Tài liệu ôn Vật lý Lớp 12

Các thành phần cấu tạo nên bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học như sau: Ô : Số thứ tự của ô bằng số hiệu nguyên tử và bằng số đơn vị điện tích hạt nhân bằng tổng số electron củ[r]

PHẦ N 1- HOÁ HỌ C ĐẠ I CƯ Ơ NG

Chư ơ ng 1 – CẤ U TẠ O NGUYÊN TỬ - ĐỊ NH LUẬ T TUẦ N HOÀN

VÀ LIÊN KẾ T HOÁ HỌ C

A TÓM TẮ T LÍ THUYẾ T

I CẤ U TẠ O NGUYÊN TỬ

1 Thành phầ n, cấ u tạ o nguyên tử

Nguyên tử gồ m hạ t nhân và vỏ electron Hạ t nhân gồ m các hạ t proton và

nơ tron, phầ n vỏ gồ m các electron Các đặ c trư ng củ a các hạ t cơ bả n trong nguyên tử

đư ợ c tóm tắ t trong bả ng sau:

Khố i lư ợ ng (kg) 1,6726.10-27 1,6748.10-27 9,1095.10-31

2 Hạ t nhân nguyên tử :

Khi bắ n phá mộ t lá vàng mỏ ng bằ ng tia phóng xạ củ a rađi, Ruzơ fo đã phát hiệ n hạ t nhân nguyên tử Hạ t nhân nguyên tử có kích thư ớ c rấ t nhỏ so vớ i kích thư ớ c

củ a toàn bộ nguyên tử Hạ t nhân mang điệ n tích dư ơ ng

Điệ n tích hạ t nhân có giá trị bằ ng số proton trong hạ t nhân, gọ i là Z+ Do nguyên tử trung hoà về điệ n cho nên số electron bằ ng số Z

Ví dụ : nguyên tử oxi có 8 proton trong hạ t nhân và 8 electron ở lớ p vỏ

Số khố i, kí hiệ u A, đư ợ c tính theo công thứ c A = Z + N, trong đó Z là tổ ng số hạ t

proton, N là tổ ng số hạ t nơ tron

Nguyên tố hoá họ c bao gồ m các nguyên tử có cùng điệ n tích hạ t nhân

Đồ ng vị là nhữ ng nguyên tử có cùng số proton như ng khác nhau về số nơ tron, do

đó số khố i A củ a chúng khác nhau

Ví dụ : Nguyên tố oxi có ba đồ ng vị, chúng đề u có 8 proton và 8, 9, 10 nơ tron

trong hạ t nhân nguyên tử

16 17 18

8O, O, O8 8

II CẤ U TẠ O VỎ ELECTRON CỦ A NGUYÊN TỬ

1 Lớ p electron

• Trong nguyên tử , mỗ i electron có mộ t mứ c năng lư ợ ng nhấ t định Các electron có mứ c năng lư ợ ng gầ n bằ ng nhau đư ợ c xế p thành mộ t lớ p electron

• Thứ tự củ a lớ p tăng dầ n 1, 2, 3, n thì mứ c năng lư ợ ng củ a electron cũng tăng

dầ n Electron ở lớ p có trị số n nhỏ bị hạ t nhân hút mạ nh, khó bứ t ra khỏ i nguyên tử Electron ở lớ p có trị số n lớ n thì có năng lư ợ ng càng cao, bị hạ t nhân hút yế u hơ n và

dễ tách ra khỏ i nguyên tử

• Lớ p electron đã có đủ số electron tố i đa gọ i là lớ p electron bão hoà

• Tổ ng số electron trong mộ t lớ p là 2n2

2 Phân lớ p electron

• Mỗ i lớ p electron lạ i đư ợ c chia thành các phân lớ p Các electron thuộ c cùng

mộ t phân lớ p có mứ c năng lư ợ ng bằ ng nhau

• Kí hiệ u các phân lớ p là các chữ cái thư ờ ng: s, p, d, f

• Số phân lớ p củ a mộ t lớ p electron bằ ng số thứ tự củ a lớ p Ví dụ lớ p K (n =1) chỉ có mộ t phân lớ p s Lớ p L (n = 2) có 2 phân lớ p là s và p Lớ p M (n = 3) có 3 phân lớ p là s, p, d…

