Bài tập mối quan hệ cấu hình e vị trí, cấu tạo A Lý thuyết phương pháp giải Kiến thức cần nhớ: - Số thứ tự ô nguyên tố = tổng số e nguyên tử - Số thứ tự chu kì = số lớp e - Số thứ tự nhóm: + Nếu cấu hình e lớp ngồi có dạng nsanpb (a = → b = → 6): Nguyên tố thuộc nhóm (a + b)A + Nếu cấu hình e kết thúc dạng (n - 1)dxnsy(x = → 10; y = → 2): Nguyên tố thuộc nhóm B: * Nhóm (x + y)B ≤ (x + y) ≤ * Nhóm VIIIB ≤ (x + y) ≤ 10 * Nhóm (x + y - 10)B 10 < (x + y) Cấu hình electron nguyên tử nguyên tố nhóm A - Ví dụ: Xác định loại nguyên tố s, p, d và vị trí các nguyên tố BTH - Đặc điểm: - Nhóm A gồm nguyên tố s, p; thuộc chu kì nhỏ chu kì lớn - Xét chu kì: Chu kì 2: 3Li, 4B, 5Be, 6C, 7N, 8O, 9F, 10Ne Chu kì 3: 11Na, 12Mg, 13Al, 14Si, 15P, 16S, 17Cl, 18Ar Số electron tăng dần thừ đến 8, bắt đầu kim loại, kết thúc khí Lặp lại chu kì 3,4 - Xét nhóm A: VD: Li, Na, K, Rb 3Li: 1s1 11Na: 19K: [Ne]3s1 [Ar]4s1 37Rb: [Kr]5s1 Các nguyên tử có số e hóa trị = Số electron lớp ngồi = Số TT nhóm A *Nhận xét: + Nguyên tử nguyên tố nhóm A có số electron lớp ngồi số thứ tự nhóm Đó nguyên nhân giống tính chất hố học ngun tố nhóm A Ví dụ: Na + HOH " NaOH + 1/2H2 K + HOH " KOH + 1/2H2 + Trong chu kỳ, theo chiều tăng dần Z, số electron lớp ngồi ngun tử ngun tố nhóm A tăng dần từ đến Sau chu kỳ, cấu hình electron lớp ngồi chúng lặp lại cách tuần hồn Đó ngun nhân làm cho tính chất nguyên tố biến đổi tuần hồn Cấu hình electron ngun tử ngun tố nhóm B - Ví dụ: Z=21: [Ar]3d14s2 Z=22:[Ar]3d24s2 Z=25: [Ar]3d54s2 Z=26: [Ar]3d64s2 - Đặc điểm: - Gồm nguyên tố d, f, thuộc chu kì lớn (các kim loại chuyển tiếp) - Từ chu kỳ trở đi, chu kỳ, sau bão hoà phân lớp ns2, electron phân bố vào phân lớp sát ngồi (n-1)d " Cấu hình electron nguyên tử nguyên tố nhóm B thường có dạng: [Khí hiếm](n-1)dxns2 với x 10 Trừ số ngoại lệ Cr(Z=24); Cu(Z=29) (n-1)d4ns2 "(n-1)d5ns1 (n-1)d9ns2 "(n-1)d10ns1 (để đạt cấu hình bền nửa bão hòa hoặc bão hòa) - Ví dụ: Zn(Z=30): [Ar]3d104s2 có 2electron hố trị ; Cr(Z=24): [Ar]3d54s1 có electron hố trị - Số electron hóa trị (nhóm B) = số electron lớp + số electron phân lớp chưa bão hịa -STT nhóm B = sớ e hóa trị (trừ số ngoại lệ) Mối quan hệ giữa lực hút giữa hạt nhân và các electron lớp ngoài cùng, cấu hình electron - Trong chu kì: số lớp electron không đổi, điện tích hạt nhân tăng dần nên lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng cũng tăng theo - Trong nhóm A: mặc dù điện tích hạt nhân tăng số lớp electron tăng qua mỗi chu kì, nên lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm dần - Cấu hình bão hòa: Ví dụ: Be: 1s22s2 Mg: [Ne]3s2 - Cấu hình nửa bão hòa: N: 1s22s22p3 P: [Ne]3s23p3 " Cấu hình bền vững B/ Ví dụ minh họa Ví dụ Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm, phân nhóm) nguyên tố sau bảng tuần hồn, cho biết cấu hình electron ngun tử nguyên tố sau: 1s22s22p63s23p64s2 1s22s22p63s23p63d54s2 Hướng dẫn: Số thứ tự 20, chu kì 4, nhóm IIA Số thứ tự 25, chu kì 4, nhóm