CẨU TẠO NGUYỀN TỬ THEO QUAN DIỂM CƠ HỌC LUỌNG TỬ

Áp lụng giả thiết của De Broglie, hãy tính bước sóng liên kết X cho các trường hợp dưới đây rồi rút ra kết luận cần ý nghĩa đôi với hệ vi mô, vì kích thưốc nguyên tử cỡ 10"10m = 1A°..

Chương IXCẨU TẠO NGUYỀN TỬ THEO QUAN DIỂM c ơ HỌC LUỌNG TỬ

A- TÓM TẮT LÝ TH U Y ẾT

1 T huyết lượng tử của Planck: E = hv

2 Hiệu ứng quang điện: T - ——- = h(v -v0)

tì = — - hằng sô^ Planck rú t gon

2tt

V - T ần sò' dao động của electron

v0- Ngưỡng quang điện,

m - Khối lượng electron

Hệ thức

De Broglie

Ax, Apx - Độ bất định vê toạ độ và xung lượng theo trục X

Do hệ h ạ t vi mô có thuộc tính khác hẳn hệ vì mô nên người ta phải dùng h àm sóng Vị/(q,t) để mô tả trạ n g thái chuyển động của chúng

6 Hàm sóng V|/(q,t)

- Iị/(q,t) - không có ý nghĩa trực tiếp

- I Vị/(q,t) 11 - biểu thị m ật độ xác su ấ t tìm th ấ y h ạ t tại một

điểm nào đó trong không gian

- Jìi|/(q,t) |2 dv = 1 - Điểu kiện chuẩn hóa

00

- Hệ thông khái niệm về cơ học lượng tử khác hẳn với hệ

thông khái niệm của cơ học cổ điển Cơ học lượng tử cho biết xác

su ất tìm thấy h ạ t mà không nói về quĩ đạo, vê tọa độ và về vận tốc của nó ở thòi điểm này hay thòi điểm khác

7 Phương trình sóng Schrödinger ỏ trạ n g thái clừng (hàm

\ụ(q) chỉ phụ thuộc vào tọa độ):

Hiị/(q) = Eiị/(q) hay V2v|/ + - ^ - ( E - U )vị/ = 0

B- BÀI T Ậ P CÓ LỜI GIẢI

IX 1 Áp (lụng giả thiết của De Broglie, hãy tính bước sóng liên kết X cho các trường hợp dưới đây rồi rút ra kết luận cần

ý nghĩa đôi với hệ vi mô, vì kích thưốc nguyên tử cỡ 10"10m = 1A°

b) Trường hợp với chiếc xe chở khách (hệ vĩ mô) thì bước

sóng tính được là:

Ấ = _ A 62-1°~3— = 2,38.10_38m

103.105 :3600

Rõ rà n g giá trị X quá nhỏ, không thực nghiệm náo ghi nổi.

N hư vậy đối với hệ vĩ mô, sóng liên kết không có ý nghĩa

IX.2 Trên cờ sở của nguyên lý b ấ t định Heisenberg, hãy

th ử tính độ bất định về vị trí Ax rồi cho nhận xét đối với các

trường hợp sau đây:

a) Giả th iế t electron chuyển động với vận tốc khá lớn:

V = 3.106 m/s; me = 9,1.10"31kg

b) Một viên đ ạn súng sần với m = lg a m chuyển động với vận tốc 30m/s Giả th iế t rằ n g sai số tương đôì về tốc độ cho cả hai trư ờng hợp là Av/v = 10"5

BÀI GIẢIa) Đối với electron ta có thể tính độ b ấ t định Ax

X = 500nm vào anốt làm bằng Cs thì electron b ậ t ra Hãy tính

động năng của electron trong trường hợp này, biết rằ n g bước

sóng giới h ạ n đốì với Cs là: x0 = 660nm.

Cho c = 3.108m s-1; h = 6,62.10’34Js

B À I G I Ả I

K h i e le c tr o n b ậ i r a k h ỏ i Cs t r o n g h i ệ u ứ n g q u a n g đ i ệ n với

m ộ t đ ộ n g n ă n g : T = •l V- - = h ( v - v 0)

Đê xác đ ị n h đ ộ n g n ă n g t a p h ả i l ầ n lượt Lính t ầ n sô tới V

t ầ n s ố tới h ạ n V0 (ngưỡng q u a n g điện) đối vối Cs.

