Cách vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử

Cách vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử là một trong những nội dung quan trọng giúp học sinh hiểu rõ cấu tạo của nguyên tử và sự phân bố electron trong các lớp vỏ. Thông qua việc vẽ sơ đồ, học sinh có thể xác định số proton, neutron và electron của từng nguyên tố hóa học một cách trực quan. Bài viết sẽ hướng dẫn các bước vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử đơn giản, dễ nhớ, kèm theo ví dụ minh họa cụ thể. Đây là kiến thức nền tảng hỗ trợ hiệu quả cho việc học Hóa học ở bậc THCS và THPT

I. Kiến thức cần nắm

Để vẽ được sơ đồ nguyên tử, các em cần nắm chắc mô hình nguyên tử của Rutherford - Bohr:

Hạt nhân: Nằm ở tâm nguyên tử, mang điện tích dương (+). Hạt nhân gồm hai loại hạt là proton (p) mang điện tích dương và neutron (n) không mang điện.

Vỏ nguyên tử: Gồm các hạt electron (e) mang điện tích âm (-) chuyển động xung quanh hạt nhân và được sắp xếp thành từng lớp electron.

Quy tắc trung hòa về điện: Trong một nguyên tử bất kỳ:

\(\text{Số proton (p)} = \text{Số electron (e)} = \text{Số hiệu nguyên tử (Z)}\)

II. Quy tắc sắp xếp Electron vào các lớp (vỏ nguyên tử) 

Các electron không xếp lộn xộn mà tuân theo quy tắc điền từ trong ra ngoài (từ lớp gần hạt nhân nhất đến lớp xa hơn):

• Lớp 1 (trong cùng, gần hạt nhân nhất): Chứa tối đa 2 electron.
• Lớp 2: Chứa tối đa 8 electron.
• Lớp 3 (đối với 20 nguyên tố đầu): Chứa tối đa 8 electron.

Mẹo nhỏ cho học sinh: Hãy tưởng tượng các lớp electron như các tầng của một rạp chiếu phim. Tầng 1 chỉ có 2 ghế (đầy 2 người mới lên tầng tiếp theo). Tầng 2 và tầng 3 có 8 ghế. Phải xếp đủ người vào tầng dưới rồi mới xếp lên tầng trên.

III. Các bước vẽ sơ đồ cấu tạo nguyên tử

Để vẽ sơ đồ của một nguyên tử khi biết số electron (e) hoặc số proton (p), các em thực hiện theo 4 bước sau:

Bước 1: Xác định số lượng electron và phân bố vào các lớp

• Lớp 1: Điền tối đa 2e. Nếu còn thừa electron, chuyển sang lớp 2.
• Lớp 2: Điền tiếp tối đa 8e. Nếu còn thừa, chuyển sang lớp 3.
• Lớp 3: Điền số electron còn lại.

Bước 2: Vẽ tâm hạt nhân

Vẽ một vòng tròn nhỏ ở chính giữa đại diện cho hạt nhân.

Ghi điện tích hạt nhân vào trong, ví dụ: $+1$ (đối với Hydrogen), $+6$ (đối với Carbon), $+11$ (đối với Sodium),...

Bước 3: Vẽ các lớp electron

Vẽ các đường tròn đồng tâm bao quanh hạt nhân. Mỗi đường tròn đại diện cho một lớp electron.

Có bao nhiêu lớp electron thì vẽ bấy nhiêu đường tròn.

Bước 4: Biểu diễn các electron trên từng lớp

Vẽ các chấm tròn nhỏ (hoặc dấu x) nằm trên các đường tròn để biểu diễn electron.

Cách phân bố trực quan: Nên vẽ các electron đối xứng nhau (trên - dưới, trái - phải) để sơ đồ trông gọn gàng, dễ đếm.

IV. Ví dụ

Phân tích:

Vì nguyên tử có 6 proton \(\Rightarrow\) có 6 electron.

Phân bố electron: Lớp 1 có 2e (hết chỗ). Số electron còn lại là 6 - 2 = 4e sẽ xếp vào lớp 2.

Như vậy: Carbon có 2 lớp electron (Lớp 1 có 2e, Lớp 2 có 4e).

Cách vẽ:

Vẽ vòng tròn hạt nhân ở giữa, ghi: +6.

Vẽ 2 vòng tròn đồng tâm bao quanh.

Trên vòng tròn thứ nhất (trong cùng), vẽ 2 chấm electron.

Trên vòng tròn thứ hai, vẽ 4 chấm electron đối xứng nhau.

Phân tích:

Số hiệu nguyên tử = 11 ⇒ có 11 proton và 11 electron.

Phân bố electron:

Lớp 1: Điền 2e (còn thừa 11 - 2 = 9e).

Lớp 2: Điền tối đa 8e (còn thừa 9 - 8 = 1e).

Lớp 3: Điền 1e còn lại vào.

Như vậy: Sodium có 3 lớp electron (Lớp 1: 2e, Lớp 2: 8e, Lớp 3: 1e).

Cách vẽ:

Vẽ vòng tròn hạt nhân ở giữa, ghi: +11.

Vẽ 3 vòng tròn đồng tâm bao quanh.

Điền lần lượt: 2 chấm ở lớp trong cùng, 8 chấm ở lớp thứ hai và 1 chấm ở lớp ngoài cùng.

V. Câu hỏi vận dụng tự luyện

Câu 1.  Cho cấu tạo của một số nguyên tử sau: 

Nguyên tử	Số e	Số lớp e	Số e ngoài cùng
Nitrogen	7	2	5
Helium	2	1	2
Aluminium	13	3	3
Chlorine	17	3	7

 Hãy vẽ sơ đồ cấu tạo các nguyên tử trên, biết rằng lớp electron sát hạt nhân chỉ có 2 electron.

Câu 2.  Hãy vẽ mô hình nguyên tử phosphorus biết số khối là 31 và có 16 neutron.

Câu 3: Các sơ đồ sau biểu diễn cấu tạo của một số nguyên tử, hãy cho biết sơ đồ nào đúng, sơ đồ nào sai ? 

Tải toàn bộ tài liệu trong FILE TẢI VỀ

..............................