Với giải Câu hỏi trang 12 SBT Hoá học10 Cánh Diều Bài 4: Mô hình nguyên tử và orbital nguyên tử giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập SBT Hoá học 10. Mời các bạn đón xem:

SBT Hoá học 10 Cánh Diều trang 12 Bài 4: Mô hình nguyên tử và orbital nguyên tử

Bài 4.12 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Fluorine là nguyên tố hóa học có mặt trong nhiều hợp chất được ứng dụng trong nha khoa, y tế. Nguyên tố F có 9 electron. Hãy đề xuất phương án sắp xếp những electron này vào 5 orbital nguyên tử. Cho biết số cặp electron ghép đôi và số lượng electron độc thân trong trường hợp đó.

Lời giải:

Mỗi orbital nguyên tử chứa tối đa 2 electron nên 9 electron sẽ được xếp vào 5 orbital. Trong đó có 4 orbital chứa 2 electron và 1 orbital chứa 1 electron.

Như vậy, có 4 cặp electron ghép đôi và 1 electron độc thân.

Bài 4.13 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Cần ít nhất bao nhiêu orbital nguyên tử để chứa được: 2, 8, 18 electron?

Lời giải:

Do mỗi orbital nguyên tử chứa tối đa hai electron nên số electron tối thiểu tương ứng để chứa được 2, 8, 18 electron lần lượt là 1, 4 và 9.

Bài 4.14 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Theo mô hình Rutherford – Bohr, electron trong nguyên tử hydrogen chuyển động trên các quỹ đạo xác định xung quanh tâm là hạt nhân nguyên tử. Mỗi quỹ đạo được đặc trưng bởi một giá trị n (n = 1, 2, 3 …). Giá trị của n cũng chính là số thứ tự của lớp electron. Bán kính của quỹ đạo thứ n (kí hiệu là r_n) của nguyên tử hydrogen có thể tính theo công thức: r_n = n² × 0,529 ($\stackrel{o}{A}$). Hãy tính bán kính quỹ đạo thứ nhất và thứ hai (tương ứng với n = 1 và n = 2) của nguyên tử hydrogen.

Lời giải:

Bán kính quỹ đạo thứ nhất của nguyên tử hydrogen là:

r₁ = 1² × 0,529 = 0,529 ($\stackrel{o}{A}$).

Bán kính quỹ đạo thứ hai của nguyên tử hydrogen là:

r₂ = 2² × 0,529 = 2,116 ($\stackrel{o}{A}$).

Bài 4.15 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Bán kính của quỹ đạo thứ n (r_n) của các ion chỉ chứa 1 electron như He⁺, Li²⁺, Be³⁺ có thể tính theo công thức:

$r_n=n^2\times \frac{0,529}{Z^2}\left(\stackrel{o}{A}\right)$, trong đó Z là điện tích hạt nhân.

Hãy so sánh (có giải thích) bán kính quỹ đạo thứ nhất của các ion He⁺, Li²⁺, Be³⁺.

Lời giải:

Bán kính quỹ đạo thứ nhất của ion He⁺ là:

$r_{1\left(H{e}^{+}\right)}=1^2\times \frac{0,529}{2^2}=0,13225\left(\stackrel{o}{A}\right)$

Bán kính quỹ đạo thứ nhất của ion Li²⁺ là:

$r_{1\left(L{i}^{2+}\right)}=1^2\times \frac{0,529}{3^2}=0,059\left(\stackrel{o}{A}\right)$

Bán kính quỹ đạo thứ nhất của ion Be³⁺ là:

$r_{1\left(B{e}^{3+}\right)}=1^2\times \frac{0,529}{4^2}=0,033\left(\stackrel{o}{A}\right)$

Như vậy, khi điện tích hạt nhân tăng, bán kính quỹ đạo thứ nhất giảm dần. Điều này được giải thích là khi Z tăng, lực hút giữa hạt nhân với electron cũng sẽ tăng nên electron chuyển động về phía gần hạt nhân hơn.

(Lưu ý: Xét cho cùng một lớp).

Bài 4.16 trang 12 sách bài tập Hóa học 10: Năng lượng của electron trong hệ gồm 1 electron và 1 hạt nhân (như H, He⁺, …) theo mô hình Rutherford – Bohr cũng như mô hình hiện đại đều phụ thuộc vào số thứ tự của lớp (n) và điện tích hạt nhân (Z) như sau:

$E_n=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{Z^2}{n^2}\left(J\right)$

trong đó Z là điện tích hạt nhân; n = 1, 2, 3, … là số thứ tự của lớp electron.

Hãy tính và so sánh (có giải thích) năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺.

Lời giải:

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của H:

$E_{1\left(H\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{1^2}{1^2}=-2,18\times {10}^{-18}\left(J\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của He⁺:

$E_{1\left(H{e}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{2^2}{1^2}=-8,72\times {10}^{-18}\left(J\right)$

Năng lượng của electron lớp thứ nhất của Li²⁺:

$E_{1\left(L{i^2}^{+}\right)}=-2,18\times {10}^{-18}\times \frac{3^2}{1^2}=-1,962\times {10}^{-17}\left(J\right)$

Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng của electron lớp thứ nhất của H, He⁺, Li²⁺ trở lên âm hơn. Điều này được giải thích là khi Z tăng, lực hút giữa hạt nhân với electron cũng sẽ tăng lên.