EX.4 D ự a vào k ết q u ả c ủ a b iêu t h ứ c n ă n g lượng t í n h được

t ừ mô h ì n h hộp t h ê m ộ t c h iề u , h ã y xác đ ị n h giá t r ị n ă n g lượng

c ủ a 8 e l e c t r o n n được giải toả đ ề u t r ê n t o à n k h u n g p h â n tử

L = (N + 1).1,4Â là chiều dài hộp t h ế

N - sô" n g u y ê n tử c tro n g m ạch

Áp d ụ n g công th ứ c t í n h n ă n g lư ợ n g cho hộp t h ê một

chiều: E = — 1 — n 2 ■ T h a y các giá t r ị t ư ơ n g ứ n g và o biểu th ứ c

IX 5 C ă n cứ vào t h u y ế t lượng t ử của P l a n c k , h ã y xác

đ ị n h n ă n g lượng th e o J và khôi lư ợ n g t h e o k g c ủ a p h o t o n ứ n g với bước s óng p h á t xạ m à u đỏ X = 6 5 6 3 A 0.

Cho c = 3 1 0 8m s h = 6,62.10 34 J s

Đáp số: - E = 3,0 6 2 1 0 ,9J

- m = 3 , 3 6 1 0 'a<;kg

IX 6 T í n h b ước só n g liên k ế t X đối với e le c tr o n c h u y ể n

độ n g t r o n g m ộ t đ iện t r ư ờ n g với h i ệ u đ i ệ n t h ế b ằ n g 1 0 0 volt Biết: Cho e = 1 , 6 1 0 19 C; 111 = 9 , 1 1 0 '^ k g

Đáp sô: X = 1.226Ả.

LX.7 Dựa vào biểu thức De Broglie, hãy xác định độ dài

bước sóng X theo m cho các trường hợp sau đây:

1) Một chiếc xe tải nặng một tấn chuyển động với vận tốc lOOkm/giồ

Đáp sô': 1) A.(xe) = 2,38.10'38m Tính chất sóng không có ý nghĩa.

2) ^(proton) = 9,1.10"13m Có ý nghĩa quan trọng

IX.8 Cho biêt một viên bi có m = lgam và một electron (m = 9 , l l 0 '31kg) chuyển động với độ bất định về vị trí là 1A°

Căn cứ vào nguyên lý bất định của Heisenberg, hãy tính độ

b ấ t định về vận tốc cho hai vật thể nói trên và cho biết n h ậ n xét

từ kết quả th u được

Đáp sô': Av(viên bi) = 6,62.10"21 m/s

Av(electron) = 7,27.10"' m/s

Có ý nghĩa với vật thể vi mô

IX.9 Khi chiếu một c h ù m ánh sáng với tần sô" V = 2.1016Hz xuống bề m ặt kim loại M thì thấy electron bị bật ra khỏi bề m ặt

và chuyển động với động năng T = 7,5.10"18J Hãy xác định tầ n sô" ngưỡng quang điện v0 Cho h = 6,62.10‘34Js

Đáp sô: V q = 8,7.10l5Hz(s_1).IX.10 1) Căn cứ vào phương trìn h Schrödinger, hãy mô tả bài toán về sự chuyển động của electron trong hộp thê một chiều

và viết dạng cụ th ể của phương trìn h sóng cho trường hợp này

2) Giải phương trìn h vừa xác lập ở câu 1 và biện lu ậ n các

kết quả n ă n g lượng E và hàm sóng \ụ thu được.

I X i l Trong một thí nghiệm người ta đã cung cấp một

năng lượng gấp 1,5 lần năng lượng tối thiểu để làm b ứ t một

electron ra khỏi trạ n g th á i cơ bản của nguyên tử hiđro Hỏi lước

sóng Ả (A°) bức xạ trong trường hợp này bằng bao nhiêu Cho m

= 9,1.10‘3lkg; h = 6,62.10'34Js

Đáp số: A, = 4,73A°.

I X 1 2 a) Khi chiếu sáng với X = 434nm vào bề m ặt các kim

loại K, Ca, Zn thì đốì với kim loại nào sẽ xảy ra hiệu ứng q ia n g

điện?

b) Với trường hợp xảy ra hiệu ứng quang điện, hãy tính tốc

độ electron b ậ t ra khỏi bề m ặt kim loại Cho biết:

Chương X NGUYÊN TỬ HIĐRO

tia y tiax ƯV TC LLu VDCĐ IR vi

sóng

ra đa

400 nm 700nm

V trông thấy 10"3m lcm lm lOm lOOOm

2- Với ion giống hiđro zXA v ( z- !) +

4- O rbital nguyên tử (AO) được định nghĩa như là hàm

sóng iỊ/(r,0,(p) mô tả trạ n g thái electron trong trường tĩn h điện

n,ỉ,ni|

thực hoặc hiệu dụng

Nếu kể cả spin thì trạ n g th á i electron trong nguyên tủ

hoàn toàn được xác định bằng 4 số lượng tử n, 1, mi, ms.

-M ộ t sô dạng AO:

VỊ/10 0 s l s hay AO - ls

V/200 = 2s hay AO - 2s

có dạng hình cầu

vị/210 = 2pz hay AO - 2pz Có 3 dạng hình sô 8

V|/2n = 2px hay AO - 2px

V21-1 - 2py hay AO - 2py

Một cách tương tự các AO - d có 5 dạng hình hoa thị 4 cánh

5 Một sô" đại lượng cơ học tính theo cơ học lượng tử (CLT) và ly thuyết Bohr-Sommerfeld (B-S).

SỐ lương tử

Giá trị số lượng tử

Đặc trimg

a) N ăng lượng kích thích dùng để chuyến e từ trạ n g thái Cd

bản lên trạ n g thái ứng vối n = 3

b) N ăng lượng ion hóa để tách electron ở n = 3 tới xa 00

c) Bước sóng X(nm) khi electron chuyển từ n = 3 về n = 2

BÀI GIẢITrong trường hợp chung, ta có thể áp dụng công thức

Ở đây E„ là năng lượng của

H () trạ n g th ái cơ bản.

a) Đòi với bước chuyển 1 -> 3

năng lượng tương ứng là: AE]-* 3 n = 3

X.2 H ãy xác định công thức tổng q u át để tính các vạch giới

h ạ n cho các dãy phổ Lyman, Balm er và Paschen Từ các k ết quả

thuộc các dãy phổ khảo sát

Thay các giá trị bằng số vào (1) và (2) ta thu đượ-: các giá

trị ghi trong bảng dưới đây:

V.321-a) Căn cứ vào lý thuyết đã học, hãy vẽ hình dạng các AO tươrg ứng nói trên.

b) Tính năng lượng và momen động lượng cho các AO đã cho

Theo kết quả giải phương trin h Schrödinger ta đã xác định

được các giá trị \ụn ] m (r,0,cp).

Khi viết: Iị/210 nghĩa là: n = 2; 1 = 1; rriỊ = 0

Dó là AO - 2pz các orbital p đều có dạng sô" 8 nổi

Vị'100ỉ nghĩa là (n = 1; 1 = 0; rtiỊ = 0) hay AO - ls

Biết: x,91 = 1215Ẳ thuộc dãy Lyman; Ằ.32 = 65663Ẳ

(vạch Ha): x 42 = 4861Â (vạch H a thuộc dãy Balmer).

Để xác định hai bước sóng Ằ:n và x,u thuộc dãy Lyman ta có

hdi n a tri là X = 5900Ẳ Hãy xác định:

X.6 Giả th iết rằn g nguyên tử antim on (Sb) hấp th ụ ỏ trạ n g

thái cơ bản ứng với X = 2180Ả

a) Xác đ ịn h n ă n g lượng củ a nó ở t r ạ n g th á i kích thích theo eV

b) Khi ở trạ n g thái kích thích, Sb lại tiếp tục bức xạ ứng với x2 = 2670A0 Hãy tính sự biến th iên năng lượng này theo (eV)

Đ áp sô': X = 795nrn.

X.8 Tính hiệu năng lượng giữa hai mức trong phô p h á t xạ của H VỚI các sô"liệu như sau:

a(nt = 1; nc = 2); b(nt = 10; nc = 11) So sánh kết quả thu (ìược với 2 mức a và b

Đáp số: «431 lần.

