Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 10: Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử của các NTHH

Sự biến thiên tính chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau lại được lặp lại giống như chu kì trước là do:

A. sự lặp lại tính kim loại của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

B. sự lặp lại tính phi kim của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

C. sự lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

D. sự lặp lại tính chất hóa học của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

Hãy chọn đáp án đúng.

Phương pháp giải

Để giải bài tập này các em cần nắm được nguyên nhân gây ra sự biến thiên cấu hình electron của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Hướng dẫn giải

Sự biến thiên tính chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau lại được lặp lại giống như chu kì trước là do sự lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

Đáp án C

Dựa vào bảng 2.1, hãy cho biết số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố sau đây: H, He, Li, Na, K, Ga, O, S, Cl, Br.

Phương pháp giải

Quan sát bảng sau để trả lời câu hỏi

Hướng dẫn giải

H → Số electron lớp ngoài cùng là 1

He → Số electron lớp ngoài cùng là 2

Li → Số electron lớp ngoài cùng là 1

Na → Số electron lớp ngoài cùng là 1

K → Số electron lớp ngoài cùng là 1

Ca → Số electron lớp ngoài cùng là 2

O → Số electron lớp ngoài cùng là 6

S → Số electron lớp ngoài cùng là 6

Cl → Số electron lớp ngoài cùng là 7

Br → Số electron lớp ngoài cùng là 7

Cho nguyên tử các nguyên tố có: Z = 8, Z = 9, Z = 17, Z = 19. Hãy xác định số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố đó, số thứ tự nhóm và chu kì chứa các nguyên tố đó.

Phương pháp giải

- Viết cấu hình electron của phản ứng → Từ đó xác định số e lớp ngoài cùng, thứ tự, chu kì

Hướng dẫn giải

Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có Z = 18 và Z = 19. Tại sao nguyên tố có Z = 18 ở chu kì 3, còn nguyên tố có Z = 19 lại ở chu kì 4?

Phương pháp giải

- Viết cấu hình electron của phản ứng → Từ đó xác định chu kì

Hướng dẫn giải

Cấu hình electron của nguyên tố có (Z = 18): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶

⇒ Nguyên tố này thuộc chu kì 3 vì có 3 lớp electron.

Cấu hình electron của nguyên tố có (Z = 19): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

⇒ Nguyên tố này thuộc chu kì 4 vì có 4 lớp electron.

Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có Z = 20; 21; 24; 29; 30. Cấu hình electron của chúng có đặc điểm gì? Tại sao Cu ở nhóm IB, Zn ở nhóm IIB?

Phương pháp giải

Viết cấu hình theo ba bước sau:

- B1: Điền lần lượt các e vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng.

- B2: Sắp xếp lại theo thứ tự các lớp và phân lớp theo nguyên tắc từ trong ra ngoài.

- B3: Xem xét phân lớp nào có khả năng đạt đến bão hòa hoặc bán bão hòa thì có sự sắp xếp lại các electron ở các phân lớp (chủ yếu là d và f) 

Hướng dẫn giải

Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố:

Z = 20: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² ;

Z = 21: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s² ;

Z = 24: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ ;

Z = 29: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ;

Z = 30: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s² ;

Nguyên tử của nguyên tố Z = 20 có electron cuối cùng điền vào phân lớp s của lớp ngoài cùng. Đó là nguyên tố s.

Các nguyên tử của nguyên tố còn lại có electron cuối cùng điền vào phân lớp d sát lớp ngoài cùng. Đó là những nguyên tố d.

Ở nguyên tử của nguyên tố Z = 24 và Z = 29 có sự chuyển 1 electron từ phân lớp 4s của lớp ngoài cùng để đạt cấu hình bán bão hòa (phân lớp 3d có 5e) và bão hòa (phân lớp 3d có đủ 10e).

Những nguyên tố d có phân lớp d đã bão hòa thì số thứ tự nhóm của chúng bằng số electron lớp ngoài cùng. Vì vậy, nguyên tử của nguyên tố Cu (Z = 29) có phân lớp 3d đủ 10 electron và lớp ngoài cùng có 1 electron nên ở nhóm IB và nguyên tử của nguyên tố Zn (Z = 30) có phân lớp 3d đủ 10 electron và lớp ngoài cùng có 2 electron nên ở nhóm IIB.

Sự phân bố electron vào các AO của nguyên tử các nguyên tố C, Ca, Fe và Br sau đây đúng hay sai? Nếu sai hãy sửa lại cho đúng.

Phương pháp giải

Dựa vào quy tắc Hun và nguyên lí vững bền để giải bài tập

Hướng dẫn giải

Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố C viết sai. Theo quy tắc Hun, 2 electron ở mức 2p phải phân bố trên 2 obitan 2p. Electron được phân bố như sau:

Mức năng lượng 3d cao hơn 4s nên ở nguyên tố Ca, việc viết cấu hình electron đã vi phạm nguyên lí vững bền. Electron được phân bố như sau:

Cấu hình electron nguyên tử của Fe viết đúng.

Cấu hình electron nguyên tử của Br viết thừa 1 electron ở phân lớp 4p. Sửa lại như sau: