phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử

Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
A. M U

I. LÝ DO CHN SÁNG KIN, KINH NGHIM
Chng “Cu to nguyên t” là chng lí thuyt ch đo, bn thân nó cha
đng nhiu ni dung mi và khó vi hc sinh THPT, vì th giúp hc sinh bit, hiu
và vn dng đc ni dung ca chng đ gii quyt nhng vn đ mà các em gp
phi trong quá trình hc b môn Hoá Hc là rt quan trng. Xut phát t thc t đó
tôi xin đa ra mt vài ý kin trong đ tài sáng kin, kinh nghim: “Phng pháp
gii bài tp chng cu to nguyên t” (lp 10 nâng cao) đ quí thy cô và các
em hc sinh tham kho và góp ý kin.

II. LCH S CA SÁNG KIN, KINH NGHIM
T thc t ging dy và tip thu ý kin ca ca các thy, cô trong t b môn
Hoá Hc và các em hc sinh lp 10 (Hc chng trình nâng cao) trng THPT S
1 Vn Bàn, tôi nhn thy vic phân dng bài tp lí thuyt và bài tp đnh lng liên
quan đn ni dung ca chng có ý ngha vô cùng ln. Không nhng giúp các em
hc sinh có điu kin m rng và tìm hiu sâu thêm v th gii vi mô mà còn phát
trin đc óc t duy logic, sáng to t đó trang b cho hc sinh k nng hc tp,
nghiên cu đc tp làm mt nhà khoa hc. i vi giáo viên, quá trình lng ghép
ni dung, phng pháp gii bài tp s to ra mi quan h hai chiu t đó giúp giáo
viên nm đc hiu qu giáo dc v các mt: Nhn thc, thái đ, quan đim, xu
hng hành vi ca hc sinh. T nhng li ích đó mà đ tài sáng kin, kinh nghim
“Phng pháp gii bài tp chng cu to nguyên t” (lp 10 nâng cao) đã
đc xây dng và hoàn thành.

III. MC ÍCH NGHIÊN CU SÁNG KIN, KINH NGHIM
Giúp giáo viên và hc sinh có điu kin tìm hiu sâu hn v cu to nguyên
t, to tin đ cho quá trình tìm hiu, nghiên cu cu to cht.

IV. NHIM V VÀ PHNG PHÁP NGHIÊN CU

1. Nhim v ca đ tài
Kim tra, đánh giá quá trình nhn thc ca hc sinh, giáo viên có điu kin
nâng cao hiu qu giáo dc.

2. Phng pháp nghiên cu ca đ tài
Ch yu đi sâu phân dng bài tp theo ch đ; kt hp lng ghép: lí thuyt -
bài tp, bài tp - lí thuyt đ kim tra, đánh giá hc sinh.

VI. GII HN (PHM VI) NGHIÊN CU

Chng 1
: “NGUYÊN T” - SGK HOÁ HC 10; sách bài tp HOÁ HC
10 hai ban (c bn và nâng cao) và các tài liu tham kho ca NXB Giáo dc.

1
Sỏng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bn
B. NI DUNG
I. TểM TT NI DUNG L THUYT C BN CA CHNG
Nguyên tử
Cấu trúc vỏ nguyên tử
Nguyên tố hoá học
Kích thớc, khối lợng nguyên tử
Hạt nhân nguyên tử
Vỏ nguyên tử
Proton (p)
Nơtron (n)
Điện tích: 1+
Khối lợng: 1u
Điện tích: 0

Khối lợng: 1u
Electron (e)
Điện tích: 1-
Khối lợng: 5,5.10
-4
u
Obitan nguyên tử
Obitan nguyên tử
Gồm các e có năng lợng
gần bằng nhau.
Kí hiệu: n = 1 2 3 4
K L M N
Số obitan: n
2
Phân lớp e
Gồm các e có năng lợng bằng
nhau.
Kí hiệu: s p d f
Số obitan: 1 3 5 7
Sự phân bố e
Nguyên lí Pau - li
Nguyên lí vững bền
Trật tự mức năng lợng
Quy tắc Hun
Cấu hình e nguyên tử
Đặc điểm e lớp ngoài cùng
Điện tích hạt nhân (Z+): Z = số p = số e
Số khối (A): A = Z + N
Nguyên tử khối trung bình: A =
Đồng vị

aA + bB






100

2
2
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
II. TÓM TT CÁC DNG BÀI TP C BN
1. Dng 1:
- Xác đnh khi lng nguyên t.
- Các bài toán v đ rng ca nguyên t, ca vt cht và t khi ht nhân
nguyên t khi bit kích thc nguyên t, ht nhân và s khi.
Kin thc cn nm vng:

+ Nguyên t đc cu to bi 3 ht c bn : e, p, n.
Khi lng ht e là : 9,1094.10
-28
(g) hay 0,55.10
-3
u
Khi lng ht p là :1,6726.10

-24
(g) hay 1 u
Khi lng ht n là :1,6748.10
-24
(g) hay 1 u
+ Khi lng nguyên t :
nneNT
mmmm
+
+
=
. Do khi lng ca cac ht e rt
nh, nên coi khi lng nguyên t
nnNT
mmm
+
=
.
+ Khi lng riêng ca mt cht :
V
m
D =
.
+ Th tích khi cu :
3
3
4
rV
π
=

; r là bán kính ca khi cu.
+ Liên h gia D và V ta có công thc :
3
.14,3.
3
4
r
m
D =

2. Dng 2: Các dng bài tp liên quan đn các ht to thành mt nguyên t.

Kin thc cn nm vng:

- Tng s ht c bn (x) = tng s ht proton (p) + tng s ht ntron (n) +
tng s ht electron (e). Do p = e nên (x) = 2p + n.
- S dng bt đng thc ca s ntron (đi vi đng v bn có
822
≤
≤
Z
):
đ lp 2 bt đng thc t đó tìm gii hn ca p.
pnp 5,1≤≤
3. Dng 3: Dng bài tp tìm s khi, phn trm đng v và khi lng nguyên t
(nguyên t khi) trung bình.
Kin thc cn nm vng:

Hu ht các nguyên t hóa hc là hn hp ca nhiu đng v, nên khi lng
nguyên t ca các nguyên t đó là khi lng nguyên t trung bình ca hn hp

các đng v.
∑
∑
=
i
ii
x
Mx
M

Vi i: 1, 2, 3, …, n.

3
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
x
i
: s nguyên t (hay t l % ca nguyên t).
M
i
: nguyên t khi (s khi).
Phng pháp:

- Gi x, (hoc a) và M
1
ln lt là thành phn % (hoc s nguyên t) và
nguyên t khi ca đng v th nht.
- Gi y, (hoc b) và M
2
ln lt là thành phn % (hoc s nguyên t) và
nguyên t khi ca đng v th hai.

Nguyên t khi trung bình ca nguyên t là
M

Sau đó lp s đ đng chéo:
M
M
1
M
2
M
2
- M
M
1
- M
I x (a)
II y (b)

T s đ, có:
2
1
-
=
y
M-
M
M
x
M
(hoc:

2
1
-
a
=
b
M-
M
M
M
).
Ly giá tr tuyt đi ca biu thc trên đc giá tr cn xác đnh.

4. Dng 4: Da vào cu hình electron xác đnh nguyên t là phi kim hay kim loi
và cho bit tính cht hóa hc ca chúng.
Kin thc cn nm vng:
a. Trong nguyên t các electron chim các mc nng lng t thp đn cao
theo dãy: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s …
 nh ta dùng quy tc Klechkowsky
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f…
6s 6p 6d 6f…
7s 7p 7d 7f…
Khi vit cu hình electron trong nguyên t ca các nguyên t.
+ i vi 20 nguyên t đu cu hình electron phù hp vi th t mc nng
lng.
VD

:
19
K cu hình electron : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
1
.
+ i vi nguyên t th 21 tr đi cu hình electron không trùng mc nng
lng, nên mc nng lng 3d ln hn 4s. Ví d :
26
Fe.
Mc nng lng : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s

2
3d
6
.
Cu hình electron : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
4s
2
.

4
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
+ Cu hình electron ca mt s nguyên t nh Cu, Cr, Pd … có ngoi l
đi vi s sp xp electron lp ngoài cùng, vì đ cu hình electron bn nht.
VD
: Cu có Z = 29 : 1s
2
2s
2
2p

6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
1
. (đáng l 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6

3d
9
4s
2
, nhng electron ngoài cùng nhy vào lp trong đ có mc bão hòa và mc
bán bão hòa).
b. Xác đnh nguyên t là phi kim hay kim loi.
+ Các nguyên t có 1, 2, 3 electron lp ngoài cùng là kim loi (tr nguyên t
hiđro, heli, bo).
+ Các nguyên t có 5, 6, 7 electron lp ngoài cùng là phi kim.

