CHƯƠNG 1: NGUYÊN TỬ A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT I. Thành phần cấu tạo: + electron (e) + proton (p) + nơtron (n) II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử III. Hạt nhân nguyên tử 1. Điện tích hạt nhân: số Z = số p = số e 2. Số khối = tổng số hạt (A) = Z + N IV. Nguyên tố hóa học 1. Định nghĩa 2. Số hiệu nguyên tử = số đơn vị điện tích hạt nhân (kí hiệu: Z) 3. Kí hiệu nguyên tử: Ví dụ: cho biết nguyên tử nguyên tố natri có số Z = số p = số e = 11 và số n= 12 V. Đồng vị Đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số nơtron nên có số khối khác nhau. Chú ý: + Các nguyên tử của cùng 1 nguyên tố có thể có số khối khác nhau + Các đồng vị của một nguyên tố có tính chất hóa học giống nhau VI. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình 1. Nguyên tử khối Vì khối lượng nguyên tử tập trung tại nhân nên nguyên tử khối coi như bằng số khối (=A) 2. Nguyên tử khối trung bình Nguyên tố X có 2 đồng vị có nguyên tử khối là A, B có NTK trung bình: = Trong đó: a, b lần lượt là phần trăm số nguyên tử đồng vị A, B Ví dụ: Brom có 2 đồng vị và trong đó chiếm 45,5% số nguyên tử. = + ≈ 79,91 VII. Cấu hình electron nguyên tử 1. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử - Mô hình hành tinh nguyên tử - Mô hình hiện đại 2. Lớp electron và phân lớp electron a. Lớp electron - Các e sắp xếp theo mức năng lượng từ thấp đến cao (gần đến xa hạt nhân) và xếp thành các lớp - Các e cùng lớp có mức năng lượng gần bằng nhau 2 3 L M b. Phân lớp electron - Các e trên cùng phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. - Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái s, p, d, f - Số phân lớp = số thứ tự lớp c. Obitan nguyên tử - Là khu vực xung quanh hạt nhân mà ở đó xác xuất có mặt electron là lớn nhất (90%) - Kí hiệu: AO - Trên một AO chỉ chứa tối đa 2e gọi là electron ghép đôi, chứa 1e gọi là e độc thân hoặc không chứa e gọi là AO trống. + Phân lớp s có 1 AO hình cầu. + Phân lớp p có 3 AO hình số 8 nối cân đối. + Phân lớp d có 5 AO hình phức tạp. + Phân lớp f có 7 AO hình phức tạp. 3. Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp a. Số e tối đa trong một phân lớp Phân lớp p 6 (= 2x3) p 6 b. Số e tối đa trong một lớp Lớp (n) 1 2 3 4 Số phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Số e tối đa (2n 2 ) 2e 8e 18e 32e Nhận xét: - Với n 4, số e tối đa là 2n 2 . Với n5, số e tối đa luôn là 32e - Trong nguyên tử, các e chiếm mức năng lượng từ thấp đến cao. Khi mức năng lượng thấp đã bão hòa thì e mới xếp vào mức năng lượng cao hơn kế tiếp. 4. Cấu hình electron nguyên tử a. Nguyên lí vững bền - e xếp theo mức năng lượng từ thấp đến cao theo lớp (tăng từ lớp 1 đến lớp 7) và theo phân lớp (tăng theo thứ tự s, p, d, f) Thứ tự mức năng lượng e tăng dần: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 8s - Có sự chèn mức năng lượng ở các nguyên tử có nhiều e. b. Nguyên lí Pauli Trên 1 obitan nguyên tử chứa tối đa 2 electron và có chiều tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron c. Qui tắc Hun Trong cùng một phân lớp, các electron điền vào các obitan sao cho số e độc nhất là lớn nhất. d. Cấu hình e nguyên tử - Quy ước cách viết: + STT lớp e được ghi bằng chữ số (1, 2, 3 ) + Phân lớp được ghi bằng các chữ cái