Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 1: Nguyên tử

Hệ thống lý thuyết hoá học vô cơ 10

74 104.621

Tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 10 chương 1

I. Thành phần cấu tạo của nguyên tử
II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử
- 1. Kích thước
- 2. Khối lượng
III. Hạt nhân nguyên tử
- 1. Điện tích hạt nhân
- 2. Số khối
IV. Nguyên tố hóa học
V. Đồng vị
VI. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học
- 1. Nguyên tử khối
- 2. Nguyên tử khối trung bình
VII. Cấu hình electron nguyên tử
VIII. Câu hỏi bài tập hóa 10 chương 1
- 1. Câu hỏi tự luận
- 2. Câu hỏi trắc nghiệm

Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 - Chương 1: Nguyên tử là tài liệu hỗ trợ kiến thức hóa học lớp 10, giúp các bạn học sinh tổng hợp các kiến thức trọng tâm cần ghi nhớ trong chuyên đề nguyên tử lớp 10, như: thành phần cấu tạo của nguyên tử, kích thước và khối lượng của nguyên tử, hạt nhân nguyên tử...

>> Một số tài liệu liên quan đến chương trình Hóa học 10 MỚI

I. Thành phần cấu tạo của nguyên tử

Kết luận: thành phần cấu tạo của nguyên tử gồm:

Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử gồm các hạt proton và neutron
Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động xung quanh hạt nhân

Electron

m_e = 9,1094.10^-31 kg
q_e = -1,602.10^-19 C qui ước bằng 1-

Proton

Hạt proton là 1 thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử, mang điện tích dương, kí hiệu p
m = 1,6726.10^-27 kg
q = +1,602.10^-19 C qui ước 1+

Nơtron

Hạt neutron là 1 thành phần cấu tạo của hạt nhân nguyên tử, không mang điện, kí hiệu n. Khối luợng gần bằng khối lượng proton

II. Kích thước và khối lượng của nguyên tử

1. Kích thước

Nguyên tử các nguyên tố có kích thước vô cùng nhỏ, nguyên tố khác nhau có kích thước khác nhau.

Đơn vị biểu diễn A (angstron) hay nm (nanomet)

1nm = 10^-9 m; 1nm = 10A

1A = 10^-10 m = 10^-8 cm

2. Khối lượng

Khối lượng nguyên tử rất nhỏ bé, để biểu thị khối lượng của nguyên tử, phân tử, p, n, e dùng đơn vị khối lượng nguyên tử, kí hiệu u (đvc)

1u = 1/12 khối lượng 1 nguyên tử đồng vị cacbon 12

1u = 19,9265.10^-27 kg/12 = 1,6605.10^-27 kg

III. Hạt nhân nguyên tử

1. Điện tích hạt nhân

Proton mang điện tích 1+, nếu hạt nhân có Z proton thì điện tích của hạt nhân bằng Z+

Trong nguyên tử:

Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số p = Số e

Ví dụ: nguyên tử Na có Z = 11+ → ngtử Na có 11p, 11e

2. Số khối

Là tổng số hạt proton và neutron của hạt nhân đó

A = Z + N

Ví dụ 1: Hạt nhân nguyên tử O có 8p và 8n → A = 8 + 8 = 16

Ví dụ 2: Nguyên tử Li có A = 7 và Z = 3 → Z = p = e = 3; N = 7 - 3 =4

Nguyên tử Li có 3p, 3e và 4n

IV. Nguyên tố hóa học

1. Định nghĩa

Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân

Ví dụ: Tất cả các nguyên tử có cùng Z là 8 đều thuộc nguyên tố oxi, chúng đều có 8p, 8e

2. Số hiệu nguyên tử

Số đơn vị điện tích hạt nhân nguyên tử của 1 nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của

nguyên tố đó (Z)

3. Kí hiệu nguyên tử

Số khối

$_{Z}^{A}X$

Số hiệu nguyên tử
Ví dụ : $_{11}^{23}Na$
Cho biết nguyên tử của nguyên tố natri có Z=11, 11p, 11e và 12n (23 -11=12)

V. Đồng vị

Các đồng vị của cùng 1 nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác

nhau về số neutron, do đó số khối của chúng khác nhau

Ví dụ : Nguyên tố oxi có 3 đồng vị

$_{8}^{16}O , _{8}^{17}O,_{8}^{18}O$

Chú ý:

Các nguyên tử của cùng 1 nguyên tố có thể có số khối khác nhau

Các đồng vị có tính chất hóa học giống nhau

VI. Nguyên tử khối và nguyên tử khối trung bình của các nguyên tố hóa học

1. Nguyên tử khối

Nguyên tử khối của 1 nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần
đơn vị khối lượng nguyên tử

Vì khối lượng nguyên tử tập trung ở nhân nguyên tử nên nguyên tử khối coi như bằng số khối
(Khi không cần độ chính xác)

Ví dụ: Xác định nguyên tử khối của P biết P có Z= 15, N=16 => Nguyên tử khối của P = 31

2. Nguyên tử khối trung bình

Trong tự nhiên đa số nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị (có số khối khác nhau) => Nguyên tử khối của nguyên tố là nguyên tử khối trung bình của các đồng vị đó.

X, Y: nguyên tử khối của đồng vị X, Y

a, b : % số nguyên tử của đồng vị X, Y

Ví dụ: Clo là hỗn hợp của 2 đồng vị

chiếm 24,23% nguyên tử khối trung bình của clo là:

VII. Cấu hình electron nguyên tử

1. 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.

Trong nguyên tử: Số e = số p = Z

2. Lớp electron và phân lớp electron

a. Lớp electron:

Ở trạng thái cơ bản, các electron lần lƣợt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân ra xa hạt nhân) và xếp thành từng lớp.

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

Lớp electron

b. Phân lớp electron:

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

Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường : s, p, d, f,…

Só phân lớp = số thứ tự của lớp

Ví dụ:

+ Lớp thứ nhất (lớp K, n= 1) có 1 phân lớp:s

+ Lớp thứ hai (lớp L, n= 2) có 2 phân lớp: s, p

+ Lớp thứ ba (lớp M, n= 3) có 3 phân lớp:s, p, d

+ Lớp thứ tự (lớp N, n= 4) có 4 phân lớp: s, p, d, f

Các electron ở phân lớp s gọi là electron s, tương tự e_p, e_d,…
c. Obitan nguyên tử:

Là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất ( 90%) kí hiệu là AO.

Trên 1 AO chỉ chứa tối đa 2 electron được gọi là electron ghép đôi

Nếu trong 1AO chứa 1 lectron được gọi là e độc thân

Nếu trong AO không chứa e được gọi là AO trống.

Phân lớp s có 1 AO hình cầu.

Phân lớp p có 3 AO hình số 8 nổi 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 electron tối đa trong một phân lớp:

	Phân lớp s	Phân lớp p	Phân lớp d	Phân lớp f
Số e tối đa	2	6	10	14
Cách ghi	s²	p⁶	d¹⁰	f¹⁴

Phân lớp đã đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa.

b. Số electron tối đa trong một lớp:

Lớp Thứ tự	Lớp K n= 1	Lớp L n= 2	Lớp M n=3	Lớp N n= 4
Số phân lớp	1s	2s2p	3s 3p 3d	4s 4p 4d 4f
Số e tối đa (2n2)	2e	8e	18e	32e

Lớp electron đã đủ số e tối đa gọi là lớp e bão hòa.

Thí dụ : Xác định số lớp electron của các nguyên tử :

4. Cấu hình electron nguyên tử

a. Nguyên lí vưng bền

Các e trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao.

Mức năng lượng của : 1s2s2p3s3p4s3d5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d...

Khi điện tích hạt nhân tăng lên sẽ xuất hiện sự chèn mức năng lƣợng giữa s và d hay s và f.

Lớp: tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 kể từ gần hạt nhân nhất

Phân lớp: tăng theo thứ tự s, p, d, f.

b. Nguyên lí pauli:

Trên 1obitan 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 lectron độc thân là lớn nhất.

d. Cấu hình electron của nguyên tử:

e. Cấu hình electron của nguyên tử:

Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electrron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.

Quy ước cách viết cấu hình electron:

+ STT lớp e được ghi bằng chữ số (1, 2, 3. . .)

+ Phân lớp đƣợc ghi bằng các chữ cái thƣờng s, p, d, f.

+ Số e được ghi bằng số ở phía trên bên phải của phân lớp.(s², p⁶)

Một số chú ý khi viết cấu hình electron:

Cần xác định đúng số e của nguyên tử hay ion. (số e = số p = Z )

Nắm vững các nguyên lí và qui tắc, kí hiệu của lớp và phân lớp ...