VIIB Ví dụ Giả sử ngun tố M số 19 bảng tuần hồn chưa tìm cịn bỏ trống Hãy dự đoán đặc điểm sau nguyên tố đó: a Tính chất đặc trưng b Cơng thức oxit Oxit oxit axit hay oxit bazơ? Hướng dẫn: a, Cấu hình electron ngun tố là: 1s22s22p63s23p64s1 ⇒ Electron lớp ngồi nên tính chất đặc trưng M tính kim loại b, Nguyên tố nằm nhóm IA nên cơng thức oxit M2O Đây oxit bazơ Ví dụ Ion M3+có cấu hình electron lớp ngồi 3s23p63d5 a, Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) M bảng tuần hồn Cho biết M kim loại gì? b, Trong điều kiện khơng có khơng khí, cho M cháy khí Cl2 thu chất A nung hỗn hợp bột (M S) hợp chất B Bằng phản ứng hóa học, nhận biết thành phần hóa trị nguyên tố A B Hướng dẫn: a, Tổng số electron nguyên tử M 26 Số thứ tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB M Fe b, Fe cháy khí clo: 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 Hòa tan sản phẩm thu vào nước thu dung dịch Lấy vài ml dung dịch cho tác dụng với dung dịch AgNO3, có kết tủa trắng chứng tỏ có gốc clorua: FeCl3 + 3AgNO3 → Fe(NO3 ) + 3AgCl Lặp lại thí nghiệm với dung dịch NaOH, có kết tủa nâu đỏ chứng tỏ có Fe(III): FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH) + 3NaCl - Nung hỗn hợp bột Fe bột S: Fe + S → FeS Cho B vào dung dịch H2 SO4 lỗng, có khí mùi trứng thối bay chứng tỏ có gốc sunfua: FeS + H2 SO4 → FeSO4 + H2 S (trứng thối) Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch thu được, có kết tủa trắng xanh chứng tỏ có Fe(II): FeSO4 + 2NaOH → Na2 SO4 + Fe(OH) (trắng xanh) Ví dụ Ở trạng thái bản, cấu hình electron lớp ngồi ngun tử X 3s2 Số hiệu nguyên tử nguyên tố X A 12 B 13 C 11 D 14 Hướng dẫn: Ở trạng thái bản, cấu hình electron lớp nguyên tử X 3s2 Cấu hình e X là: 1s22s22p63s2 X có 12 e nên có 12 p nên số hiệu nguyên tử nguyên tố X 12 ⇒ Chọn A Ví dụ Cho biết tổng số electron anion AB32-là 42 Trong hạt nhân A B có số proton số nơtron a Tìm số khối A B b Cho biết vị trí A, B bảng tuần hoàn Hướng dẫn: a Gọi số hạt proton A P B P’, ta có: P + 3P’ = 42 - Ta thấy 3P’ < P + 3P’ = 40 nên P’ < 30/3= 13,3 Do B tạo anion nên B phi kim Mặt khác P’ < 13,3 nên B nitơ, oxi hay flo Nếu B nitơ (P’ = 7) → P = 19 (K) Anion KN32- -: loại Nếu B oxi (P’ = 8) → P = 16 (S) Anion SO32- -: thỏa mãn Nếu B flo (P’ = 9) → P = 13 (Al) Anion AF32- -: loại Vậy A lưu huỳnh, B oxi b O (P’ = 8) : 1s22s22p4 ⇒ ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA S (P = 16) : 1s22s22p63s23p4 ⇒ số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA Ví dụ Nguyên tử R tạo Cation R+ Cấu hình e R+ở trạng thái 3p6 Tổng số hạt mang điện R A.18 B.22 C.38 D.19 Hướng dẫn: Cấu hình R+là 3p6 ⇒ R 3p64s1 ⇒ R có cấu hình đầy đủ 1s22s22p63s23p64s1 ⇒ Tổng hạt mang điện R ( p + e ) = 38 ⇒ Chọn C Ví dụ Một hợp chất có cơng thức XY2 X chiếm 50% khối lượng Trong hạt nhân X Y có số proton số notron Tổng số proton phân tử XY2 32 a Viết cấu hình electron X Y b Xác định vị trí X Y bảng tuần hoàn Hướng dẫn: a Gọi số hạt prroton, nơtron, electron nguyên tử X P, N, E Y P’, N’, E’ Theo bài: P = N = E P’ = N’ = E’ ⇒ Mx = 2P, My = 2P’ Trong hợp chất XY2, X chiếm 50% khối lượng nên: Mx /(2 My )= 50/50 =1 ⇒ 2P /2.2P’ =1 ⇒ P = 2P’ Tổng số proton phân tử XY2 32 nên P + 2P’ = 32 ⇒ P = 16 (S) P’ = (O) ⇒ Hợp chất cần tìm SO2 Cấu hình electron S: 1s22s22p63s23p4 O: 1s22s22p4 b Lưu huỳnh ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA Oxi số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA Ví dụ Cho biết cấu hình electron lớp ngồi nguyên tử nguyên tố (thuộc chu kỳ 3) A, M, X ns1, ns2np1, ns2np5 Xác định vị trí A, M, X bảng tuần hồn cho biết tên chúng Hướng dẫn: A, M, X thuộc chu kỳ nên n = Cấu hình electron, vị trí tên ngun tố: A: 1s22s22p63s1(ơ số 11, nhóm IA), A kim loại Na M: 1s22s22p63s23p1(ơ số 13, nhóm IIIA), M kim loại Al X: 1s22s22p63s23p5(ơ số 17, nhóm VIIA), X phi kim Cl C/ Bài tập trắc nghiệm Câu Cho ngun tố có cấu hình electron sau: 1s22s22p2, 1s22s22p5, 1s22s22p63s23p6, 1s22s22p63s1 a) Xác định số electron hóa trị nguyên tử b) Xác định vị trí chúng (chu kì, nhóm, phân nhóm bảng tuần hồn nguyên tố hóa học) Đáp án: a) Xác định số electron hóa trị: 1s22s22p2: có electron hóa trị 1s22s22p5: có electron hóa trị 1s22s22p63s23p6: có electron hóa trị 1s22s22p63s1: có electron hóa trị b) Xác định vị trí ngun tố bảng tuần hồn: 1s22s22p2: Ngun tố thuộc chu kì 2, nhóm IVA 1s22s22p5: Ngun tố thuộc chu kì 2, nhóm VIIA 1s22s22p63s23p6: Ngun tố thuộc chu kì 3, nhóm VIIIA 1s22s22p63s1: Ngun tố thuộc chu kì 3, nhóm IA Câu Cho hạt vi mơ X+, Y- , Z2- Q có cấu hình electron: ls22s22p6 Xác định vị trí ngun tố X, Y, Z Q bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học Đáp án: - Nguyên tố Q cấu hình electron: ls22s22p6 nên Z = 10 ngun tố khí thuộc thứ 10, chu kì nhóm VIIIA - Cation X+ hình thành do: X → X+ + 1e nên Z = 11; X có cấu electron: ls22s22p63s1 Vậy X ô thứ 11, chu kì nhóm IA - Anion Y- hình thành do: Y + 1e → Y- nên Z = 9; Y có cấu hình electron: ls22s22p6 Vậy Y thứ 9, chu kì nhóm VIIA - Anion Z2- hình thành do: Z + 2e → Z2- nên Z = Z có cấu hình electron: ls22s22p4 Vậy Z thứ 8, chukì nhóm VIA Câu Một ngun tố chu kì 2, nhóm VA bảng tuần hồn ngun tố hóa học Hỏi: a Ngun tử nguyên tố có bao nhiên electron lớp cùng? b Các electron nằm lớp thứ mấy? c Viết cấu hình electron nguyên tử ngun tố trên? Đáp án: a) Vì thuộc nhóm VA nên ngun tố có electron lớp ngồi b) Vì thuộc chu kì nên electron ngồi nằm lớp thứ hai c) Cấu hình electron: 1s22s22p3 Câu Xác định vị trí nguyên tố có Z = 20 nguyên tố có Z = 29 Đáp án: - Với nguyên tố có Z = 20 cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s2 bảng tuần hồn ngun tố +) Ơ thứ 20 +) Chu kì 4: có lớp electron +) Nhóm IIA có electron cuối chiếm obitan 4s2 lớp ngồi - Với ngun tố có Z = 29 cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d104s1 bảng tuần hồn ngun tố +) Ơ thứ 29 +) Chu kì có lớp electron +) Nhóm IB có electron ứng với mức lượng cao chiếm obitan 3d; tổng số electron (n - l)d ns 11 nên thuộc nhóm 11 - 10 = Câu Biết nguyên tố R thuộc chu kì nhóm VA bảng tuần hồn Hãy viết cấu hình electron nguyên tử R Đáp án: E thuộc chu kì ⇒ Có lớp electron R thuộc nhóm VA ⇒ Có electron lớp ngồi ⇒ Cấu hình electron R: ls32s22p3 Câu Một ngun tố có cấu hình electron ngun tử sau: 1s22s22p4; 1s22s22p3; 1s22s22p63s23p1; 1s22s22p63s23p5 a) Hãy xác định số electron hóa trị nguyên tố b) Hãy xác định vị trí chúng (chu kì, nhóm) bảng tuần hồn ngun tố hóa học Đáp án: a) số electron hóa trị nguyên tố: +) 1s2 2s2 2p4: Có electron hóa trị +) 1s2 2s2 2p3: Có electron hóa tri +) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1: Có electron hóa trị +) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5: Có electron hóa trị b) Ví trí (chu kỳ, nhóm) cửa ngun tố: Dựa vào cấu hình electron nguyên tử cho biết: Số lớp electron suy số thứ tự chu kì Các electron lớp electron s electron p nên chúng nguyên tố p, chúng thuộc nhóm A, số electron ngồi cho biết số thứ tự nhóm +) 1s2 2s2 2p4: Thuộc chu kì 2, nhóm VIA +) 1s2 2s2 2p3: Thuộc chu kì 2, nhóm VA +) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1: Thuộc chu kì , nhóm IIIA +) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5: Thuộc chu kì 3, nhóm VIIA Câu Nguyên tử X, anion Y-, cation Z- có cấu hình electron lớp ngồi 4s24p6 Cho biết vị trí (chu kì, nhóm) tính chất (phi kim hay kim loại) X, Y, Z bảng hệ thống tuần hồn Đáp án: Từ cấu hình electron lớp 4s24p6 suy cấu hình electron đầy đủ là: ls22s22p63s23p63d104s24p6 +) Nguyên tố X: ls22s22p63s23p63d104s24p6 Thuộc chu kì 4, nhóm VIIIA; có 8e lớp ngồi X khí +) Ngun tố Y: Từ Y + 1e = YNên cấu hình Y là: ls22p22p63s23p63d104s24p6, thuộc chu kì 4, nhóm VIIA; có 7e lớp ⇒ Y phi kim +) Nguyên tố Z: Từ z = z+ + le Nên cấu hình z là: 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1, thuộc chu kì 5, nhóm IA; có 1e lớp ngồi z kim loại Câu Cation (ion dương) X+ có cấu hình electron phân lớp 2p6 a) Viết cấu hình electron phân bố electron theo obitan nguyên tố X b) Cho biết vị trí X Đáp án: a) Viết cấu hình electron phân bố electron vào obitan Vì cation X+ nguyên tử X electron nên cấu hình electron X: 1s22s22p62s2 3s1 phân bố obitan sau: b) X thuộc chu kì có lớp electron X thuộc nhóm IA có electron lớp ngồi X thuộc 11 có tổng điện tích 11  ... án: a) Viết cấu hình electron phân bố electron vào obitan Vì cation X+ nguyên tử X electron nên cấu hình electron X: 1s22s22p62s2 3s1 phân bố obitan sau: b) X thuộc chu kì có lớp electron X thuộc... có cấu hình electron lớp ngồi 4s24p6 Cho biết vị trí (chu kì, nhóm) tính chất (phi kim hay kim loại) X, Y, Z bảng hệ thống tuần hồn Đáp án: Từ cấu hình electron lớp ngồi 4s24p6 suy cấu hình electron... nhóm IA; có 1e lớp ngồi z kim loại Câu Cation (ion dương) X+ có cấu hình electron phân lớp ngồi 2p6 a) Viết cấu hình electron phân bố electron theo obitan nguyên tố X b) Cho biết vị trí X Đáp