• Số electron tố i đa trong mộ t phân lớ p:

- Phân lớ p s chứ a tố i đa 2 electron,

- Phân lớ p p chứ a tố i đa 6 electron,

- Phân lớ p d chứ a tố i đa 10 electron và f chứ a tố i đa 14 electron

Lớ p electron Số electron tố i đa củ a

lớ p

Phân bố electron trên các phân lớ p

3 Cấ u hình electron củ a nguyên tử

Là cách biể u diễ n sự phân bố electron trên các lớ p và phân lớ p Sự phân bố củ a các electron trong nguyên tử tuân theo các nguyên lí và quy tắ c sau:

a Nguyên lí vữ ng bề n: Ở trạ ng thái cơ bả n, trong nguyên tử các electron

chiế m lầ n lư ợ t các obitan có mứ c năng lư ợ ng từ thấ p lên cao

b Nguyên lí Pauli: Trên mộ t obitan chỉ có thể có nhiề u nhấ t là hai electron

và hai electron này chuyể n độ ng tự quay khác chiề u nhau xung quanh trụ c riêng củ a

mỗ i electron

c Quy tắ c Hun: Trong cùng mộ t phân lớ p, các electron sẽ phân bố trên các

obitan sao cho số electron độ c thân là tố i đa và các electron này phả i có chiề u tự quay giố ng nhau

d Quy tắ c về trậ t tự các mứ c năng lư ợ ng obitan nguyên tử :

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d

Ví dụ : Cấ u hình electron củ a Fe, Fe2+

, Fe3+

Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2

Fe2+: 1s22s22p63s23p63d6

Fe3+: 1s22s22p63s23p63d5

4 Đặ c điể m củ a lớ p electron ngoài cùng

• Đố i vớ i nguyên tử củ a tấ t cả các nguyên tố , số electron lớ p ngoài cùng có nhiề u nhấ t là 8 electron

• Các nguyên tử có 8 electron lớ p ngoài cùng (ns2np6) đề u rấ t bề n vữ ng, chúng

hầ u như không tham gia vào các phả n ứ ng hoá họ c Đó là các khí hiế m, vì vậ y trong

tự nhiên, phân tử khí hiế m chỉ gồ m mộ t nguyên tử

• Các nguyên tử có 1-3 electron lớ p ngoài cùng đề u là các kim loạ i (trừ B) Trong các phả n ứ ng hoá họ c các kim loạ i có xu hư ớ ng chủ yế u là như ờ ng electron trở thành ion dư ơ ng

• Các nguyên tử có 5 -7 electron lớ p ngoài cùng đề u là các phi kim Trong các phả n ứ ng hoá họ c các phi kim có xu hư ớ ng chủ yế u là nhậ n thêm electron trở thành ion âm

• Các nguyên tử có 4 electron lớ p ngoài cùng là các phi kim, khi chúng có số hiệ u nguyên tử nhỏ như C, Si hay các kim loạ i như Sn, Pb khi chúng có số hiệ u nguyên tử lớ n

III BẢ NG TUẦ N HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌ C

1 Nguyên tắ c sắ p xế p:

• Các nguyên tố hoá họ c đư ợ c sắ p xế p theo chiề u tăng dầ n điệ n tích hạ t nhân nguyên tử

• Các nguyên tố hoá họ c có cùng số lớ p electron đư ợ c sắ p xế p thành cùng mộ t hàng