Qui tắc bão hoà và bán bão hoà trên d và f: Cấu hình electron bền khi các electron điền vào phân lớp d và f đạt bão hoà (d¹⁰, f¹⁴ ) hoặc bán bão hoà (d⁵, f⁷)

Các bước viết cấu hình electron nguyên tử

Bước 1: Điền lần lƣợt các e vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng.

Bước 2: Sắp xếp lại theo thứ tự các lớp và phân lớp theo nguyên tắc từ trong ra ngoài.

Bước 3: Xem xét phân lớp nào có khả năng đạt đến bão hoà hoặc bán bão hoà, thì có sự sắp xếp lại các electron ở các phân lớp (chủ yếu là d và f)

Ví dụ: Viết cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố sau

+ H ( Z = 1)

+ Ne (Z = 10)

+ Cl (Z = 17) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

+ Fe, Z = 26, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

+ Cu (Z = 29); Cr (Z = 24)

Cách xác định nguyên tố s, p, d, f:

+ Nguyên tố s: có electron cuối cùng điền vào phân lớp s.

Na, Z = 11, 1s²2s²2p⁶3s¹

+ Nguyên tố p: có electron cuối cùng điền vào phân lớp p.

Br, Z = 35, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁵

Hay 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵

+ Nguyên tố d: có electron cuối cùng điền vào phân lớp d.

Co, Z = 27, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁷

Hay 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁷4s²

+ Nguyên tố f: có electron cuối cùng điền vào phân lớp f

c. Cấu hình e nguyên tử của 20 nguyên tố đầu (sgk)

d. Đặc điểm của lớp e ngoài cùng:

Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất là 8 e.

Các electron ở lớp ngoài cùng quyết định đến tính chất hoá học của một nguyên tố.

+ Những nguyên tử khí hiếm có 8 e ở lớp ngoài cùng (ns²np⁶) hoặc 2e lớp ngoài cùng (nguyên tử He ns²) không tham gia vào phản ứng hoá học.

+ Những nguyên tử kim loại thường có 1, 2, 3 e lớp ngoài cùng.

Ca, Z = 20, 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s², Ca có 2 electron lớp ngoài cùng nên Ca là kim loại.

+ Những nguyên tử phi kim thường có 5, 6, 7 e lớp ngoài cùng.O, Z = 8, 1s²2s²2p⁴, O có 6 electron lớp ngoài cùng nên O là phi kim.

+ Những nguyên tử có 4 e lớp ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim.

Kết luận: Biết cấu hình electron nguyên tử thì dự đoán tính chất hoá học nguyên

VIII. Câu hỏi bài tập hóa 10 chương 1

1. Câu hỏi tự luận

Bài 1. Viết cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố A (Z = 20), B (Z = 36), X (Z = 4) và Y (Z = 16). Xác định vị trí nguyên tố, chu kì, eletron lớp ngoài cùng, số lớp electron. Nguyên tố nào là kim loại, phi kim hay khí hiếm.

Bài 2. Cho biết cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng của các nguyên tử X, Y, Z, T lần lượt là 3p¹; 3d⁵; 4p³; 5s²; 4p⁶4s¹.

a. Viết cấu hình electron của mỗi nguyên tử X, Y, Z, T

b. Viết sự phân bố electron trên mỗi lớp.

Bài 3. Xác định cấu tạo hạt (tìm số e, số p, số n), viết kí hiệu nguyên tử của các nguyên tố sau, biết

a. Tổng số hạt cơ bản là 115, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 25 hạt.

b. Tổng số hạt cơ bản là 49, số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện.

c. Tổng số hạt cơ bản là 52, số hạt không mang điện gấp 1,06 lần số hạt mang điện âm.

Bài 4. Tổng số hạt (p, n, e) trong nguyên tử của một nguyên tố là 34. Xác định nguyên tử khối và viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố biết đó là nguyên tố kim loại?

Bài 5. Mg có 3 đồng vị: ²⁴Mg (78,99%), ²⁵Mg (10%), ²⁶Mg (11,01%).

Tính nguyên tử khối trung bình của Mg.
Giả sử một hỗn hợp có 50 nguyên tử ²⁵Mg, thì số nguyên tử tương ứng của 2 đồng vị còn lại là bao nhiêu.

Bài 6. Tổng số hạt (p, n, e) trong phân tử hợp chất MX₂ là 96. Trong hạt nhân nguyên tử của M cũng như của X đều có số proton bằng số nơtron. Tổng số proton trong nguyên tử M và X là 26. Tìm hợp chất đã cho.