SBT Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử

887

Toptailieu biên soạn và giới thiệu giải sách bài tập Hóa học 10 Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh dễ dàng làm các bài tập từ đó nâng cao kiến thức và biết cách vận dụng phương pháp giải vào các bài tập trong SBT Hóa học 10 Bài 3.

SBT Hóa học 10 Kết nối tri thức Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử

SBT Hóa học 10 trang 7

Bài 3.1 trang 7 sách bài tập Hóa học 10: Orbital nguyên tử là

A. Đám mây chứa electron dạng hình cầu.

B. Đám mây chứa electron có dạng hình số 8 nổi.

C. Khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt electron lớn nhất.

D. Quỹ đạo chuyển động của electron quay quanh hạt nhân có kích thước và năng lượng xác định.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Orbital nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt electron lớn nhất.

SBT Hóa học 10 trang 8

Bài 3.2 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Sự phân bố electron trong một orbital dựa vào nguyên lí hay quy tắc nào sau đây?

A. Nguyên lí vững bền.

B. Quy tắc Hund

C. Nguyên lí Pauli

D. Quy tắc Pauli

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Sự phân bố electron trong một orbital dựa vào nguyên lí Pauli: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau.

Bài 3.3 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp electron dựa vào nguyên lí hay quy tắc nào sau đây?

A. Nguyên lí vững bền và nguyên lí Pauli.

B. Nguyên lí vững bền và quy tắc Hund.

C. Nguyên lí Pauli và quy tắc Hund.

D. Nguyên lí vững bền và quy tắc Pauli

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp electron dựa vào nguyên lí vững bền và quy tắc Hund.

+ Nguyên lí vững bền: Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s …

+ Quy tắc Hund: Trong cùng một lớp, các electron sẽ phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau.

Bài 3.4 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Sự phân bố electron vào các lớp và phân lớp căn cứ vào

A. nguyên tử khối tăng dần.

B. điện tích hạt nhân tăng dần.

C. số khối tăng dần.

D. mức năng lượng electron.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Sự phân bố electron vào các lớp và phân lớp căn cứ vàomức năng lượng electron.

Nguyên lí vững bền: Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s …

Bài 3.5 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử, electron chiếm các mức năng lượng

A. lần lượt từ cao đến thấp.

B. lần lượt từ thấp đến cao.

C. bất kì.

D. từ mức thứ hai trở đi.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử, electron chiếm các mức năng lượng lần lượt từ thấp đến cao.

Bài 3.6 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Các lớp electron được đánh số từ trong ra ngoài bằng các số nguyên dương: n = 1, 2, 3, ... với tên gọi là các chữ cái in hoa là

A. K, L, M, O, ...

B. L, M, N, O, ...

C. K, L, M, N, ...

D. K, M, N, O, ...

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

n

1

2

3

4

5

6

7

Tên lớp

K

L

M

N

O

P

Q

Bài 3.7 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Các phân lớp trong mỗi lớp electron được kí hiệu bằng các chữ cái viết thường theo thứ tự là

A. s, d, p, f, ...

B. s, p, d, f, ..

C. s, p, f, d, ...

D. f, d, p, s, ...

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Các phân lớp trong mỗi lớp electron được kí hiệu bằng các chữ cái viết thường theo thứ tự làs, p, d, f, …

Bài 3.8 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Phát biểu nào sau đây đúng?

A. Những electron ở lớp K có mức năng lượng thấp nhất.

B. Những electron ở gần hạt nhân có mức năng lượng cao nhất.

C. Electron ở orbital 3p có mức năng lượng thấp hơn electron ở orbital 3s.

D. Các electron trong cùng một lớp có năng lượng bằng nhau.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

- Những electron ở lớp gần hạt nhân bị hút mạnh hơn về phía hạt nhân, vì thế có năng lượng thấp hơn so với những electron ở lớp xa hạt nhân.

⇒ B sai, A đúng vì lớp K là lớp gần hạt nhân nhất.

- Electron ở orbital 3p có mức năng lượng cao hơn electron ở orbital 3s⇒ C sai

- Các electron thuộc cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau ⇒ D sai

Bài 3.9 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Mỗi orbital nguyên tử chứa tối đa

A. 1 electron

B. 2 electron

C. 3 electron

D. 4 electron

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Mỗi orbital nguyên tử chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau (nguyên lí loại trừ Pauli)

Bài 3.10 trang 8 sách bài tập Hóa học 10: Số orbital trong các phân lớp s, p, d lần lượt bằng

A. 1, 3, 5.

B. 1, 2, 4.

C. 3, 5, 7.

D. 1, 2, 3.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Phân lớp s có 1 AO

Phân lớp p có 3 AO

Phân lớp d có 5 AO

SBT Hóa học 10 trang 9

Bài 3.11 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Phân lớp 3d có số electron tối đa là

A. 6

B. 18

C. 14

D. 10

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Phân lớp d có 5 AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

Phân lớp 3d có số electron tối đa là 5.2 = 10 electron.

