Cách xác định kim loại, phi kim, khí hiếm

Quy tắc: "Các electron trong nguyên tử lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao"

- Từ trong ra ngoài có 7 mức năng lượng, tương đương với 7 lớp e

- Trong các lớp: Các e lần lượt chiếm các phân lớp theo phân mức năng lượng tăng dần là s, p, d, f…

- Thứ tự sắp xếp theo mức năng lượng: 1s 2s 3s 3p 4s 3d 4p 5s ...

II. Cấu hình electron của nguyên tử

1. Cấu hình electron của nguyên tử

- Là cách để mô tả sự xắp sếp các e trong nguyên tử trong các lớp và phân lớp

- Cách biểu diễn cấu hình [dạng chữ số]: nla

Trong đó:

n: STT của lớp.

l: tên phân lớp.

a: Số e có mặt tại phân lớp và lớp tương ứng

VD: 1s1 là cấu hình với 1 e tại phân lớp s của lớp thứ 1 [phân lớp 1s]

* Các bước viết cấu hình electron:

- Xác định số electron của nguyên tử.

- Điền e vào các phân lớp theo thứ tự mức năng lượng. [Chú ý đến số e tối đa cho các phân lớp]

VD:

Ne [Z=10]: 1s22s22p6

Cl [Z=17]: 1s22s22p6 3s23p5

Ar [Z=18]: 1s22s22p6 3s23p6

Hoặc viết gọn:  [Ne]3s23p6

Fe [Z=26]: 1s22s22p6 3s23p6 3d64s2

Hoặc viết gọn: [Ar]3d64s2

Cấu hình e có thể viết theo từng lớp, ví dụ Na có cấu hình 1s22s22p63s1 có thể được viết gọn dưới dạng 2, 8, 1.

* Nguyên tố họ s, họ p, họ d:

- e cuối cùng điền vào phân lớp nào thì nguyên tố là họ đấy

VD:

- Ar là nguyên tố p vì electron cuối cùng của Ar điền vào phân lớp p.

- Fe là nguyên tố d vì electron cuối cùng của Fe điền vào phân lớp d.

2. Cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu

- SGK.

- Nhận xét: Các nguyên tố đều họ s và p

3. Đặc điểm của electron lớp ngoài cùng

- Đối với tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron [không tham gia vào các phản ứng hóa học [trừ một số đk đặc biệt].

- Khí hiếm: có 8 electron lớp ngoài cùng [trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng]

- Kim loại: 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng

- Phi kim: 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng

- Nguyên tử có 4 electron ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim.

B. Bài tập

1. Dạng 1: Tìm nguyên tố và viết cấu hình electron của nguyên tử

- Tìm Z =>Tên nguyên tố, viết cấu hình electron.

VD: Một nguyên tử X có số hiệu nguyên tử Z =19. Số lớp electron trong nguyên tử X là

A. 4                                      B. 5                                       C. 3                                    D. 6

Z = 19 ⇒ Cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p64s1 ⇒ có số lớp e là 4

2. Dạng 2: Viết cấu hình electron của ion - Xác định tính chất của nguyên tố

a. Từ cấu hình e của nguyên tử => Cấu hình e của ion tương ứng.

- Cấu hình e của ion dương: bớt đi số e ở phân lớp ngoài cùng của ngtử bằng đúng điện tích ion đó.

- Cấu hình e của ion âm: nhận thêm  số e bằng đúng điện tích ion đó vào phân lớp ngoài cùng của ngtử.

b. Dựa vào cấu hình e, xác định cấu tạo nguyên tử, tính chất của nguyên tố.

 - Lớp ngoài cùng có 8 e là ngtố khí hiếm.

 - Lớp ngoài cùng có 1, 2, 3 e là nguyên tố kim loại.

 - Lớp ngoài cùng có 5, 6, 7 là nguyên tố phi kim - Lớp ngoài cùng có 4 e  có thể là kim loại, hay phi kim.

VD1: Cu2+ có cấu hình electron là

A. 1s22s22p63s23p63d94s2    B. 1s22s22p63s23p63d104s1    C. 1s22s22p63s23p63d9    D. 1s22s22p63s23p63d8

Hướng dẫn: Cấu hình e của Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1 ⇒ Cấu hình e của Cu2+là: 1s22s22p63s23p63d9 

VD2: Cấu trúc electron nào sau đây là của phi kim:

[1]. 1s22s22p63s23p4.                                          [4]. [Ar]3d54s1.