s, p, d, f. + Số e là sỗ mũ phía trên bên phải các phân lớp. - Các bước viết cấu hình e: B1: Xác định số e trong 1 nguyên tử B2: Viết thứ tự mức năng lượng và điền số e vào các phân lớp theo nguyên tắc: + Phân bổ dần e từ mức thấp đến cao + Phân lớp trong bão hòa e mới tiếp tục phân bố phân lớp ngoài B3: Viết cấu hình e. Với Z > 20, phải sắp xếp lại cho đúng thứ tự các phân lớp từ trong ra ngoài. Ví dụ: Cấu hình e của nguyên tử có Z = 26: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6 Z > 20 => Sắp xếp lại: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 - Cách xác định nguyên tố s, p, d, f: e cuối cùng điền vào phân lớp nào thì là nguyên tố đó Ví dụ: Na có Z=11: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , e cuối cùng thuộc phân lớp s => nguyên tố s e. Đặc điểm của e lớp ngoài cùng - Đối với tất cả các nguyên tử, e ngoài cùng có nhiều nhất là 8e. - Các e lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố. + Các nguyên tử khí hiếm có 8e lớp ngoài cùng (He có 2e) không tham gia vào phản ứng hóa học + Những nguyên tử kim loại thường có 1, 2, 3 e lớp ngoài cùng + Những nguyên tử phi kim thường có 5, 6, 7 e lớp ngoài cùng + Những nguyên tử có 4 e lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim. f. Một số cấu hình e đặc biệt Cr (Z= 24): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (theo quy tắc: 3d 4 4s 2 , 1e ở phân lớp 4s chuyển sang phân lớp 3d) Cu (Z= 29): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 (theo quy tắc: 3d 9 4s 2 , 1e ở phân lớp 4s chuyển sang phân lớp 3d) Ag (Z= 47): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 1 (theo quy tắc: 4d 9 5s 2 , 1e ở phân lớp 5s chuyển sang phân lớp 4d). B. MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP Lưu ý khi làm bài: - Số e = số p = số Z - Số n = số A – số p - p n 1,5p hay P N 1,5Z (Z 82 ) I. Tự luận Bài 1: Viết cấu hình e và cho biết: - Nguyên tử có bao nhiêu lớp e? - Lớp ngoài cùng có bao nhiêu e? - Lớp nào liên kết kém bền nhất với hạt nhân? - Cho biết chúng là nguyên tố nào trong các nguyên tố s, p, d, f? là kim loại, phi kim hay khí hiếm? của các nguyên tố có a. Z= 11 b. Z= 23 c. Z= 16 d. Z= 36 Bài 2: Cho số e lớp ngoài cùng của nguyên tố X là 2, X có 3 lớp e, Y có 4 lớp e và có 4e lớp ngoài cùng. Viết cấu hình e của X và Y. Xác định số p, n, A của X và Y biết X có p = n và Y có n hơn p là 23. Bài 3: Tổng số hạt proton, nơtron và e của một nguyên tử X trong một nguyên tố bằng 21. Xác định số proton, nơtron, số khối và viết cấu hình e của nguyên tử đó. Bài 4: Khối lượng nguyên tử của Clo là 35,5. Clo có hai đồng vị là và . Tính phần trăm về số nguyên tử của mỗi đồng vị. Bài 5: Hiđro điều chế từ nước nguyên chất có khối lượng là 1,008. Hỏi có bao nhiêu nguyên tử và trong 1g nước. (biết trong 1 mol nước thì có 6,02.10 23 hạt phân tử nước). Bài 6: Phân tử MX 3 có tổng các loại hạt là 196, trong đó số hạt mang điện ít hơn số hạt không mang điện là 60. Số hạt mang điện trong nguyên tử M ít hơn số hạt mang điện trong nguyên tử X là 8. Xác định M, X và công thức MX 3. (ĐS: AlCl 3 ) Bài 7: Hợp chất A có công thức MX 2 trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. Trong hạt nhân M, số nơtron nhiều hơn số proton là 4 hạt. Trong hạt nhân X, số nơtron bằng số proton. Tổng số proton trong phân tử là 58 hạt. Xác định công thức của MX 2 . (ĐS: FeS 2 ) II. Trắc nghiệm 1. Nguyên tử gồm: A. Hạt nhân mang điện tích dương và lớp vỏ mang điện tích âm. B. Các hạt proton và electron. C. Các hạt proton và nơtron. D. Các hạt electron và nơtron. 