Bài 3.12 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Lớp L có số phân lớp electron bằng

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp (n ≤ 4)

Phân lớp L (n = 2) có 2 phân lớp là 2s và 2p.

Bài 3.13 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Lớp M có số orbital tối đa bằng

A. 3

B. 4

C. 9

D. 18

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Trong lớp electron thứ n có n2 AO (n ≤ 4)

Lớp M (n = 3) có 32 = 9 AO

Bài 3.14 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Lớp M có số electron tối đa bằng

A. 3

B. 4

C. 9

D. 18

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Trong lớp electron thứ n có n2 AO (n ≤ 4)

Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

⇒Lớp M (n = 3) có số electron tối đa bằng 2.32 =18 electron.

Bài 3.15 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên ba lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X là

A. 6

B. 8

C. 14

D. 16

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Theo chiều tăng của mức năng lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s …

Lớp thứ 3 có 6 electron ⇒ 2 electron được điền vào 3s và 4 electron được điền vào 3p

Cấu hình electron của X là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4

Bài 3.16 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Nguyên tố X có Z = 17. Electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố X thuộc lớp

A. K

B. L

C. M

D. N

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Xcó Z = 17 nên nguyên tử X có 17 electron.

- Viết thứ tự các lớp và phân lớp electron theo chiều tăng của năng lượng:

1s 2s 2p 3s 3p 4s …

- Điền các electron vào các phân lớp electron theo nguyên lí vững bền:

1s22s22p63s23p5.

⇒ Cấu hình electron của nguyên tử X là: 1s22s22p63s23p5.

⇒ Electron lớp ngoài cùng của X thuộc lớp thứ 3 (lớp M)

Bài 3.17 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Cách biểu diễn electron trong AO nào sau đây không tuân theo nguyên lí Pauli?

SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 1)

Lời giải:

Đáp án đúng là: B và D

Nguyên lí Pauli: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau.

Nếu orbital có 1 electron thì biểu diễn bằng 1 mũi tên đi lên, nếu orbital có 2 electron thì được biểu diễn bằng 2 mũi tên ngược chiều nhau, mũi tên đi lên viết trước.

Bài 3.18 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Sự phân bố electron theo ô orbital nào dưới đây là đúng?

SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 2)

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Sự phân bố electron theo ô orbital trên các lớp và phân lớp cần tuân theo nguyên lí Pauli và quy tắc Hund.

Nguyên lí Pauli: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau.

⇒ A, D sai.

+ Quy tắc Hund: Trong cùng một lớp, các electron sẽ phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau.

⇒ B đúng, C sai (vì số electron độc thân chưa đạt tối đa)

Bài 3.19 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Dùng ô orbital để mô tả cách sắp xếp electron trong orbital s.

Lời giải:

Nếu orbital s chỉ chứa 1 electron:SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 3)

Nếu orbital s chứa 2 electron:SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 5)

Chú ý: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau (nguyên lí Pauli). Nếu orbital có 1 electron thì biểu diễn bằng 1 mũi tên đi lên (SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 4)), nếu orbital có 2 electron thì được biểu diễn bằng 2 mũi tên ngược chiều nhau, mũi tên đi lên viết trước (SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 6))

Bài 3.20 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: rường hợp trong orbital p có chứa hai electron thì có những cách nào biểu diễn electron trong orbital đó? Cách nào tuân theo quy tắc Hund?

Lời giải:

Trường hợp orbital p có chứa 2 electron, có rất nhiều cách để biểu diễn 2 electron trong AOp. Ví dụ một số cách:

SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 7)

Tuy có nhiều cách biểu diễn nhưng chỉ có trường hợp (2) tuân theo quy tắc Hund (số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau).

Chú ý: Theo nguyên lí Pauli: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau. Nếu orbital có 1 electron thì biểu diễn bằng 1 mũi tên đi lên (SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 8)), nếu orbital có 2 electron thì được biểu diễn bằng 2 mũi tên ngược chiều nhau, mũi tên đi lên viết trước (SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 9))

Bài 3.21 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Nêu mối quan hệ về năng lượng của electron trên các orbital, các phân lớp, các lớp electron.