• Các nguyên tố hoá họ c có cùng số electron hoá trị trong nguyên tử đư ợ c sắ p

xế p thành mộ t cộ t

2 Cấ u tạ o củ a bả ng hệ thố ng tuầ n hoàn

Bả ng hệ thố ng tuầ n hoàn các nguyên tố hoá họ c là sự thể hiệ n nộ i dung củ a định luậ t tuầ n hoàn Trong hơ n 100 năm tồ n tạ i và phát triể n, đã có khoả ng 28 kiể u bả ng hệ thố ng tuầ n hoàn khác nhau Dạ ng đư ợ c sử dụ ng trong sách giáo khoa hoá họ c phổ thông hiệ n nay là bả ng hệ thố ng tuầ n hoàn dạ ng dài Các thành phầ n cấ u tạ o nên

bả ng hệ thố ng tuầ n hoàn các nguyên tố hoá họ c như sau:

Ô : Số thứ tự củ a ô bằ ng số hiệ u nguyên tử và bằ ng số đơ n vị điệ n tích hạ t nhân

bằ ng tổ ng số electron củ a nguyên tử

Chu kì: Có 7 chu kỳ, số thứ tự củ a chu kì bằ ng số lớ p electron củ a nguyên tử gồ m:

+ Chu kì nhỏ là các chu kì 1, 2, 3 chỉ gồ m các nguyên tố s và các nguyên tố p

Mỗ i chu kỳ nhỏ gồ m 8 nguyên tố , trừ chu kỳ 1 chỉ có hai nguyên tố

+ Chu kì lớ n là các chu kì 4, 5, 6 ,7 gồ m các nguyên tố s, p, d và f Chu kỳ 4 và chu kỳ 5 mỗ i chu kỳ có 18 nguyên tố Chu kỳ 6 có 32 nguyên tố Theo quy luậ t, chu

kỳ 7 cũng phả i có 32 nguyên tố , tuy nhiên chu kỳ 7 mớ i phát hiệ n đư ợ c 24 nguyên tố hoá họ c Lí do là các nguyên tố có hạ t nhân càng nặ ng càng kém bề n, chúng có “đờ i

số ng” rấ t ngắ n ngủ i

Nhóm: Có 8 nhóm, số thứ tự củ a nhóm bằ ng số electron hoá trị gồ m :

+ Nhóm A: Số thứ tự củ a nhóm bằ ng số electron hoá trị (gồ m các nguyên tố s

và p) Nhóm A còn đư ợ c gọ i là các nguyên tố thuộ c phân nhóm chính

+ Nhóm B: Số thứ tự củ a nhóm B bằ ng số electron hoá trị (gồ m các nguyên tố

d và f) Nhóm B còn đư ợ c gọ i là các nguyên tố thuộ c phân nhóm phụ

IV NHỮ NG TÍNH CHẤ T BIẾ N ĐỔ I TUẦ N HOÀN THEO CHIỀ U TĂNG CỦ A ĐIỆ N TÍCH HẠ T NHÂN

- Bán kính nguyên tử :

+ Trong chu kỳ, theo chiề u tăng củ a điệ n tích hạ t nhân, bán kính nguyên tử giả m dầ n

+ Trong nhóm A, theo chiề u tăng củ a điệ n tích hạ t nhân, bán kính nguyên tử tăng dầ n

- Độ âm điệ n, tính kim loạ i - phi kim, tính axit - bazơ củ a oxit và hiđroxit biế n đỏ i

tư ơ ng tự bán kính nguyên tử

- Năng lư ợ ng ion hoá:

+ Trong chu kỳ, theo chiề u tăng củ a điệ n tích hạ t nhân, năng lư ợ ng ion hoá

củ a nguyên tử tăng dầ n

+ Trong nhóm A, theo chiề u tăng củ a điệ n tích hạ t nhân, năng lư ợ ng ion hoá

củ a nguyên tử giả m dầ n

V LIÊN KẾ T HOÁ HỌ C

Xu hư ớ ng củ a các nguyên tử kim loạ i hay phi kim là đạ t đế n cấ u hình bề n

vữ ng như củ a khí hiế m bằ ng cách cho, nhậ n electron tạ o ra kiể u hợ p chấ t ion, hay góp chung electron tạ o ra hợ p chấ t cộ ng hoá trị (nguyên tử )