+ Các nguyên t có 8 electron lp ngoài cùng là khí him.
+ Các nguyên t có 4 electron lp ngoài cùng nu  chu k nh là phi kim,
 chu k ln là kim loi.

5. Dng 5: Bài tp liên quan đn các s lng t

Kin thc cn nm vng:

- S lng t chính (n
∈
N
*
). S lng t này xác đnh nng lng ca e
trong nguyên t (E =
24
22
2 me
nh
π
− , trong đó m: là khi lng electron; e: là đin tích
ca electron; h: là hng s Plng có giá tr = 6,625 es.s).
- S lng t ph (l) qui đnh hình dng AO (l = 0; AO
s
. l = 1; AO
p
. l = 2;
AO
d
. l = 3; AO
f

) và xác đnh mô men đng lng M ca electron (M = m.v.r)
theo công thc: M =
(1)
2
h
ll
π
+
nó gm các giá tr t 0 đn n – 1 (nh vy ng vi
mt giá tr ca n s có n giá tr ca l).
- S lng t t (m
l
) xác đnh hình chiu mô men đng lng ca electron
trên trc z; M
z
=
2
h
m
π
, nó qui đnh s AO trong cùng mt phân lp. S lng t t
gm các giá tr t - l đn + l. Nh vy, ng vi mt giá tr ca l có 2l + 1 giá tr ca
m
l
hay ng vi mt giá tr ca n có n
2
giá tr ca m
l
.
- S lng t spin (m

s
) mô t hình chiu mô men đng lng riêng ca
electron, m
s
có hai giá tr (-1/2 và +1/2).

III. BÀI TP ÁP DNG

Dng 1:  20
0
C D
Au
= 19,32 g/cm
3
. Gi thit trong tinh th các nguyên t Au là
nhng hình cu chim 75% th tích tinh th. Bit khi lng nguyên t ca Au là
196,97. Tính bán kính nguyên t ca Au?
Hng dn:
Th tích ca 1 mol Au:
3
195,10
32,19
97,196
cmV
Au
== .

5
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
Th tích ca 1 nguyên t Au:

324
23
10.7,12
10.023,6
1
.
100
75
.195,10 cm
−
= .
Bán kính ca Au:
cm
V
r
8
3
24
3
10.44,1
14,3.4
10.7,12.3
.4
3
−
−
===
π
.

Dng 2:
a. Nguyên t ca mt nguyên t có cu to bi 115 ht. Ht mang đin nhiu
hn ht không mang đin là 25 ht. Xác đnh A; N ca nguyên t trên.
Hng dn:
Theo đu bài, có : p + e + n = 115.
Mà: p = e nên ta có 2p + n = 115 (1).
Mt khác : 2p – n = 25 (2).
Kt hp (1) và (2) ta có : gii ra ta đc
⎩
⎨
⎧
=−
=+
252
1152
np
np
⎩
⎨
⎧
=
=
45
35
n
p
Vy A = 35 + 45 = 80.
b. Xác đnh cu to ht (tìm s e, s p, s n), vit kí hiu nguyên t ca
nguyên t sau, bit (tng s ht c bn ca nguyên t đó là 13).
Hng dn:

Theo đu bài, có : p + e + n = 13.
Mà : e = p nên có : 2p + n = 13 ⇒ n = 13 – 2p (*).
i vi đng v bn có :
pnp 5,1
≤
≤
(**) .
Thay (*) vào (**) ta đc:
ppp 5,1213
≤
−
≤
.
543,47,3
7,3
5,3
13
135,35,1213
3,4
3
13
133213
=⇒=⇒≤≤⇒
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎬
⎫

≈≥⇒≥⇔≤−
≈≤⇒≤⇔−≤
npp
pppp
pppp
.
Vy e = p = 4. A = 4 + 5 = 9 . Ký hiu : . X
9
4

Dng 3: ng có 2 đng v và . Nguyên t khi trung bình ca đng là
63,54. Tìm t l khi lng ca trong CuCl
Cu
63
29
Cu
65
29
Cu
63
29
2
.
Hng dn:
t % ca đng v là x, ta có phng trình: 63x + 65(1 – x) = 63,54
Cu
63
29
⇒ x = 0,73
Vy % = 73%.