Lời giải:

Mối quan hệ về năng lượng:

- Những electron ở lớp gần hạt nhân bị hút mạnh hơn về phía hạt nhân, vì thế có năng lượng thấp hơn so với những electron ở lớp xa hạt nhân. Mức năng lượng tăng dần theo lớp electron: K < L < M < N < O < …

- Các electron thuộc cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau. Mức năng lượng tăng dần theo AO: s < p < d < f.

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

Bài 3.22 trang 9 sách bài tập Hóa học 10: Cho biết tổng số electron tối đa chứa trong:

a) Phân lớp p;

b) Phân lớp d;

c) Lớp K;

d) Lớp M.

Lời giải:

Chú ý:

+ Lớp electron thứ n có n2 AO (n ≤ 4)

+ Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

a) Phân lớp p có 3 AO px, py, pz

SBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 10)

Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

⇒ Tổng số electron tối đa chứa trong phân lớp p là 2.3 = 6 electron

b) Phân lớp d có 5 AOSBT Hóa học 10 trang 9 Kết nối tri thức (ảnh 11)

Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

⇒ Tổng số electron tối đa chứa trong phân lớp d là 2.5 = 10 electron

c) Lớp K (n = 1) có 12 = 1 AO.

⇒ Số electron tối đa trong lớp K là 2.1 = 2 electron.

d) Lớp M (n = 3) có 32 = 9 AO

⇒ Số electron tối đa trong lớp M là 2.9 = 18 electron.

SBT Hóa học 10 trang 10

Bài 3.23 trang 10 sách bài tập Hóa học 10: Nguyên tố X có Z = 12 và nguyên tố Y có Z = 17.

Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố X và Y. Khi nguyên tử của nguyên tố X nhường đi hai electron và nguyên tử của nguyên tố Y nhận thêm một electron thì lớp electron ngoài cùng của chúng có đặc điểm gì?

Lời giải:

– Nguyên tử X (Z = 12) có cấu hình electron: 1s22s22p63s2

X nhường đi 2 electron: X → X2+ + 2e

Cấu hình electron của ion X2+ là 1s22s22p6

- Nguyên tử Y (Z = 17) có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p5

Y nhận thêm 1 electron: Y + e → Y-

Cấu hình electron của Y- là 1s22s22p63s23p6

- Cấu hình electron của ion X2+ giống khí hiếm Ne, có 8 electron lớp ngoài cùng.

- Cấu hình electron của ion Y-giống với cấu hình electron của khí hiếm Ar, có 8 electron lớp ngoài cùng.

Bài 3.24 trang 10 sách bài tập Hóa học 10: Viết cấu hình electron theo ô orbital của nguyên tử các nguyên tố có Z = 9, Z = 14 và Z = 21. Chúng là nguyên tố kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải:

+) Z = 9 (1s22s22p5): nguyên tử có 7 electron hóa trị, dễ thu electron, là phi kim.

Cấu hình electron theo ô orbital:

SBT Hóa học 10 trang 10 Kết nối tri thức (ảnh 1)

+) Z = 14 (1s22s22p63s23p2): nguyên tử có 4 electron hóa trị nên có thể thu electron hoặc nhường electron, là phi kim.

Cấu hình electron theo ô orbital:

SBT Hóa học 10 trang 10 Kết nối tri thức (ảnh 2)

+) Z = 21 (1s22s22p63s23p63d14s2): nguyên tử có 3 electron hóa trị, dễ nhường electron, là kim loại.

SBT Hóa học 10 trang 10 Kết nối tri thức (ảnh 3)

Bài 3.25 trang 10 sách bài tập Hóa học 10: Hợp chất A có công thức M4X3. Tổng số hạt proton, electron và neutron trong phân tử A là 214. Tổng số hạt proton, neutron, electron của [M]4 nhiều hơn so với [X]3 trong A là 106.

a) Xác định công thức hóa học của A.

b) Viết cấu hình electron của các nguyên tử tạo nên A.

Lời giải:

Lời giải:

a) Coi tổng số hạt trong [M] là x và [X] là y

Theo bài ra ta có: 4x + 3y = 214 (I)

và 4x – 3y = 106 (II)

Giải hệ (I) và (II), ta được: x = 40 và y = 18.

Số p = số e nên ta có:

2pM + nM = 40 với 1nMpM1,5 và pM < 20

⇒ pM = 13 và nM = 14

⇒ M là 13Al.

2pX + nX = 18 với 1nXpX1,5 và pX < 9

⇒ pX = 6 và nX = 6

⇒ X là 6C.

Công thức hóa học của A là Al4C3.

b) Cấu hình electron: 13Al (1s22s22p63s23p1) và 6C (1s22s22p2)

Đánh giá

0

0 đánh giá