[2]. 1s22s22p63s23p63d24s2.                                [5]. [Ne]3s23p3.

[3]. 1s22s22p63s23p63d104s24p3.                          [6]. [Ne]3s23p64s2.

A. [1], [2], [3].                   B. [1], [3], [5].                     C. [2], [3], [4].                 D. [2], [4], [6].

Hướng dẫn: Cấu hình [1], [3], [5] là của phi kim.

1. Tính kim loại, tính phi kim của đơn chất-Tính kim loại, tính phi kim của các nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng củađiện tích hạt nhân.- Trong mỗi chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố giảmdần, đồng thời tính phi kim tăng dần.-Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính kim loại của các nguyên tốtăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần.2. Bán kính-Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần-Trong một nhóm A , theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăngdần- Bán kính của M >> Mn+ và X < Xa-Bán kính phụ thuộc lần lượt vào 3 yếu tố: số lớp e >> điện tích hạt nhân >> số electron lớpngoài.3. Độ âm điện- Đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử đó khi tạo thành liên kết hóa học.- Trong một chu kì theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân độ âm điện tăngdần.- Trong một phân nhóm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân độ âm điện giảm dần.4. Tính axit, tính bazơ của hợp chất- Tính axit - bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theochiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.-Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của oxit và hiđroxit tươngứng giảm dần, đồng thời tính axit của chúng tăng dần.-Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxittương ứng tăng dần, đồng thời tính axit của chúng giảmdần.CÂU HỎICâu 1.Câu 35-B07-285: Trong một nhóm A [phân nhóm chính], trừ nhóm VIIIA [phân nhómchính nhóm VIII], theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử thìA. tính phi kim giảm dần, bán kính nguyên tử tăng dần.B. tính kim loại tăng dần, độ âm điện tăng dần.C.độ âm điện giảm dần, tính phi kim tăng dần.D. tính kim loại tăng dần, bán kính nguyên tử giảmdần.Câu 2.Câu 21-CD7-439: Cho các nguyên tố M [Z = 11], X [Z = 17], Y [Z = 9] và R [Z =19]. Độ âm điện của các nguyên tố tăng dần theo thứ tựA. M < X < R < Y.B. M < X < Y < R. C. Y < M < X < R. D. R < M < X < Y.Câu 3.Câu 42-A8-329: Bán kính nguyên tử của các nguyên tố: 3Li, 8O, 9F, 11Na được xếp theothứ tự tăng dần từ trái sang phải làA. F, Na, O, Li.B. F, Li, O, Na.C. F, O, Li, Na.D. Li, Na, O, F.Câu 4.Câu 21-B8-371: Dãy các nguyên tố sắp xếp theo chiều tăng dần tính phi kim từ trái sangphải là:A. N, P, O, F.B. P, N, F, O.C. N, P, F, O.D. P, N, O, F.Câu 5.Câu 3-B9-148: Cho các nguyên tố: K [Z = 19], N [Z = 7], Si [Z = 14], Mg [Z = 12]. Dãygồm các nguyên tố được sắp xếp theo chiều giảm dần bán kính nguyên tử từ trái sang phải là:A. N, Si, Mg, K.B. K, Mg, Si, N.C. K, Mg, N, Si.D. Mg, K, Si, N.Câu 6.Câu 14-A10-684: Các nguyên tố từ Li đến F, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân thìB. bán kính nguyên tử tăng, độ âm điệnA. bán kính nguyên tử và độ âm điện đều tăng.giảm.C. bán kính nguyên tử giảm, độ âm điện tăng.D. bán kính nguyên tử và độ âm điện đềugiảm.Câu 7.Câu 1-CD10-824: Các kim loại X, Y, Z có cấu hình electron nguyên tử lần lượt là:1s22s2 p6 s1; 1s2 s2 p6 s2; 1s2 s2 p6 s2 p1. Dãy gồm các kim loại xếp theo chiều tăng dần tính23223khử từ trái sang phải là:A. Y, Z, X.2233B. Z, X, Y.C. X, Y, Z.VẤN ĐỀ 21: LIÊN KẾT HÓA HỌCD. Z, Y, X.LÍ THUYẾTI - KHÁI NIỆM VỀ LIÊN KẾT HÓA HỌC1. Khái niệm về liên kết- Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử tạo thành phân tử hay tinh thể bền vữnghơn.