Cu
63
29
54,134
2
=
CuCl
M
.
Thành phn % ca 2 đng v Cu trong CuCl
2
:
%4747,0
54,134
54,63
== .
Thành phn % ca trong CuCl
Cu
63
29
2
:

6
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
Trong 100g CuCl
2
có 47g là Cu (c 2 đng v). trong hn hp 2 đng v
và thì đng v chim 73%. Vy khi lng trong 100g CuCl
Cu

63
29
Cu
65
29
Cu
63
29
Cu
63
29
2
là :
%31,34
100
73.47
=
.

Dng 4 và 5: Phi kim X có electron sau cùng ng vi 4 s lng t có tng đi s
là 2,5. Xác đnh X và cho bit v trí ca X trong bng tun hoàn. Bit rng electron
trong X ln lt chim các obitan bt đu t m có tr s nh trc.
Hng dn:
T d kin ca đ, có: n + l + m
l
+ m
s
= 2,5.
TH1
: m

s
= -1/2 ⇒ n + l + m
1
= 3, ta có:
- n = 1 có: l = 0; m
l
= 1 ⇒ l + m
l
= 1
≠
2 (loi).
- n = 2 có: l + m
l
= 1.
+ l = 0 ; m
l
= 0 l + m⇒
l
= 0
≠
1 (loi).
+ l = 1; m
l
= -1, 0, 1 ⇒ l + m
l
= 1
⇔
m
l
= 0. X có cu hình: 1s

2
2s
2
2p
5
(Flo).
V trí: Ô (9), chu kì (2), nhóm (VIIA).
- n = 3 có l + m
l
= 0.
+ l = 0; m
l
= 0. X có cu hình: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
(Mg). V trí: Ô (2), chu kì (3),
nhóm (IIA).
+ l = 1; m
l
= -1. X có cu hình: 1s
2
2s
2
2p
6

3s
2
3p
4
(S). V trí: Ô (16), chu kì (3),
nhóm (VIA).
+ l = 2; m
l
= -2 (loi).
TH2
: m
s
= +1/2 n + l + m⇒
1
= 2, ta có các trng hp:
- n = 1 có: l = 0; m
l
= 1 ⇒ l + m
l
= 1 (loi).

- n = 2 có: l + m
l
= 0.
+ l = 0 ; m
l
= 0. X có cu hình: 1s
2
2s
2

(Be). V trí: Ô (4), chu kì (2), nhóm
(IIA).
+ l = 1; m
l
= -1. X có cu hình: 1s
2
2s
2
2p
1
(Bo). V trí: Ô (5), chu kì (2), nhóm
(IIIA).
Kt lun: X là phi kim vy X ln lt là: F, S.

IV. GIÁO ÁN TH NGHIM
Tit: 8
LUYN TP V:
THÀNH PHN CU TO NGUYÊN T,
KHI LNG CA NGUYÊN T,OBITAN NGUYÊN T.
I/ MC TIÊU
1. V kin thc
Cng c kin thc:
- c tính các loi ht cu to nên nguyên t.

7
Sỏng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bn
- Nhng i lng c trng cho nguyờn t: in tớch, s khi, nguyờn t
khi.
2. V k nng
Rốn k nng:

- Vn dng kin thc v thnh phn cu to nguyờn t, c im ca cỏc ht
cu to nờn nguyờn t gii cỏc bi tp liờn quan.
- Da vo cỏc i lng c trng cho nguyờn t gii cỏc bi tp v ng
v, nguyờn t khi, nguyờn t khi trung bỡnh.
II/ CHUN B
- GV: Phiu hc tp;
- HS: Nghiờn trc bi mi.
III/ CC BC LấN LP
1. n nh lp:
S s:
Vng: ./ Cú phộp (.)
2. Kim tra bi c
Lng vo tit luyn tp.
3. Bi mi

T/gian
Hot ng ca
Thy
Hot ng ca
Trũ

Nội dung

6

6






10







Hoạt động 1
Bi tập 1.
- Yêu cầu học sinh
chọn đáp án, giải
thích.
- GV giải thích
thêm, kết luận.
Hoạt động 2
Bi tập 2.
- Yêu cầu học sinh
chọn đáp án, giải
thích.
- GV giải thích
thêm, kết luận.

Hoạt động 3
Bi tập 3
- Yêu cầu học sinh
thảo luận nhóm để
giải các câu a, b.
- GV nhận xét, kết
luận.

