Bài 4 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP Bài 4 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ Mô hình mãu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho, Bo và Zom-mơ-phen Quan niệm mới I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ 1. Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử, không theo những quỹ đạo xác định. 2. Số electron ở vỏ = số proton trong hạt nhân = Z Vd: Li (Z=3) 1. Các electron ở vỏ được phân bố theo những qui luật nhất định.  Vỏ nguyên tử  Số e = số p = 3 II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON 1. Lớp electron Sơ đồ sự phân bố electron trên các lớp của nguyên tử  Các electron lân lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và xếp thành từng lớp.  Các electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.  Các lớp electron: Số thứ tự n 1 2 3 4 Tên lớp K L M N Bi GV : Nguyn tn Phỏt I S chuyn ng ca cỏc electron nguyờn t Cỏc e chuyn ng rt nhanh chung quanh ht nhõn v khụng theo qu o xỏc nh II LP ELECTRON V PHN LP ELECTRON Lp electron : Bao gm cỏc e cú mc nng lng gn bng Gm lp K L M N O P Q S e trờn lp tớnh bng cụng thc : S e ti a = 2n2 ( vi n l s th t ca lp) Phõn lp e : Bao gm cỏc e cú mc nng lng bng Cú phõn lp e gm s Cú orbitan S e ti a = p Cú orbitan S e ti a = d Cú orbitan S e ti a = 10 f Cú orbitan S e ti a = 14 Hỡnh dng cỏc orbitan K L M N O P Q 1s2 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 2p6 3p6 4p6 5p6 6p6 7p6 3d10 4d10 5d10 6d10 7d10 4f14 5f14 6f14 7f14 Lp : cú phõn lp Lp : cú phõn lp Lp : cú phõn lp Lp : cú phõn lp 1s2 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 2p6 3p6 4p6 5p6 6p6 7p6 3d10 4d10 5d10 6d10 7d10 4f14 5f14 6f14 7f14 Cỏch sp xp electron theo phõn mc nmg lng Cn lu ý : => Thứ tự xếp mức lợng : 1s 2s2p 3s3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s Nguyên tố s nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp s Nguyên tố p nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp p Nguyên tố d nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp d Nguyên tố f nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp f Bảng cấu hình nguyên tử 20 n Số electron Z Tên ng.tố Kí hiệu HH Hidro H Heli He Liti Li Beri Be Bo B Cacbo C Lớp Lớp Lớp Lớp Cấu hình e (M (K) (L) (N) ) 2 2 2 1s1 1s2 1s2 1s2 1s2 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 Nitơ N 1s2 2s2 2p3 Oxi O 1s2 2s2 2p4 Flo F 1s2 2s2 2p5 10 Neon Ne 1s2 2s2 2p6 11 Natri Na 1s2 2s2 2p6 3s1 12 Magie Mg 1s2 2s2 2p6 3s2 13 Nhôm Al 1s22s22p63s23p1 14 Silic Si 1s22s22p63s23p2 15 Photpho P 1s22s22p63s23p3 16 Lu huỳnh S 1s22s22p63s23p4 17 Clo Cl 1s22s22p63s23p5 18 Agon Ar 8 1s22s22p63s23p6 19 Kali K 8 1s22s22p63s23p64s 20 Canxi Ca 8 1s22s22p63s23p64s XC NH V TR NGUYấN T TRONG BNG HTTH Nguyờn t thuc phõn nhúm chớnh : gm cỏc nguyờn t cú e in sau cựng phõn lp s,p Ký hiu nhúm A S th t = Z S chu k = s lp e S nhúm = tng s e cú lp ngoi cựng XC NH V TR NGUYấN T TRONG BNG HTTH Nguyờn t thuc phõn nhúm d : gm cỏc nguyờn t cú e in sau cựng phõn lp d Ký hiu nhúm B S th t = Z S chu k = s lp e S nhúm ph thuc tng e ca phõn lp d v phõn lp s tm ký hiu l S Khi S thỡ s nhúm = S Khi < S 10 thỡ s nhúm = VIIIB Khi 10 < S thỡ s nhúm = S - 10 Xỏc nh tớnh cht chung ca nguyờn t Khi tng s e lp ngoi cựng t n : kim loi Khi tng s e lp ngoi cựng t n : phi kim Khi tng s e lp ngoi cựng = : khớ him Khi tng s e lp ngoi cựng = , C = phi kim Si = ỏ kim Cũn li l kim loi Bài 4. CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử. Mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của E.Rutherford, N.Bohr và A. Summerfeld - Các e chuyển động rất nhanh trong khu vực không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử. - Các e được phân bố theo những quy luật nhất định. - Khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (khoảng 90%) gọi là obitan nguyên tử, kí hiệu là AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron. II. Lớp electron và phân lớp electron. 1. Lớp electron - Các e được sắp xếp vào các lớp theo mức năng lượng từ thấp đến cao tương ứng với n = 1, 2, 3,… - Trong mỗi lớp các e có năng lượng gần bằng nhau. Lớp e (n) 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp K L M N O P Q I. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử. 2. Phân lớp electron - Mỗi lớp e chia thành các phân lớp. - Các e trên cùng phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. - Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường s, p, d, f. - Lớp thứ nhất (lớp K, n=1) có một phân lớp → phân lớp 1s. - Lớp thứ hai (lớp L, n=2) có hai phân lớp → phân lớp 2s và 2p. - Lớp thứ ba (lớp M, n=3) có ba phân lớp → phân lớp 3s, 3p và 3d. Các e ở phân lớp s được gọi là các electron s, ở phân lớp p được gọi là electron p… III. Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp - Số e tối đa của lớp thứ n là 2n 2 . N 14 7 Mg 24 12 VD: Xác định số lớp e của các nguyên tử và N 14 7 Mg 24 12 Bài 4. CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ Yêu cầu cần đạt được khi học sinh học xong bài này: • Trong nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân tạo nên vỏ nguyên tử. • Cấu tạo vỏ nguyên tử. Lớp, phân lớp electron. Số electron có trong mỗi lớp, phân lớp • Rèn luyện kĩ năng để giải được các bài tập liên quan đến các kiến thức sau: Phân biệt lớp electron và phân lớp electron; số electron tối đa trong một phân lớp, trong một lớp. • Cách kí hiệu các lớp, phân lớp; sự phân bố electron trên các lớp (K, L, M…) và phân lớp (s, p, d…). I. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử 1. Electron a) Sự tìm ra electron Theo Rutherford và Bohr thì trong nguyên tử trên những quỹ đạo xác định hình tròn hay bầu dục như quỹ đạo của hành tinh xung quanh mặt trời. a) Nguyên tử hiđro b) Nguyên tử oxi Mô hình này có tác dụng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử đầu những năm thế kỉ XX. Tuy nhiên không đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử. Tuy nhiên về sau nhờ những công trình nghiên cứu các nhà khoa học đã chứng minh rằng các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xunh quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên lớp vỏ nguyên tử. Electron chuyển động rất nhanh trong khu vực hạt nhân nguyên tử hidro II. Lớp electron và phân lớp electron 1. Lớp electron Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và sắp xếp thành từng lớp. Các electron ở gần nhân hơn liên kết bền chặt hơn với hạt nhân. Vì vậy, electron ở lớp trong có mức năng lượng thấp hơn so với ở các lớp ngoài. Các lớp electron được ghi theo thứ tự: n = 1 2 3 4 Tên lớp K L M N 2. Phân lớp electron Mỗi lớp electron được chia thành các phân lớp. Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f. Electron ở phân lớp s, p, d, f được gọi tương ứng là các electron s, p, d, f. III. Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp 1. Số electron trong một phân lớp Phân lớp đã có đủ electron gọi là phân lớp electron bão hòa 2. Số e trong một lớp Lớp electron có tối đa electron gọi là lớp electron bão hòa. Ví dụ: Xác định số lớp electron của nguyên tử . Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử magie là 12 nên hạt nhân có 12 p, vỏ nguyên tử có 12 e được phân bố như sau: • 2 e trên lớp K (n=1) • 8 e trên lớp L (n=2) • 2 e trên lớp M (n=3) Đặng Chi SPH 2014 Tiết 7 – Bài 4: CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ (tiết 1) A. CHUẨN KIẾN THỨC KĨ NĂNG 1. Kiến thức Biết được: - Trong nguyên tử, electron chuyển động như thế nào? - Cấu tạo vỏ nguyên tử ra sao? Thế nào là lớp, phân lớp electron? Mỗi lớp, mỗi phân lớp có tối đa bao nhiêu electron? 2. Kĩ năng - Xác định được thứ tự các lớp electron trong nguyên tử, số obitan trong mỗi lớp, mỗi phân lớp B. CHUẨN BỊ GV: Tranh vẽ mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho, Bo và Zom-mơ-phen. HS: Ôn lại bài cũ và chuẩn bị trước bài mới C. PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC Đàm thoại, giảng giải D. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY HOẠT ĐỘNG CỦA TRÒ Hoạt động 1 : Tìm hiểu về sự chuyển động của electron trong nguyên tử. - Treo hình 1.6 SGK và hướng dẫn cho HS mô hình nguyên tử của Rơ-dơ-pho, Bo và Zom-mơ-phen có tác dụng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử, nhưng không đầy đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử. - Ngày nay, người ta biết trong nguyên tử các electron chuyển động như thế nào? - Dẫn dắt số hiệu nguyên tử của nguyên tố Z cũng bằng số thứ tự Z của nguyên tử nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn. - Lấy ví dụ minh hoạ. - Vậy các electron được phân bố xung quanh hạt nhân theo quy luật nào? Hoạt động 2 : Tìm hiểu về lớp electron GV cho HS cùng nghiên cứu SGK và đặt các câu hỏi để xây dựng bài: GV nhấn mạnh: Trong nguyên tử có thể có nhiều lớp electron. - Trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản, các I. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử -Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử. Số e = số p = Z = STT trong bảng HTTH VD : Số thứ tự của H trong BTH là 1 (Z=1), vỏ nguyên tử H có 1 electron, hạt nhân nguyên tử có 1 proton. II - Lớp electron và phân lớp electron. 1. Lớp electron : - Trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản, các Đặng Chi SPH 2014 electron lần lượt chiếm các mức năng lượng như thế nào và sắp xếp ra sao? - Trong vỏ nguyên tử, các electron ở gần hạt nhân và ở xa hạt nhân có mức năng lượng như thế nào? - Các electron trên cùng 1 lớp có mức năng lượng như thế nào? GV dẫn dắt: mỗi lớp tương ứng với 1 mức năng lượng. Các mức năng lượng của các lớp được xếp theo thứ tự tăng dần từ thấp lên cao, nghĩa là từ sát hạt nhân ra ngoài. Hoạt động 3 .Tìm hiểu về phân lớp electron. - Mỗi lớp lại chia thành các phân lớp. Như vậy các phân lớp được phân bố theo quy luật nào? GV hướng dẫn HS cùng nghiên cứu SGK và đặt các câu hỏi để xây dựng bài: - Mỗi lớp lại chia thành các phân lớp electron. Vậy các electron trong mỗi phân lớp có mức năng lượng như thế nào? GV hướng dẫn HS biết các quy ước: - Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f. - Số phân lớp trong mỗi lớp bằng STT của lớp đó. GV đặt các câu hỏi để xây dựng kiến thức: - Lớp thứ 1 có mấy phân lớp, đó là những phân lớp nào? - Lớp thứ 2 có mấy phân lớp, đó là những phân lớp nào? - Lớp thứ 3 có mấy phân lớp, đó là những phân lớp nào? Lưu ý: Các electron ở phân lớp s được gọi là các electron s, ở phân lớp p được gọi là các electron p,… electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và sắp xếp thành từng lớp. - Electron ở càng xa hạt nhân hơn có mức năng lượng càng cao. - Các electron ở cùng 1 lớp có mức năng lượng gần bằng nhau. Thứ tự của lớp n : 1 2 3 4 Tên của lớp : K L M N 2. Phân lớp CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ 1. Lớp electron Các electron chuyển động rất nhanh ( tốc độ hàng nghìn km/s) xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo tạo nên vỏ nguyên tử II. LỚP VÀ PHÂN LỚP ELECTRON n = 1 2 3 4 5……. Tên lớp K L M N O…… -Các electron trên cùng 1 lớp có mức năng lượng gần bằng nhau Mức năng lượng tăng dần Bài 4 -Số electron ở lớp vỏ nguyên tử cũng là số thứ tự của nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn Bài 4 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ 2. Phân lớp electron II. LỚP VÀ PHÂN LỚP ELECTRON - Các electron trên cùng 1 phân lớp có mức năng lượng bằng nhau - Kí hiệu phân lớp: s, p, d, f - Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự lớp đó Lớp K (n=1) Lớp L (n=1) Lớp M(n =1) Lớp N (n=1) Số phân lớp 1s 2s2p 3s3p3d 4s4p4d4f Bài 4 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP, MỘT LỚP Phân lớp Số electron tối đa trong phân lớp s 2 p 6 d 10 f 14 Bài 4 CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP, MỘT LỚP Lớp electron Phân bố electron trên các phân lớp Số electron tối đa của lớp Lớp K (n=1) 1s 2 2 Lớp L(n=2) 2s 2 2p 6 8 Lớp M(n=3) 3s 2 3p 6 3d 10 18 Số electron tối đa lớp thứ n là 2n 2 7+ 12+ Ví dụ: Tính số lớp electron của 14 N và 24 Mg 7 12 1. Một nguyên tử M có 75 electron và 110 nơtron. Kí hiệu của nguyên tử M là A. 185 M 75 D. 75 M 110 C. 110 M 75 B. 75 M 185 2. Nguyên tử nào trong các nguyên tử sau đây chứa đồng thời 20 nơtron, 19 proton, 19 electron A. 37 Cl 17 D. 40 K 19 C. 40 Ar 18 B. 39 K 19 3. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo số electron ở phân mức năng lượng cao nhất là A. 2 B. 5 C. 9 D. 11 4. Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ 3 có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tố X là A. 6 B. 8 C. 14 D. 16 5. Nguyên tử agon có kí hiệu là 40 Ar 18 a) Hãy xác định số proton, nơtron, electron của nguyên tử? b) Hãy xác định sự phân bố electron trên các lớp electron? ... 6s Nguyên tố s nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp s Nguyên tố p nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp p Nguyên tố d nguyên tố mà nguyên tử có... nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp d Nguyên tố f nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối đợc điền vào phân lớp f Bảng cấu hình nguyên tử 20 n Số electron Z Tên ng.tố Kí hiệu HH Hidro... Số electron Z Tên ng.tố Kí hiệu HH Hidro H Heli He Liti Li Beri Be Bo B Cacbo C Lớp Lớp Lớp Lớp Cấu hình e (M (K) (L) (N) ) 2 2 2 1s1 1s2 1s2 1s2 1s2 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 Nitơ N 1s2 2s2