Giải bài tập trang 22 SGK Hóa học lớp 10: Cấu tạo vỏ nguyên tử

Giải bài tập trang 22 SGK Hóa học lớp 10: Cấu tạo vỏ nguyên tử

tóm tắt các kiến thức cơ bản về cấu tạo vỏ nguyên tử, giúp các em nắm bắt được: cấu tạo vỏ nguyên tử, lớp và phân lớp electron, số electron có trong mỗi lớp, phân lớp... Đồng thời hướng dẫn các em giải bài tập cơ bản trong sách giáo khoa. Chúc các em học tốt.

Giải bài tập trang 13, 14 SGK Hóa học lớp 10: Hạt nhân nguyên tử, nguyên tố hoá học, đồng vị

Giải bài tập trang 18 SGK Hóa học lớp 10: Luyện tập thành phần nguyên tử

Giải bài tập trang 27, 28 SGK Hóa học lớp 10: Cấu hình electron của nguyên tử

Giải bài 1, 2, 3, 4, 5, 6 trang 22 SGK Hóa 10: Cấu tạo vỏ nguyên tử

A. Tóm tắt kiến thức cấu tạo vỏ nguyên tử

I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ

Những năm đầu của thế kỉ XX, người ta cho rằng các electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử theo những quỹ đạo tròn hay bầu dục, như quỹ đạo của các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời. Đó là mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho, Bo (N.Bohr) và Zom-mơ-phen (A.Sommerield).

Mô hình này 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 đã biết các electron chuvển động rất nhanh (tốc độ hàng nghìn km/s) trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử. Số electron ở vỏ nguyên tử của một nguyên tố đúng bằng số proton trong hạt nhân nguyên tử và cũng bằng số hiệu nguyên tử (Z) hay số thứ tự của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn. Chẳng hạn, vỏ của nguvên tử hiđro (Z = 1) có 1 electron, vỏ của nguyên tử clo (Z = 17) có 17 electron, vỏ của nguyên tử vàng (Z = 79) có tới 79 electron,... Vậy các electron được phân bố như thế nào?

Các kết quả nghiên cứu cho thấy chúng phải phân bố theo những quy luật nhất định.

II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON

a) 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 electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

Xếp theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao, các lớp electron này được ghi bằng các số nguyên theo thứ tự n = 1, 2, 3, 4... với tên gọi: K, L, M, N,...

n =                  1     2    3     4...

Tên lớp            K    L     M    N

b) Phân lớp electron

Mỗi lớp electron lại chia thành các phân lớp.

Các electron trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f.

Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó.

Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có một phân lớp, đó là phân lớp 1s;

Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có hai phân lớp, đó là các phân lớp 2s và 2p;

Lớp thứ ba (lớp M, n = 3) có ba phân lớp, đó là các phân lớp 3s, 3p và 3d; v.v...

Các electron ở phân lớp s được gọi là các electron s, ở phân lớp p được gọi là các electron p...

III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG MỘT PHÂN LỚP, MỘT LỚP

Số electron tối đa trong một phân lớp như sau:

• Phân lớp s chứa tối đa 2 electron;
• Phân lớp p chứa tối đa 6 electron;
• Phân lớp d chứa tối đa 10 electron;
• Phân lớp f chứa tối đa 14 electron;

Phân lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hoà. Từ đó suy ra số electron tối đa trong một lớp:

• Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có 1 phân lớp 1s, chứa tối đa 2 electron.
• Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có 2 phân lớp 2s và 2p:
• Phân lớp 2s chứa tối đa 2 electron;
• Phân lớp 2p chứa tối đa 6 electron;

Vậy, lớp thứ hai chứa tối đa 8 electron.

B. Giải bài tập cấu tạo vỏ nguyên tử sách giáo khoa trang 22 Hóa lớp 10.

Bài 1. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

Một nguyên tử M có 75 electron và 110 nơtron. Kí hiệu của nguyên tử M là:

A. ¹⁸⁵₇₅M               B. ⁷⁵₁₈₅M                C. ¹¹⁰₇₅M                D. ⁷⁵₁₁₀M

Lời giải bài 1:

Nguyên tử M có 75 electron và có 110 nơtron. Suy ra Z = 75. Số khối A = 75 + 110 = 185. Vậy kí hiêu: ¹⁸⁵₇₅M

Đáp án đúng là: A.

Bài 2. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

Nguyên tử nào trong các nguyên tử sau đây chứa đồng thời 20 nơtron, 19 proton và 19 electron?

A. ³⁷₁₇Cl                 B. ³⁹₁₉K                 C. ⁴⁰₁₈K                     D. ⁴⁰₁₉K

Lời giải bài 2:

Câu trả lời B đúng. Hạt chứa 20 nơtron và 19 proton và 19 electron. Suy ra Z = 19, số khối A = 19 + 20 = 39. Vậy hạt đó là:  ³⁹₁₉K. Đáp án đúng là B.

Bài 3. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo, số electron ở mức năng lượng cao nhất là:

A. 2                          B. 5                       C. 9                          D. 11.

Lời giải bài 3:

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9, suy ra flo có 9 electron phân bố vào các phân lớp như sau: 1s²2s²2p⁵. Vậy flo có 5 electron ở mức năng lượng cao nhất. Đáp án đúng là B.

Bài 4. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử X là:

A. 6                          B. 8                        C.14                         D. 16.

Hãy chọn đáp số đúng.

Lời giải bài 4:

Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 mức năng lượng, lớp thứ 3 có 6 electron, như vậy có sự phân bố như sau: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử X là 16⁺. Đáp án đúng là D.

Bài 5. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

a) Thế nào là lớp và phân lớp electron? Sự khác nhau giữa lớp và phân lớp electron?

b) Tại sao lớp N chứa tối đa 32 electron.

Lời giải bài 5:

a) Lớp: Cho biết số nguyên tố trong cùng chu kì.

Phân lớp: Cho biết số obitan và số electron tối đa trong một phân lớp.

Lớp và phân lớp khác nhau ở điểm: Lớp cho biết số nguyên tố trong chu kì, còn phần lớp cho biết số obitan và số electron tối đa.

b) Lớp N có thể chứa tối đa 32e vì lớp này có các phân lớp: 4s 4p 4d 4f. Mà số e tối đa tương ứng ứng: s là 2; p là 6; d là 10; f là 14 ⇒ Có tối đa 32e

Bài 6. (Trang 22 SGK Hóa 10 chương 1)

Nguyên tử agon có kí hiệu là ⁴⁰₁₈Ar

a) Hãy xác định số proton, số nơtron trong hạt nhân và số electron ở vỏ electron của nguyên tử.

b) Hãy xác định sự phân bố electron trên các lớp.

Lời giải bài 6:

a) Từ kí hiệu ta thấy nguyên tử Ar có số đơn vị điện tích hạt nhân là 18; vậy Ar có 18 proton, 18 electron và có 40 - 18 = 22 nơtron

b) Lớp vỏ electron của nguyên tử có 18e được phân bố như sau: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.