- HS: chn ỏp ỏn, gii
thớch.

- HS khỏc nhn xột, sa
cha.



- HS: chn ỏp ỏn, gii
thớch.

- HS khỏc nhn xột, sa
cha.



- HS tho lun nhúm
gii cỏc cõu a, b.
- Hai nhúm c i din lờn
bng tr li.
- Cỏc nhúm cũn li nhn
B/ BI TP

1. Chn ỏp ỏn C.







2. Chn ỏp ỏn B.







3. a.

8
Sỏng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bn

10









10










Hoạt động 4
Bi tập 4
- Yêu cầu một học
sinh lên bảng, các
học sinh còn lại
giải vào vở.
- GV nhận xét, kết
luận.

Hoạt động 5
Bi tập 5
- Yêu cầu học sinh
thảo luận nhóm để
giải các câu a, b.


- GV nhận xét, kết
luận.


xột, sa cha.









- Mt hc sinh lờn bng.
- Cỏc hc sinh cũn li gii
vo v.

- Hc sinh tho lun nhúm
gii cỏc cõu a, b.
- Hai nhúm c i din lờn
bng tr li.
- Cỏc nhúm cũn li nhn
xột, sa cha.

27
N
27
31
27
24
M 7 1,6726.10
7 1,6748.10
7 9,1095.10
23,4382.10 (kg)
23,4382.10 (g)





=ì
+ì
+ì
=
=

b.

31
e
27
nt
-14
m 7 9,1095.10
m 23,4382.10
= 2,73.10


ì
=

4. ỏp dng cụng thc
tớnh nguyờn t khi
trung bỡnh, ta cú:
0,34 36 0,06 38 99,
6
39,98
100
ì+ ì+
=

Gii phng trỡnh trờn
ta c A = 40.

5. a.

Mg
78,9924102511,01

A
100
= 24,3
ì+ì+
ì
=

b.
Cứ 10 nguyên tử
25
Mg
thì có 78,99 nguyên tử
24
Mg và có 11,01
nguyên tử
26
Mg.
Vậy nếu có 50 nguyên
tử
25
Mg thì có 395
nguyên tử
24
Mg và có
55 nguyên tử
26
Mg.
4. Cng c, hng dn hc nh
Dn hc sinh v nh lm cỏc bi tp:
1. Hp cht A c to thnh t cỏc ion u cú cu hỡnh electron

1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
. Trong mt phõn t A cú tng s ht (p, n, e) l 164. Xỏc nh
CTPT ca A? Cho A tỏc dng va vi mt lng Br
2
thu c cht rn D khụng
tan trong nc. D tỏc dng va vi 100 ml dung dch H
2
SO
4
c, núng, thu
c 13,44 lớt khớ Y (ktc). Xỏc nh nng mol ca dung dch axit?
2. Nguyờn t ca nguyờn t A cú b 4 s lng t ca e lp ngoi l: n = 4; l
= 0; m = 0; m
s
= +1/2. Xỏc nh tờn, v trớ ca A trong bng tun hon?

9
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
C. KT LUN
Sau quá trình xây dng, phát trin và hoàn thin đ tài có áp dng trong
ging dy  nhà ph thông, bn thân tôi nhn thy vic phân chia các dng bài tp

đã giúp ích cho hc sinh tng đi nhiu: hc sinh ch đng hn trong hc tp,
giáo viên có nhiu điu kin đ đánh giá phân xp loi hc sinh. Tuy nhiên đây mi
là suy ngh ch quan ca bn thân tôi, kính mong các bn đng nghip đóng góp ý
kin đ đ tài ca bn thân tôi đc hoàn thin hn.

Xin trân trng cm n!

10
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
MC LC
Trang Ni dung
1 M đu
2 Tóm tt lí thuyt c bn ca chng
3-5 Tóm tt các dng bài tp c bn
5-6-7 Bài tp áp dng
8-9 Giáo án th nghim
10 Kt lun

11
Sáng kin kinh nghim nm hc 2010 - 2011 GV: Lng Th Dng - THPT s 1 Vn Bàn
TÀI LIU THAM KHO

1. Sách giáo khoa, sách bài tp Hoá Hc 10 (hai ban) NXB Giáo Dc.

2. Hoá Hc nâng cao 10 NXB Giáo Dc.
3. Sách tham kho ca các tác gi: Ngô Ngc An, Nguyn Trng Th do NXB
Giáo Dc phát hành.



12