2. Khối lượng của nguyên tử bằng: A. Tổng số hạt proton và tổng số hạt nơtron. B. Tổng số hạt proton, tổng số hạt nơtron và tổng số hạt electron. C. Tổng khối lượng của các hạt proton và electron. D. Tổng khối lượng của proton, nơtron và electron có trong nguyên tử. 3. Chọn câu SAI A. Số proton. B. Số electron. C. Số nơtron. D. Điện tích hạt nhân. 4. Mệnh đề Sai về nguyên tử là A. Số hiệu nguyên tử bằng trị số của điện tích hạt nhân nguyên tử. B. Số proton bằng số nơtron. C. Số proton bằng trị số điện tích hạt nhân. D. Số proton bằng số electron. 5. Đồng vị là những nguyên tố có cùng số proton, nhưng khác về: A. Khối lượng nguyên tử B. Số khối. C. Số nơtron. D. Cả A,B,C đều đúng. 6. Trong kí hiệu X A z thì: A. A là số khối. B. Z là số hiệu nguyên tử. C. X là kí hiệu nguyên tố. D. Tất cả đều đúng. 7. Hai nguyên tử đồng vị có cùng: A. Số e ngoài cùng. B. Số p trong nhân. C. Tính chất hóa học. D. A,B,C đều đúng. 8. Kí hiệu nguyên tử biểu thị đầy đủ đặc trưng cho 1 nguyên tố hóa học vì nó cho biết: A. Số khối. B. Số hiệu nguyên tử Z. C. NTK của nguyên tử. D. Số khối A và số Z. 9. Chọn phát biểu ĐÚNG Cho các nguyên tử DCBA 37 17 35 17 27 13 26 13 ,,, , không cùng tên gọi là các cặp nguyên tử sau: A. A, B. B. C, D. C. B, C. D. A,C;A,D;B,C;B,D. 10. Hai nguyên tử X, Y khác nhau. Muốn có cùng kí hiệu nguyên tố thì X, Y phải có: A. Cùng số e trong nhân. B. Cùng số n trong nhân. C. Cùng số p trong nhân. D. Cùng số khối. 14. Một nguyên tử có 8e, 8n, 8p. Chọn nguyên tử đồng vị với nó: A. 8p, 8n, 8e. B. 8p, 9n, 9e. C. 9p, 8n, 9e. D. 8p, 9n, 8e. 15. Nguyên tử ScKCa 41 21 39 19 40 20 ,, có cùng: A. Số khối. B. Số hiệu nguyên tử Z. C. Số electron. D. Số nơtron. 16. Nguyên tử của nguyên tố nào có hạt nhân chứa 27 nơtron và 22 proton? A. Ti 49 22 . B. Co 49 27 . C. ln 49 27 . D. Ti 22 49 . 17. Nguyên tử có cùng số nơtron với Cr 54 24 là A. Ti 50 22 . B. V 51 23 . C. Fe 56 26 . D. Mn 56 25 . 18. Có 4 nguyên tử TZYX 25 12 24 11 24 12 23 11 ;;; . Cặp nguyên tử có cùng tên hóa học là: A. Chỉ X, Z. B. Chỉ Y, T. C. Chỉ Y, Z. D. Cặp X, Z; cặp Y, T. 19. Tổng số proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 28. Số khối của hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó là A. 18. B. 19. C. 28. D. 21. 20. Một nguyên tử có khối lượng là 80, số hiệu 35. Chọn câu trả lời đúng về cấu tạo nguyên tử: A. 45p; 35n; 45e. B. 35p; 45n; 35e. C. 35p; 35n; 35e. D. 35p; 35n; 45e. 21. Một nguyên tử có số hiệu 29, số khối 61. Nguyên tử đó có: A. 90 nơtron. B. 61 nơtron. C. 29 nơtron. D. 29 electron. 22. Một nguyên tử có số khối là 167, số hiệu nguyên tử là 68. Nguyên tử của nguyên tố này có: A. 55p, 56e, 55n. B. 68p, 68e, 99n. C. 68p, 99e, 68n. D. 99p, 68e, 68n. 23. Trong nguyên tử, các electron được sắp xếp theo các lớp và phân lớp. Lớp thứ 3 có: A. 3 obitan. B. 3 electron. C. 3 phân lớp. D. Cả A,B,C đều đúng. 24. Tổng số hạt proton, electron, nơtron trong nguyên tử Rb 86 37 là A. 160. B. 49. C. 123. D86. 