X.9 1) Đốì với phổ p h á t xạ của nguyên tử hiđro người ta

th u được hàn g loạt các dãy phổ quan trọng như Lyman, Balmer, Paschen

a) Hãy tính độ dài bước sóng X (Ẳ ) lớn n h ấ t nằm trong

vùng trông thấy

b) Tính bước sóng X (Ẳ ) nhỏ n h ấ t nằm trong vùng phổ u v

2) Xác đ ịn h bước ch u y ển (giá trị n c) đối vối vạch phổ

với X = 4330A0 Cho RH = 1,1.10* e m '1.

2) Tính h ằ n g sô" Rydberg theo lý thuyết

3) Tính Rh theo thực nghiệm nếu biết electron chuyển từ

mức n( = 3 vê' mức n t = 2 ứng với bước sóng X = 6565Â

Cho h = 6,62.10~34J.s; c = 3.108m/s; k = 9.109J.m/c2; m r =-311 _ ^ 1 ^-19

X 11 1) Khi nguyên tử 3Li bị m ất 2 electron sẽ trở th à n h

ion Li2+ H ãy xác đ ịnh độ dài bưốc sóng X (Ẵ ) đôi vối vạch phố

đầu tiên của dãy Balmer

,2) H ãy tín h n ă n g lượng c ầ n th iế t tôi th iể u theo eV dể

là m b ứ t e le c tro n còn lại của ion Li2+ khỏi tr ạ n g th á i cờ b ản

a) Xác định n ă n g lượng ion hóa E ị (eV) cho H v à Ư 91 +

b) T ính bước sóng X (Â ) cho hai ion nói trên khi biết electron chuyển từ trạ n g thái cơ bản lên trạ n g thái kích thích đầu tiên Cho biết các n h ậ n xét về kết quả th u được

Đ áp sô: a) E](H = 13,6eV; E^U) = l ,1 5 l0 reV)

b) X (H) = 1210 Â (thuộc vùng UV)

X (U) = 0,14 Ắ (thuộc bức xạ tia x)

X.13 Vạch phổ ứng với bước chuyến n t = 1 và nc = 2 đối với

ion H e+ có bước sóng tương ứng X = 30,3.10"9m

a) Hãy xác định giá trị R H , rồi r ú t ra tỷ số ———

^ R L ĩ _ +

Heb) T ính năng lượng ở trạng thái cơ bản theo J và eV đôi vớiion H e+

Biết: Rh = 11.105cm'*; Cho h = 6,62.10"34J.s; c = 3.108m/s

Đáp sô: a) R H + = 4,4.105cm"'; - f i H- = 0 ,2 5

R He+

b) E = 87,38.1CT19 J = 54,61 eVX.14 Cho nàn g lượng ion hóa của một ion giông hiđro là 54,4eV

a) Hãy xác định sô" thứ tự hạt n h â n z khi biết n ă n g lượng

của H ơ trạ n g th ái cơ bản là: -13,6 eV

b) Khi biết vạch giới hạn cuối cuả phố p h á t xạ đôi với ion

giông hiđro đó có bước sóng X = 2050Â

H ăy xác định sô" thứ tự n của mức năng lượng mà electron chuyển tới

Cho Rh = 109700cm"1; Cho h = 6,62.10‘34J.s; c = 3.108m/s

Đ áp số: a) z = 2 (ZH +)

b) n t = 3X.15 1) X uất p h á t từ việc giải phương trìn h Schrödinger

clôi với nguyên tử hiđro người ta th u được giá trị hàm sóng lị/

Hãy cho biết h à m sóng này phụ thuộc vào nhữ ng sô" lượng tử nào

và q u an hệ giữa các sô" lượng tử ấy

2) Căn cứ vào các sô" lượng tử, hãy tín h sô" trạ n g th á i hay

p h â n mức n ăn g lượng hoặc sô" AO có th ể có tương ứng với cùng số' lượng tử chính n Cho các ví dụ minh họa

Đ áp sô': 1) \ụn Ị m (r 0,ọ) phụ thuộc vào 3 số lượng tử.