Không có ranh giớ i thậ t rõ ràng giữ a các chấ t có kiể u liên kế t ion và cộ ng hoá trị Ngư ờ i ta thư ờ ng dùng hiệ u số độ âm điệ n (∆χ ) để xét mộ t chấ t có kiể u liên kế t hoá họ c gì

- Nế u hiệ u số độ âm điệ n ∆χ ≥ 1,70 thì chấ t đó có kiể u liên kế t ion, - Nế u hiệ u số độ âm điệ n ∆χ < 1,70 thì chấ t đó có kiể u liên kế t cộ ng hoá trị (ngoạ i

lệ HF có ∆χ≥ 1,70 như ng vẫ n thuộ c loạ i liên kế t cộ ng hoá trị )

Có thể so sánh hai kiể u liên kế t hoá họ c qua bả ng sau:

Hình thành giữ a kim loạ i điể n

hình và phi kim điể n hình

Hiệ u số độ âm điệ n ∆χ≥ 1,70

Hình thành giữ a các nguyên tử giố ng nhau hoặ c gầ n giố ng nhau

Hiệ u số độ âm điệ n ∆χ < 1,70 Nguyên tử kim loạ i như ờ ng

electron trở thành ion dư ơ ng

Nguyên tử phi kim nhậ n

electron trở thành ion âm Các

ion khác dấ u hút nhau bằ ng lự c

hút tĩnh điệ n Ví dụ : NaCl,

MgCl2…

Bả n chấ t: do lự c hút tĩnh điệ n

giữ a các ion mang điệ n tích trái

dấ u

Các nguyên tử góp chung electron Các electron dùng chung thuộ c hạ t nhân củ a

cả hai nguyên tử Ví dụ : H2, HCl…

Liên kế t cộ ng hoá trị không cự c khi đôi electron dùng chung không bị

lệ ch về nguyên tử nào: N2, H2…

Liên kế t cộ ng hoá trị có cự c khi đôi electron dùng chun bị lệ ch về mộ t nguyên tử : HBr, H2O

Liên kế t cho - nhậ n (phố i trí) là mộ t trư ờ ng hợ p riêng củ a liên kế t cộ ng hoá trị Trong đó, đôi electron dùng chung đư ợ c hình thành do mộ t nguyên tử đư a ra Ví dụ trong phân tử khí sunfurơ SO2 , công thứ c cấ u tạ o củ a SO2 là:

S

Liên kế t cho nhậ n đư ợ c kí hiệ u bằ ng mộ t mũi tên Mỗ i mũi tên biể u diễ n mộ t

cặ p electron dùng chung, trong đó phầ n gố c mũi tên là nguyên tử cho electron, phầ n ngọ n là nguyên tử nhậ n electron

B ĐỀ BÀI

Hãy chọ n phư ơ ng án đúng A, B, C hay D trong các câu hỏ i trắ c nghiệ m sau:

1 Electron đư ợ c tìm ra vào năm 1897 bở i nhà bác họ c ngư ờ i Anh Tom - xơ n (J.J

Thomson) Đặ c điể m nào sau đây không phả i củ a electron?

A Mỗ i electron có khố i lư ợ ng bằ ng khoả ng 1

1840 khố i lư ợ ng củ a nguyên tử

nhẹ nhấ t là H

B Mỗ i electron có điệ n tích bằ ng -1,6 10-19 C, nghĩa là bằ ng 1- điệ n tích nguyên tố

C Dòng electron bị lệ ch hư ớ ng về phía cự c âm trong điệ n trư ờ ng

D Các electron chỉ thoát ra khỏ i nguyên tử trong nhữ ng điề u kiệ n đặ c biệ t (áp suấ t khí rấ t thấ p, điệ n thế rấ t cao giữ a các cự c củ a nguồ n điệ n)

2 Các đồ ng vị đư ợ c phân biệ t bở i yế u tố nào sau đây?

3 Kí hiệ u nào trong số các kí hiệ u củ a các obitan sau là sai?

4 Ở phân lớ p 3d số electron tố i đa là:

5 Ion, có 18 electron và 16 proton, mang số điệ n tích nguyên tố là:

6 Các ion và nguyên tử : Ne, Na+, F_ có điể m chung là:

7 Cấ u hình electron củ a các ion nào sau đây giố ng như củ a khí hiế m ?

8 Có bao nhiêu electron trong mộ t ion 52

24Cr3+?