- Khi có sự chuyển các nguyên tử riêng rẽ thành phân tử hay tinh thể tức là có liên kết hóa họcthì nguyên tử có xu hướng đạt tới cấu hình electron bền vững của khí hiếm.2.Quy tắc bát tử [8 electron]- Ta đã biết, các khí hiếm hoạt động hóa học rất kếm, chúng tồn tại trong tự nhiên dưới dạngnguyên tử tự do riêng rẽ, nguyên tử của chúng không liên kết với nhau mà tạo thành phân tử.- Trong các nguyên tử khí hiếm, nguyên tử heli chỉ có 2 electron nên có 2 electron ở lớp thứnhất cũng là lớp ngoài cùng, còn các nguyên tử khí hiếm khác để có 8 electron ở lớp ngoàicùng. Như vậy, cấu hình với 8 electron ở lớp ngoài cùng [hoặc 2 electron đối với heli] là cấuhình electron vững bền.Theo quy tắc bát tử [8 electron] thì nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết vớicác nguyên tử khác để đạt được cấu hình electron vững bền của các khí hiếm với 8 electron[hoặc 2 đối với heli] ở lớp ngoài cùng.- Với quy tắc bát tử, người ta có thể giải thích một cách định tính sự hình thành các loại liên kếttrong phân tử, đặc biệt là cách viết công thức cấu tạo trong các hợp chất thông thường.- Vì phân tử là một hệ phức tạp nên trong nhiều trường hợp quy tắc bát tử tỏ ra không đầy đủ.II. LIÊN KẾT ION VÀ LIÊN KẾT CỘNG HÓATRỊ1. So sánh liên kết ion và liên kết cộng hóa trịLoại liên kếtLiên kết ionNguyên nhânhình thànhliên kếtCác nguyên tử liên kết vớiLiên kết cộng hóa trịnhau để có cấu hình electron bền vững của khí hiếm.Bản chất củaliên kếtLực hút tĩnh điện giữa các ion mangđiện tíchtráidấu[ chovànhận electron]Là sự dùng chung các electron [sựdùng chung theo kiểu xen phủ cácAO]Điều kiện củaliên kếtXảy ra giữa các nguyên tố khác hẳn nhauvề bản chất hóa học [thường xảy ra giữakim lọai điển hình và phi kimđiển hình].Xảy ra giữa 2 nguyên tố giống nhauvề bản chất hóa học [thường xảy ra vớicác nhóm IV, V, VI, VII]Đặc tínhRất bềnBền2. Hiệu độ âm điện và liên kết hóa họcHiệu độ âm điện ΔχLoại liên kết0< Δχ < 0,4Cộng hóa trị không cực0,4 ≤ Δχ < 1,7Cộng hóa trị phân cựcΔχ ≥ 1,7IonCÂU HỎICâu 1.Câu 41-A8-329: Hợp chất trong phân tử có liên kết ion làA. NH4B. HC. H2O.D. NH3.Cl.Cl.Câu 2.Câu 26-CD8-216: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron 1s2 s2 p6 s2p6 s1,22334nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron 1s22s2 p5. Liên kết hoá học giữa nguyêntử X2và nguyên tử Y thuộc loại liên kếtA. kim loại.B. cộng hoá trị.C. ion.D. cho nhận.Câu 3.Câu 19-CD9-956: Dãy gồm các chất trong phân tử chỉ có liên kết cộng hoá trịphâncực là:A. HCl, O3, H2S.HF, H2S.B. O2, H2O, NH3.C. HF, Cl2, H2O.D. H2O,Câu 4.Câu 15-B10-937: Các chất mà phân tử không phân cực là:A. NH3, Br2, C2H4. B. Cl2, CO2, C2H2.C. HBr, CO2, CH4. D. HCl, C2H2, Br2.Câu 5.Câu 33-CD10-824: Liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong phân tử H2O là liên kếtA. cộng hoá trị không phân cực.B. hiđro.C. cộng hoá trị phân cực.D. ion.Câu 6.Câu 40-CD11-259: Mức độ phân cực của liên kết hóa học trong các phân tử được sắpxếp theo thứ tự giảm dần từ trái sang phải là:A. HI, HCl, HBr.B. HCl, HBr, HI.C. HI, HBr, HCl.D. HBr, HI, HClCâu 7.Câu 20-CD12-169: Cho dãy các chất: N2, H2, NH3, NaCl, HCl, H2O. Số chất trong dãymà phân tử chỉ chứa liên kết cộng hóa trị không cực làA. 3.B. 4.C. 5.D. 2.Câu 8.Câu 29-A13-193: Liên kết hóa học giữa các nguyên tử trong phân tử HCl thuộc loại liênkếtA. cộng hóa trị có cực.B. hiđro.C. cộng hóa trị không cực. D. ion.Câu 9.Câu 13-B13-279: Cho giá trị độ âm điện của các nguyên tố: F = 3,98; O= 3,44; C= 2,55;H= 2,20; Na = 0,93]. Hợp chất nào sau