2) ^t.rạng t.hái “ ^

X.16 Để khảo sá t hình dạng các orbital nguyên tử (,A0) người ta phải sử dụng các hàm góc tương ứng y / iii (tì ) trong- tọa

từ đó suy ra số electron trê n lớp M và N.

Đáp sô: 2n2

Lớp M(n = 3) có l8e Lớp N(n = 4) có 3‘2eX.18 Biết lớp electron M ứng với n = 3 Hãy:

a) Tính các số lượng tử 1, rnỊ, m s có th ể có đối với lớp M

b) Cho biết có bao nhiêu AO tương ứng và vẽ các AO đó ứng với các hàm V|/n,/,m¿(r,e,<P)

c) T ính số electron tối đa trê n lốp xem xét và cho biết có bao nhiêu AO toàn p h ầ n (khi kể đến spin)

Đ áp số: a) Lập th à n h hảng

b) 9AOc) 18 AO toàn phần

Chương XINGUYÊN TỬ NHIỂU ELECTRON

- Các electron được phân bô trên các ph ân lớp theo các nguyên lý và các qui tắc sau:

+ N guyên lý P a u li: Trên 1 AO chỉ có thể có nhiều n h ấ t là 2

electron được ghép đôi có spin đối song với nhau

+ N guyên lý vững bền: Trong nguyên tử, các electron sẽ

chiếm cứ lần lượt các phân mức có năng lượng từ th ấ p đến cao

Nguyên lý này được m inh hoạ bằng sơ đồ Klechkowski

- Quy tắc H u n d : Trên cùng 1 phân lớp, các electron sẽ được

phân bô" sao cho tổng spin là cực đại (sô" electron độc th â n là

Hằng sô chắn b được xác định theo bảng sau:

Các electron i trên lớp n xem xét

Các electron j gây ảnh hưởng trên các lớp

BAI GIAI

a) z = 15 ứng với l s 22s22p63s23p8

b) z = 40 ứng với l s 22s22p63s23p64s23 d 104p65s24d2

c) z = 52 ứng với l s 22s22p63s23p64s23 d l04p65s24 d l05p‘1d) z = 83 ứng với [Xe]6s24f145s26p3

2.

a) Đ úng vì cách viết tôn trọng các nguyên lý và qui tắc Hơn nữa, lớp 4d đ ạ t được trạ n g thái nửa bão hòa là p h â n mức năng lượng bền hóa

a) T ính năng lượng của He theo eV

b) T ính giá trị năng lượng của He theo phương p h á p S later rồi so s á n h với k ế t qủa tín h ở a) và với giá trị th ự c n g h iệm

c) N ăng lương ion hóa: He - e -» H e+.

H e+ là ion giông hiđro Do vậy:

z*u = 7 - 1.0,3 = 6,70

z 2a2p = 7 - (4.0,35 + 2.0,85) = 3,9

b) Cấu h ình electron của Fe: l s 22s22pc'3s23p63d64s2

Khi tín h điện tích hiệu dụng z ' người ta xếp cấu hình

electron theo lớp ( l s 2)(2s22p6)(3s23p6)(3d6)( 4s2)

z\s =26 - 1.0,3 = 25,70

z 2s.2p = 26 - (7.0,35 + 2.1,00) = 21,55

z 3s.3p = 26 - ơ - 0,35 + 8.0,85 + 2.1,00) = 14,75 Zgd = 26 - (5 0,35 + 18.1,00) = 6,25

Z^s = 26 - (1 0,35 + 14.0,85 + 10.1,00) = 3,75XI.4 C ấu h ình electron ngoài cùng của nguyên tử của một nguyên tô" X là 5p5 Tỷ sô" nơtron và điện tích h ạ t n h â n bằng 1,3962 Số nơtron của X bằng 3,7 lần sô" nơtron của nguyên tử thuộc nguyên tô' Y Khi cho 4,29 gam Y tác dụng với lượng dư X thì th u được 18,26 gam sản phẩm có công thức là XY

Hãy xác định điện tích h ạ t n h â n z của X và Y và viết cấu hình electron của Y tìm được

Vậy giá trị z được tính là:

-Mỵ = -i i g j ^ - M x = M x ± ĩ g Ị => My = 39

Mxy 18.26 4,29 18,26Sô" khôi Aỵ là 39 từ đó suy ra:

Ay = Pv + n y => 39 = Py + 20 => Py = 19 => Zy = 19

Vậy cấu hình electron của nguyên tô" Y là:

l s 22s22p63s23p64slC- BÀI T Ậ P T ự GIẢIXI.5 1) Trong sự tổ hợp các sô' lượng tử sau đây thì tổ hợp

nào đúng? tổ hợp nào sai? Lý do

2) Căn cứ vào các sô" liệu trong bảng dưới đây Hãy viết các

p h â n mức tương ứng và xếp thứ tự các phân mức ấy theo chiều

tă n g của n ă n g lượng

mãn điểu kiện cấu hình electron của nó có hai electron độc thản

ỏ tra n g thái cơ bản

Đáp sô>: Bôn nguyên tô" với z = 6; 8; 14; 16.XI.7 a) Hãy cho biết giá trị của các sô' lượng tử 1 đặc trưng cho các trạ n g thái sau: 2s, 3p, 3d, 3f, 4d và cho nh ận xét

b) Điền tiếp giá trị số lượng tử ĩĩiị và tính sô" AO có thô có trên từng p h ân lớp

c) Từ các AO đã xác lập được, hãy sắp xếp chúng theo thứ

tự năng lượng tăn g dần

Đáp sô": a) Không có phân lớp 3f

b) Phân lớp s có 1AO

P h ân lớp p có 3AO

P h ân lớp d có 5AOc) Thứ tự AO: 2s < 3p < 3d < 4d

b) z = 33

X L9 Cho nguyên tử C1(Z = 17); Ni(Z = 28) Hãy:

a) Viết câu hình electron cho các ion c r và Ni2+

b) Với cấu hình electron của N i2+ đả xác lập ở câu a) hãy

cho biết có bao nhiêu electron độc thân

Đáp sô": a) Tự viêt

b) Có 2 electron

XLIO H ai nguyên tử A và B có các phân lớp electron ngoài

cùng là 3p và 4s tương ứng Nguòi ta lại biết tổng số’ electron của

hai p h â n lớp đó bằng 5 và hiệu sô" là 3

Hảy viết cấu hình electron của hai nguyên tử đó rồi tính

giá trị z của A và B

Đáp số: ZA = 16; Zß = 19

X I.11 Cho nguyên tô A với phân lớp ngoài cùng là 4px và

nguyên tô" B có phân lớp ngoài cùng là 4sy hãy xác định số điện

tích h ạ t n h â n z của A và B, biết rằng tổng sô" electron trê n hai

p h â n lớp nêu trê n là 7 và nguyên tô A không phải là khí trơ

2) Trong ba cấu hình electron dưới đây thì cấu hình nào

đúng? cấu h ìn h nào sai? Nếu sai cho biết cấu hình đó vi phạm

quy tắc, nguyên lý nào?

XI.13 a) Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tử và ion sau đây:

Cd(Z = 48); Sr(Z = 38); Cr(Z = 24); A13+(Z = 13)b) Cho các nguyên tử sau đây:

Ba(Z = 48); 0(Z = 8); As(Z = 33); I(Z = 53); Rb(Z = 37)

Hãy cho biết các ion nào của nguyên tử ứng với cấu hình electron bền vững nhất

Đáp số: a) Tự viết

b) Ba2+; o 2'; As3'; I"; Rb+.XI.14 T rên cơ sở của quy tắc gần đúng Slater, hãy xác định các điện tích hiệu dụng z ứng vâi các khóm p h â n lớp tương

ứng có th ể có và tổng năng lượng đối vối nguyên tử C1(Z = 17) ở

trạ n g th á i cơ bản

Đáp số:

ZĨS=16,7 , z 2g.2n =12,85■2pZ3s.3p= ®>1

E tp = -1 2 ,4 7 1 0 :ieV

- n (số lớp electron ) trù n g với sô' thứ tự chu kỳ.