9 Vi hạ t nào sau đây có số proton nhiề u hơ n số electron?

10 Nguyên tử củ a nguyên tố có điệ n tích hạ t nhân 13, số khố i 27 có số electron hoá trị là:

11 Nguyên tử củ a nguyên tố hoá họ c nào có cấ u hình electron dư ớ i đây:

(1) 1s22s22p1 ………

(2) 1s22s22p5 ………

(3) 1s22s22p63s1 ………

(4) 1s22s22p63s23p2 ………

12 Hãy viế t cấ u hình electron củ a các ion sau: Ion cấ u hình electron Ion cấ u hình electron (1) Na+ ……… (4) Ni2+ ………

(2) Cl- ……… (5) Fe2+ ………

(3) Ca2+ ……… (6) Cu+ ………

13 Nguyên tử củ a nguyên tố hoá họ c có cấ u hình electron 1s22s22p63s23p64s1 là:

14 Chu kỳ bán rã, thờ i gian cầ n thiế t để lư ợ ng chấ t ban đầ u mấ t đi mộ t nử a, củ a 32P

15

là 14,3 ngày Cầ n bao nhiêu ngày để mộ t mẫ u thuố c có tính phóng xạ chứ a 32P

15 giả m

đi chỉ còn lạ i 20% hoạ t tính phóng xạ ban đầ u củ a nó

15 238U

92 là nguyên tố gố c củ a họ phóng xạ tự nhiên uran, kế t thúc củ a dãy này là

đồ ng vị bề n củ a chì 206Pb

82 , số lầ n phân rã α và β là :

A 6 phân rã α và 8 lầ n phân rã β

B 8 phân rã α và 6 lầ n phân rã β

C 8 phân rã α và 8 lầ n phân rã β

D 6 phân rã α và 6 lầ n phân rã β

16 Tia phóng xạ củ a đồ ng vị 14

6C là:

17 Trong các cấ u hình electron sau, cấ u hình nào sai ?

A.1s22s22p2

x2py2pz

B.1s22s22p2x2p2y2p2z3s

C.1s22s22p2x 2py

D.1s22s22px2py2pz

18 Các electron thuộ c các lớ p K, M, N, L trong nguyên tử khác nhau về :

A Khoả ng cách từ electron đế n hạ t nhân

B Độ bề n liên kế t vớ i hạ t nhân

C Năng lư ợ ng củ a electron

D A, B, C đề u đúng

19 Trong nguyên tử , các electron quyế t dịnh tính chấ t hoá họ c là :

A Các electron hoá trị

B Các electron lớ p ngoài cùng

C Các electron lớ p ngoài cùng đố i vớ i các nguyên tố s, p và cả lớ p sát ngoài cùng vớ i các nguyên tố họ d, f

D Tấ t cả A, B, C đề u sai

20 Khoanh tròn vào chữ Đ nế u phát biể u đúng, chữ S nế u phát biể u sai trong nhữ ng câu dư ớ i đây:

A Năng lư ợ ng củ a các electron thuộ c các obitan 2px, 2py 2pz là như nhau Đ - S

B Các electron thuộ c các obitan 2px, 2py , 2pz chỉ khác nhau về định hư ớ ng trong

các electron ở các phân lớ p 3s, 3p, 3d là khác nhau Đ - S

D Năng lư ợ ng củ a các electron thuộ c các obitan 2s và 2px như nhau Đ - S E Phân lớ p 3d đã bão hoà khi đã xế p đầ y 10 electron Đ - S