25. Để biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau được gọi là A. Phân lớp electron. B. Đám mây electron. C. Phân mức năng lượng. D. cấu hình electron. 26. Nguyên tử X xó tổng số hạt gấp 3 lần số e ở vỏ, vậy nguyên tử X có: A. Số n gấp 2 số e. B. Số khối là số lẻ. C. Tỉ lệ N : Z = 1 ; 1. D. A,B,C đều sai. 27. Số electron tối đa trong 1 lớp electron thứ n thì bằng: A. 2n. B. n 2 . C. 2n 2 . D. n + 2. 28. Lớp M có số phân lớp electrron là A. 4. B. 2. C. 3. D. 1. 29. Hãy chỉ ra mức năng lượng viết SAI A. 4s. B. 3d. C. 2d. D. 3p. 30. Số electron tối đa của lớp M là A. 12. B. 6. C. 18. D. 14. 31. Số electron tối đa trong phân lớp d là A. 2. B. 6. C. 10. D. 14. 32. Cấu hình electron nguyên tử của Na (z = 11) là A. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 . C. 1s 2 2s 2 2p 2 3s 1 . D. 1s 2 2s 2 2p 6 3d 1 . 33. Cấu hình electron của nguyên tố X (z = 25): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 2 , có số electron ngoài cùng là A. 5. B. 2. C. 7 D. 4. 34. Cho biết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố sau: X: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Y: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 5 Z: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 Kết luận ĐÚNG là A. X là kim loại, Y là phi kim, Z là khí hiếm. B. X, Y là kim loại, Z là khí hiếm. C. X, Y, Z là phi kim. D. X, Y là phi kim, Z là khí hiếm. 35. Cấu hình electron của selen (z = 34) là: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 4 . Vậy A. lớp e ngoài cùng của nguyên tử selen có 4e. B. lớp e ngoài cùng của nguyên tử selen có 6e. C. lớp thứ 3 của selen có 10e. D. selen là nguyên tố kim loại. 36. Nguyên tử X có 3 lớp electron với lớp electron ngoài cùng có 6e, số hiệu nguyên tử Z là A. 8. B. 18. C. 16. D. 28. 37. Nguyên tử Y có 3e ở phân lớp 3d, Y có số hiệu nguyên tử Z là A. 23. B. 21. C. 25. D. 26. 38. Có 4 kí hiệu nguyên tử . Phát biểu đúng là A. X và Y là hai đồng vị của nhau. B. X và Z là hai đồng vị của nhau. C. Y và T là hai đồng vị của nhau. D. X và T đều có số proton và số nơtron bằng nhau. 39. Cấu hình electron: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 là của nguyên tử của nguyên tố hóa học nào sau đây? A. Na (Z = 11). B. Ca (Z = 20). C. K (Z = 19). D. Rb (Z = 37). 40. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt electron trong các phân lớp p là 7. Số hạt mang điện của một nguyên tử Y nhiều hơn số hạt mang điện của một nguyên tử X là 8 hạt. Các nguyên tố X và Y lần lượt là (biết số hiệu nguyên tử của nguyên tố: Na = 11; Al = 13; P = 15; Cl = 17; Fe = 26) A. Fe và Cl. B. Na và Cl. C. Al và Cl. D. Al và P. TZYX 24 13 27 13 26 12 26 13 , , , . 12 . B. 6. C. 18 . D. 14 . 31. Số electron tối đa trong phân lớp d là A. 2. B. 6. C. 10 . D. 14 . 32. Cấu hình electron nguyên tử của Na (z = 11 ) là A. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 . B. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 ln 49 27 . D. Ti 22 49 . 17 . Nguyên tử có cùng số nơtron với Cr 54 24 là A. Ti 50 22 . B. V 51 23 . C. Fe 56 26 . D. Mn 56 25 . 18 . Có 4 nguyên tử TZYX 25 12 24 11 24 12 23 11 ;;; . Cặp nguyên. số hiệu nguyên tử của nguyên tố: Na = 11 ; Al = 13 ; P = 15 ; Cl = 17 ; Fe = 26) A. Fe và Cl. B. Na và Cl. C. Al và Cl. D. Al và P. TZYX 24 13 27 13 26 12 26 13 , , ,