổi Tuy nhiên có một số trường hợp ngoại lệ như: khi đi từ Be đến B và từ N
đến O ta thấy ngược lại có sự giảm năng lượng ion hóa Sự giảm năng lượng
ion hóa khi đi từ Be đến B do sự liên kết kém bền vững của điện tử p trong nguyên tử B và điện tử s trong nguyên tử Be Sự giảm năng lượng ion hóa khi
đi từ N đến O do sự tương tác đẩy giữa 2 điện tử 2p trên cùng 1 orbital trong nguyên tử O.
Nói chung trong 1 chu kì năng lượng ion hóa tăng cùng số điện tích hạtnhân nên kim loại kiềm có năng lượng ion hóa nhỏ nhất, khí trơ có nănglượng ion hóa lớn nhất Đối với những nguyên tố chuyển tiếp, trong cùng 1chu kì, giá trị năng lượng ion hóa tăng lên rất chậm khi đi từ nguyên tố này
đến nguyên tố khác do ở trạng thái cơ bản, nói chung những điện tử ở lớp ngoài cùng đều là những điện tử s như nhau.
Nếu so sánh năng lượng ion hóa của các nguyên tố trong cùng 1 nhómnhư từ Li đến Cs, ta thấy giá trị của I1 giảm khi số điện tích hạt nhân tăng do
sự tăng kích thước của nguyên tử khi có thêm những lớp điện tử trong nguyên
tử Sự tách điện tử 6s trong nguyên tử Cs cần năng lượng nhỏ (3,893 eV) hơn năng lượng cần thiết để tách điện tử 2s trong nguyên tử Li (5,390 eV).
3.4 Ái lực electron
Ái lực electron (hay ái lực điện tử) là năng lượng được giải phóng (haynăng lượng cần cung cấp trong trường hợp nguyên tử có ái lực điện tử âm)khi một điện tử nhận thêm một điện tử để trở thành ion âm
Các nguyên tố halogen có ái lực điện tử lớn nhất vì những ion được tạo
thành có cấu hình điện tử bền vững với phân lớp bão hòa Những nguyên tử
với những phân lớp bão hòa thường có ái lực điện tử âm (VD: Mg, Be).Những nguyên tử của những nguyên tố thuộc nhóm Nitơ có ái lực điện tửnhỏ Điều này cũng chứng minh tính chất bền vững của những phân lớp nửabão hòa