- Nói chung các nguyên tô" có sô" electron ngoài cùng bằng

n h a u được xếp vào cùng một cột gọi là nhóm (8 nhóm chia th à n h

8 nhóm A và 8 nhóm B)

- Nhóm A gồm các nguyên tô" thuộc chu kỳ ngắn và dài Sô" electron hóa trị lớp ngoài cùng của nhóm A bằng sô" thứ tự của nhóm

- Nhóm B chỉ gồm các nguyên tố của chu kỳ dài Nguyên tô"

của nhóm IB và IIB có số electron ngoài cùng bằng sô" thứ tự của

2 Sự b iến th iê n tu ầ n h oàn tin h ch ấ t của các n g u y ên tô

- Chu kỳ b ắ t đầu bằng một kim loại kiểm và và kết thứ cbằng một khí trơ (trừ chu kỳ 1)

- Phía trái của bảng là các nguyên tô" kim loại, phía phải là các nguyên tô" phi kim

- T h ế ion hóa I: M - e -> M+

- Ái lực với electron E: X + e —> X’

- Độ âm điện X được định nghĩa theo Milliken

a ab = E D(AB) - •n/E D(A_A).ED(B_B)

X a - X b ■ Độ âm điện của nguyên tô' A, B (A - B)

E D(AB) - Năng lượng phân ly của A - B

k- hệ sô tỷ lệ

Nếu đơn vị tín h là Cal.m oi'1 thì k = 0,208

Neu dờn vị tính là J m o l'1 thì k = 0,102

Trong phép tính lấy XH = 2,1

B- BÀI TẬ P CÓ LỜI GIẢI

X II.1 a) Trong số các nguyên tố dưới đây, hãy cho biêt

những nguyên tố nào thuộc cùng một chu kỳ hoặc cùng một

Ti: l s 22s"2p63s“3p64s23d2 Cl: l s 22s22p63s23p5

N: l s 22s*2p3

Li: 1s22s 'P: l s 22s22p63s23p3Na: l s 22s22p63s'

Ta lại biết số thứ tự của chu kỳ bằng sô" lượng tử chính n

Căn cứ vào cấu hình electron ta suy ra các nguyên tố sau ở cùng

một chu kỳ:

Li và Na: chu kỳ 2 (n = 2)

Na: p và Cl: chu kỳ 3 (n = 3)

Ti và Zn: chu kỳ 4 (n = 4)

Cäc nguyen tư" cüng mưt nhom khi so electron ư lưp ngội cüng nhii nhau Vay ta co:

Li vä Na: thuoc nhom IA( n - 1) da bäo hưa n s 1

N vä P: thuoc nhom IIIA(n - 1) da bäo hưa n s 2np'\

b) Si: l s 22s22p63s23p2

=> Zx = 32 dư lä nguyen tư" Gecmani

XIIJ2 Tinh do am dien cho nguyen t\1 cüa cäc nguyen tư'

halogen: F; CI; Br; I Biet:

Ed

(kcal/mol) 104,2 37,5 58 46,1 36,1 135 103,1 87,4 71,1Cho: x H = 2,20

B Ä IG IA I

Äp dung cong thüc: XA ~XB = 0,208 ^/Aab

AAB E D(AB) - -y/ED(AA).ED(BB)Thay cäc giä tri bang so väo cac cong thüc tre n ta th u düdc ket quä d bang dudi däy:

b) Hãy so sán h bán kính nguyên tử và bán kính ion cho các trường hợp sau:

+ Ơ(Z = 8) và ion hóa của nó

+ Mg(Z = 12) và ion hóa của nó

BÀI GIẢIa) K(Z = 19): l s ' ^ s ^ p ^ s ^ p ^ s 1

Ca(Z = 20): l s 22s22p63s23p64s2

K - e -> K+: l s 22s22p63s23p6 = [Ar]

Ca - e -> C a+: l s 22s22p63s23p64 s ‘ s [A r]4s\

Rõ rà n g khi m ất một e" thì K+ có cấu hình électron của khí

trơ - Argon, còn C a+ có cấu hình [A r]4s\

Để có thê ion hóa th ứ hai, nghĩa là phải bứt tiếp electron

thì trong trường hợp này năng lượng cần th iế t để làm điều đó đối

với Ca tiêu tôn ít hơn so với việc bứt e của K+ có cấu hình bền

vững của khí trơ; Vì vậy: I2 của K > Ca

b) sO: ( l s 22s22p4) + 2e -> o 2' ( l s 22s22p6)

Nghĩa là oxi n h ậ n thêm sô' electron vào sẽ dẫn tới:

rQỊ > r 0 Ngược lại đối với Mg (Z = 12)

i2M g (ls22s22p63s2) - 2e -> Mg2+ ( l s 22s22p6)