21 Cấ u hình electron biể u diễ n theo ô lư ợ ng tử nào sau đây là sai?

A ↑↓ ↑↓↑↓

B ↑↓ ↑↓↑↓ ↑

C ↑↓ ↑ ↑ ↑

D ↑↓ ↑↓ ↑↓↑↓

22 Ghép đôi tên nguyên tố ở cộ t A vớ i cấ u hình electron tư ơ ng ứ ng ở cộ t B

A B

2 Cacbon B 1s22s22p63s23p64s2

7 Photpho G 1s22s22p63s23p64s23p1

I 1s22s22p63s23p3

Thứ tự ghép đôi là : 1… ;2… ;3… ;4…… ;5…… ;6…… ;7…… ;8…

23.Mộ t nguyên tố hoá họ c có nhiề u loạ i nguyên tử có khố i lư ợ ng khác nhau vì lí do nào sau đây ?

A Hạ t nhân có cùng số nơ tron như ng khác nhau về số proton

B Hạ t nhân có cùng số proton như ng khác nhau về số nơ tron

C Hạ t nhân có cùng số nơ tron như ng khác nhau về số electron

D Phư ơ ng án khác

24 Nguyên tử khố i trung bình củ a đồ ng kim loạ i là 63,546 Đồ ng tồ n tạ i trong tự nhiên vớ i hai loạ i đồ ng vị là 63Cu và 65Cu Số nguyên tử 63Cu có trong 32g Cu là:

25 Nguyên tử củ a nguyên tố A có tổ ng số electron trong các phân lớ p p là 7 Nguyên tử củ a nguyên tố B có tổ ng số hạ t mang điệ n nhiề u hơ n tổ ng số hạ t mang điệ n củ a A là 8 A và B là các nguyên tố :

A Al và Br

B Al và Cl

C Mg và Cl

D Si và Br

26 Điề n đầ y đủ các thông tin vào các chố trố ng trong nhữ ng câu sau: cho hai nguyên tố A và B có số hiệ u nguyên tử lầ n lư ợ t là 11 và 13

- Cấ u hình electron củ a A: ………

- Cấ u hình electron củ a B………

- A ở chu kỳ………, nhóm………, phân nhóm……… A có khả năng tạ o ra ion A+ và B có khả năng tạ o ra ion B3+ Khả năng khử củ a A là……… so vớ i B, khả năng oxi hoá củ a ion B3+ là……… so vớ i ion A+ 27 Mộ t nguyên tử R có tổ ng số hạ t mang điệ n và không mang điệ n là 34, trong đó số hạ t mang điệ n gấ p 1,833 lầ n số hạ t không mang điệ n Nguyên tố R và vị trí củ a nó trong bả ng HTTH là: A Na ở ô 11, chu kỳ III, nhóm IA B Mg ở ô 12, chu kỳ III, nhóm IIA C F ở ô 9, chu kỳ II, nhóm VIIA D Ne ở ô 10, chu kỳ II, nhóm VIIIA 28 Nguyên tử củ a mộ t nguyên tố X có tổ ng số hạ t cơ bả n là 82, trong đó số hạ t mang điệ n nhiề u hơ n số hạ t không mang điệ n là 22 Số hiệ u nguyên tử củ a X là: ………

Số khố i: ……và tên nguyên tố là: ……… Cấ u hình electron củ a nguyên tử X:……

Cấ u hình electron củ a các ion tạ o thành từ X: ………

Các phư ơ ng trình hoá họ c xả y ra khi: X tác dụ ng vớ i Fe2(SO4)3; ………

X tác dụ ng vớ i HNO3 đặ c, nóng ………

………

………

29 Cation X3+ và anionY2- đề u có cấ u hình electron ở phân lớ p ngoài cùng là 2p6 Kí hiệ u củ a các nguyên tố X,Y và vị trí củ a chúng trong bả ng HTTH là:

A Al ở ô 13, chu kỳ III, nhóm IIIA và O ở ô 8, chu kỳ II, nhóm VIA