SKKN: Phương pháp giải bài tập cấu tạo phân tử

Giúp giáo viên và học sinh có điều kiện tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo nguyên tử, tạo tiền đề cho quá trình tìm hiểu, nghiên cứu cấu tạo chất. Bài SKKN Phương pháp giải bài tập cấu tạo phân tử, mời quý vị tham khảo.

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