đây là hợp chất ion?A. NaF. B. CO2.C. CH4.D. H2O.Câu 10.Câu 39-CD13-415: Liên kết hóa học trong phân tử Br2 thuộc loại liên kếtA. hiđro.B. cộng hóa trị có cực.C. ion.D. cộng hóa trị không cực.VẤN ĐỀ 22: CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬLÍ THUYẾTCÁCH VIẾT CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ1. Thứ tự mức năng lượng.Các electron trong nguyên tử chiếm các mứcnăng lượng từ thấp đến cao.Thực nghiệm và lí thuyết đã xác định được thứ tự của các lớp và phân lớp theo theo thứ tự sau:1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…Lưu ý: Cách nhớ mức năng lượng* Dựa vào quy tắc ziczac đơn giản của Kletkopski* Dựa vào sơ đồ sau:* Hoặc sử dụng một số câu nói vui:* Hoặc: sắn, sắn, phơi sắn, phơi sắn, đi phơi sắn, đi phơi sắn, fải đi phơi sắn, fải điphơi sắn s spspsdpsdpsfdpsfdpfSau đó điền số thứ tự lớp lần lượt cho s [1→7], p[2→7], d[3→6], f[4→6]Ta được 1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 6f2. Cách viết cấu hình electron nguyên tử.Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc cáclớpkhác nhau.Người ta quy ước viết cấu hình electron nguyên tử như sau:- Số thứ tự lớp electron được ghi bằng chữ số [1, 2, 3…].- Phân lớp được ghi bằng chữ cái thường s, p, d, f.-Số electron trong một phân lớp được ghi bằng số ở phía bên phải của phân lớp [s 2, p6], cácphân lớp không có electron không ghi.Cách viết cấu hình electron nguyên tử gồm các bước sau:Bước 1: Xác định số electron nguyên tử.Bước 2: Các electron được phân bố lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượngtrong nguyên tử [1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…] và tuân theo quy tắc sau:- phân lớp s chứa tối đa 2 electron;- phân lớp p chứa tối đa 6 electron;- phân lớp d chứa tối đa 10 electron;- phân lớp f chứa tối đa 14 electron.Bước 3. Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớpkhác nhau [1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…].VD1: Viết cấu hình electron của nguyên tử O [Z=8]:1.Xác định số electron: 8.2.Các electron phân bố vào các phân lớp theo chiều tăng dần của năng lượng trongnguyên tử: 1s22s22p4.3. Cấu hình electron là: 1s22s22p4.VD2: Viết cấu hình electron của nguyên tử Fe [Z=26].1.Xác định số electron:26.2.Các electron phân bố vào các phân lớp theo chiều tăng dần của năng lượng trongnguyên tử:1s22s22p63s23p64s23d6.3.Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khácnhau: 1s22s22p63s23p63d64s2.Hay viết gọn là [Ar] 3d64s2.VD3: cấu hình của một số nguyên tử khác:: 1s11H22He : 1s: 1s2 2s13Li224Be : 1s 2s2: 1s 2s2 2p15B22626 1120K : 1s 2s 2p 3s 3p 4s .-Nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s[Ví dụ nguyên tố H, Na, K...].- Nguyên tố p là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp p[Ví dụ nguyên tố B, O, Cl...].-Nguyên tố d là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp d[Ví dụ nguyên tố Fe, Cu, Cr...].- Nguyên tố f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp f[Ví dụ nguyên tố Ce, U, Pr...].3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng-Lớp ngoài cùng:nsa=> có enc = a [ a ≤ 2]a bns np => có enc = a + b [ a + b ≤ 8]=> số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử luôn ≤ 8-Các nguyên tử có 8 electron ngoài cùng là khí hiếm, chúng không tham gia vào các phản ứnghóa học.- Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố kimloại.-Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phikim.- Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặcphi kim.Như vậy, khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể dự đoán được loại nguyên tố.CÂU HỎI