Rõ rà n g là ở Mg2+ m ất 2e ở ph ân lớp 3s sẽ dẫn tới:

rMg2* < rMg

XII.4 Cho p h â n tử MX2 với tổng số các h ạ t là 186 Hợp

c h ất ion này được cáu tạo từ ion M 2+ và X' có đặc tín h sau:

- Trong tổng sô" các h ạ t của phân tử th ì sô" h ạ t mang đ iẽ n

nhiểu hơn sei h ạ t không mang điện là 54 hạt

- Sô" khôi của ion M2+ lớn hơn sô" khôi của ion X" là 21

- Tổng sô"hạt trong ion M2+ nhiều hơn trong ion X” là 27 h ạ t

1) Hãy viết cấu hình electron của các ion M“+ và X"

2) Xác định sei thứ tự, sô" chu kỳ, sô" nhóm (A hoặc B) của M

và X trong bảng tu ầ n hoàn

1) Gọi sô" h ạ t proton, electron, nơtron trong nguyên tử M và

X lần lượt là: p, e, n; p', e\ n \ Theo đầu bài ta có các phương trình

M2+: l s 22s22p63s23p63d6X' : l s 22s22p63s23p6

(2)

(3)

( 4 ,

2) Với cấu hình electron vừa tìm được cho M“+ và X' ta có

thể xác định ngay số thứ tự của M chính là: p = z = 26 (ô 26) và X

là p' = z' = 17 (ô 17) Cấu hình electron:

M: l s 22s22p63s23p63d64s2; nguyên tử M thuộc chu kỳ 4,

VIII B

X: l s 22s22p63s23p5; nguyên tử X thuộc chu kỳ 3 nhóm VII A

XII 5, Tổng sô" các h ạ t của một nguyên tô" X bằng 108:

a) Cho biết nguyên tô X thuộc chu kỳ bao nhiêu trong bảng

tu ầ n hoàn

b) Xác định vị trí của X, biết rằn g X ở nhóm VA

Biết nguyên tô" X có z < 82

BÀI GIẢIa) Theo đầu bài ta viết: s = p + e + n = 2p + n = 108

M ặt khác, theo điều đã chứng m inh ỏ bài tập số’ 1.5 chương

l s 22s22p63s23p63 d 104s24 p 5

Từ các cấu h ìn h này ta khẳng định nguyên tố X thuộc chu

b) M ặl khác ta biết nguyên tố X ở nhóm VA nên sô e ngoài cùng là: 5 Vậy cấu hình của nó sẽ là:

l s 22s22pB3s23p63 d ,04s24p3 Từ đó suy ra z của X là 33

XII.6 a) Hãy cho biết cấu hình electron của một nguyên tố

chuyển tiếp, biết rằ n g nguyên tô" này có 3 electron ở phân lớp d

và thuộc chu kỳ 4 của bảng tu ầ n hoàn

b) Nitơ (Z = 7) đã biết cấu hình electron và nằm ở chu kỳ 2 của bảng tu ầ n hoàn

Hãy xác định số th ứ tự (h ạt n h â n Z) và viết cấu h ìn h

elec.tron của nguyên tô" Arsen biết rằng nguyên tố này nằm cùng

nhóm với nitơ và thuộc chu kỳ 4

Đáp số’: a) Zx = 23

b) ZAa = 33

X II.7 Người ta n h ậ n thấy ở cấu hình electron của nguyên

tô" A có p h â n lớp ngoài cùng là 3p Nguyên tô" B cũng có p h ân lớp

3p trong cấu hình của m ình và ở phân lớp tiếp theo có 2 electron

Hai phân lớp 3p của A và B khác nhau một electron Hãy xác

định sô" thứ tự nguyên tô" của A và B và cho biêt nguyên tô nào là

kim loại Là khí trơ Hoặc là phi kim

Đáp sô": a) ZA = 1 7 là nguyên tố phi kim

b) ZB = 20 là nguyên tô" kim loại

X II.8 Biết tổng sô" h ạ t proton trong 2 h ạ t n h â n của các

nguyên tô" X và Y là 32 Hãy xác định sô" thứ tự z của X và Y, biết