CHUYÊN ĐỀ 3 : CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC I. KIẾN THỨC CƠ BẢN  Trật tự mức năng lượng của các phân lớp electron theo CT : ns (n-2)f (n-1)d np 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p ……  Nguyên lí Pauli : Trên một obitan (ô lượng tử) chỉ có thể chứa tối đa 2 electron và 2 electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron .  Nguyên lí vững bền : Ở trạng thái cơ bản , trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao .  Quy tắc Hund : Trong cùng một phân lớp các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau  Lớp và phân lớp electron Kí hiệu lớp (n) 1 2 3 4 … Tên của lớp electron K L M N … Số electron tối đa 2 8 18 32 … Số phân lớp 1 2 3 4 … Kí hiệu phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … Số obitan số e tối đa ở phân lớp 1 2 1 3 2 6 1 3 5 2 6 10 1 3 5 7 2 6 10 14 … …  Mối liên hệ giữa lớp electron ngoài cùng với tính chất cơ bản của nguyên tố Cấu hình electron lớp ngoài cùng ns 1 , ns 2 ns 2 np 1 ns 2 np 2 ns 2 np 3 , ns 2 np 4 ns 2 np 5 ns 2 np 6 Số electron lớp ngoài cùng 1,2 hoặc 3 4 5,6 hoặc 7 8 (2e ở He) Dự đoán loại nguyên tố Kim loại (trừ H,He,B) Có thể là KL hoặc FK Thường là FK Khí hiếm Tính chất cơ bản của nguyên tố Tính kim loại Tính KL hoặc FK Thường có tính phi kim Trơ về mặt hóa học  Cách viết cấu hình electron nguyên tử ♦ Đối với nguyên tử 1→20 viết cấu hình elctron trùng với trật tự mức năng lượng ♦ Từ nguyên tố 21 trở đi  Phân bố electron theo trật tự mức năng lượng .  Sau đó sắp xếp lại trật tự các phân lớp có thứ tự từ trong ra ngoài .  Một số trường hợp đặc biệt ở các nguyên tố nhóm VIB và IB (n-1)d 4 ns 2 → (n-1)d 5 ns 1 (n-1)d 9 ns 2 → (n-1)d 10 ns 1 II. BÀI TẬP 1. Hạt nhân ba nguyên tử A , B , C lần lượt chứa : 10p + 10n ; 11p + 12n ; 17p + 18n a. Xác định khối lượng của mỗi nguyên tử . b. Viết cấu hình electron . c. Xác định tính kim loại , phi kim của chúng . 2. Nguyên tử Fe có Z = 26 . Hãy viết cấu hình electron của Fe . Nếu nguyên tử Fe bị mất 2e , mất 3e thì cấu hình electron tương ứng sẽ như thế nào ? 3. Viết cấu hình electron của các nguyên tử Z = 20 , Z = 21 , Z = 22 , Z = 24 , Z = 29 4. Hãy viết kí hiệu nguyên tử và cấu hình electron nguyên tử từ đó xác định tính chất hóa học của nguyên tố , biết : a. Nguyên tử có lớp electron ngoài cùng là 3s 2 3p 4 và có số nơtron bằng số proton . b. Nguyên tử có mức năng lượng cao nhất là 4s 2 và có số khối gấp hai lần số proton . c. Điện tích hạt nhân của nguyên tử là +32.10 -19 C , số khối bằng 40u 5. Nguyên tử R có tổng các loại hạt bằng 13. Xác định thành phần cấu tạo . Viết cấu hình electron của nguyên tử R . 6. Nguyên tử Q có tổng các loại hạt bằng 58 và số khối nhỏ hơn 40 . Đó là nguyên tử của nguyên tố nào ? Viết cấu hình electron . 7. Tổng số hạt proton , nơtron , electron của nguyên tử một nguyên tố kim loại là 34 a. Xác định tên nguyên tố đó . b. Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó . c. Tính tổng obitan và số electron trong nguyên tử của nguyên tố đó . 8. Nguyên tử của 2 nguyên tố X , Y lần lượt có phân lớp electron ngoài cùng là 4p x và 4s y . Biết số p = số n trong hạt nhân nguyên tử Y và X không phải là khí hiếm . a. Cho biết X và Y là kim loại hay phi kim ? b. Viết cấu hình electron của mỗi nguyên tử 2 nguyên tố X , Y (biết tổng số electron của 2 phân lớp ngoài cùng của nguyên tử 2 nguyên tố bằng 7) . Hãy xác định số hiệu nguyên tử của X và Y . 9. Một hợp chất ion cấu tạo từ ion M + và ion X 2- . Trong phân tử M 2 X có tổng số hạt (p , n , e) là 140 hạt , trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt . Số khối của ion M + lớn hơn số khối của ion X 2- là 23. Tổng số hạt (p , n , e) trong ion M + nhiều hơn trong ion X 2- là 31 h ạt . a. Viết cấu hình electron của các ion M + và X 2- b. Xác định vị trí của M và X trong bảng THHH\ 10. Hợp chất ion A tạo bởi hai nguyên tố M và X , các ion đều có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Trong phân tử A có tổng số các hạt (p , n , e) là 164 . Xác định CTPT có thể có của A . 11. Nguyên tử của nguyên tố A có tổng só electron trong các phân lớp p là 7 . Nguyên tử của nguyên tố B có tổng số hạt mang điện nhiều hơn tổng số hạt mang điện của A là 8 . a. Xác định A và B . b. Gọi X là hợp chất tạo bởi A và B . Lấy 4,83g X .nH 2 O hoà tan vào nước thu được dd Y . Dd Y phản ứng vừa đủ với 10,2g AgNO 3 . Xác định X.nH 2 O . 12. Cấu hình electron ngoài cùng của một nguyên tố X là 5p 5 . Tỉ lệ số nơtron và điện tích hạt nhân bằng 1,3962 . Số nơtron trong nguyên tử X gấp 3,7 lần số nơtron của nguyên tử nguyên tố Y . Khi cho 1,0725g Y tác dụng với lưọng dư X thu được 4,565g sản phẩm có công thức XY . a. Viết cấu hình electron đầy đủ cấu hình electron nguyên tử nguyên tố X . b. Xác định số hiệu nguyên tử , số khối và tên của X , Y . c. X , Y là chất nào là kim loại , phi kim hay khí hiếm ? 13. Phân lớp electron cuối cùng của hai nguyên tử A , B lần lượt là 3p và 4s . tổng số electron của hai phân lớp này là 5 , hiệu số eletron của 2 phân lớp này là 3 . a. Xác định điện tích hạt nhân của hai nguyên tử A và B . Viết cấu hình electron . b. Số nơtron của nguyên tố B lớn hơn số nơtron của nguyên tử A là 4 hạt và tổng số khối của A và B là 71 . Xác định số khối của A và B . 14. Các ion X + , Y - và nguyên tử Z nào có cấu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 ? Viết cấu hình electron của các nguyên tố trung hoà X và Y . Ứng với mỗi nguyên tử hãy nêu một tính chất hoá học đặc trưng và một phản ứng để minh hoạ 15. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố mà electron ngoài cùng là 4s 1 . Từ đó cho biết số hiệư nguyên tử và số electron hoá trị của chúng . . Số electron tối đa 2 8 18 32 … Số phân lớp 1 2 3 4 … Kí hiệu phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f … Số obitan số e tối đa ở phân lớp 1 2 1 3 2 6 1 3 5. cho số electron là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau  Lớp và phân lớp electron Kí hiệu lớp (n) 1 2 3 4 … Tên của lớp electron