Cấu tạo nguyên tử - Tài liệu Hóa học 12

Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Cu to nguyên t

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 1 -




I. THÀNH PHN CU TO NGUYÊN T
1. Lp v
Gm các ht mang đin âm gi là
electron (hay đin t). Khi lng ca các electron đu bng nhau
và xp x bng 1/1840 khi lng ca nguyên t hiđro là nguyên t nh nht, tc là bng: m
e
= 9,1095.10
-
31
kg hay bng 0,00055 đn v Cacbon (đv.C).
in tích ca các electron đu bng nhau và bng -1,6.10
-19
Culông.
ó là đin tích nh nht, vì vy đc gi là đin tích nguyên t.
2. Ht nhân
Ht nhân nguyên t gm các ht proton và ntron.
Proton. Proton có đin tích đúng bng đin tích ca electron nhng ngc du tc là bng +1,6.10
-19

Culông.
Nh vy proton và electron cùng mang mt đin tích nguyên t, có du ngc nhau.  thun tin,

ngi ta quy c ly đin tích nguyên t làm đn v, coi đin tích ca electron là 1- và đin tích cu proton
là 1+.
Ntron. Ht ntron không mang đin, có khi lng xp x bng khi lng ca proton và bng:
m
p
= m
n
= 1,67.10
-27
kg
hay xp x bng 1 đv.C.
3. Kích thc, khi lng ca nguyên t
Kích thc: Nu hình dung nguyên t nh mt khi cu thì nó có đng kính khong 10
-10
m. 
biu th kích thc nguyên t, ngi ta dùng mt đn v là Angxtrom và kí hiu là Å.
1Å = 10
-10
m hay 1Å = 10
-8
cm.
Nguyên t nh nht là hiđro có bán kính khong 0,53 Å.
ng kính ca ht nhân nguyên t còn nh hn, vào khong 10
-4
Å, nh vy đng kính ca
nguyên t ln hn đng kính ca ht nhân khong 10.000 ln.
Ta tng tng nu phóng đi mt nguyên t vàng lên 10
9
ln (mt t ln !) thì nó có đng kính là
30 cm ngha là nguyên t va bng qu bóng r. Trong khi đó thì ht nhân nguyên t vàng có mt đng

kính nh hn 0,003 cm ngha là có kích thc ca mt ht cát nh.
Bng -
Khi lng và đin tích ca các ht cu to nên nguyên t
Tên
Kí hiu
Khi lng
in tích
Electron
e
m
e
= 9,1095 ´ 10
-31
kg
m
e
» 0,549 ´ 10
-3
đv.C
-1,602.10
-19
C
Proton
p
m
p
= 1,6726 ´ 10
-27
kg
m

p
» 1đv.C
+1,602.10
-19
C
Ntron
n
m
n
= 1,6750 ´ 10
-27
kg
m
n
» 1đv.C
0
ng kính ca electron và proton li còn nh hn nhiu : khong 10
-7
Å. Electron chuyn đng xung
quanh ht nhân. Gia electron và ht nhân là chân không : t đó ta thy nguyên t có cu to rng !
Khi lng : Khi lng ca mt nguyên t vào khong 10
-26
kg. Nguyên t nh nht là hiđro có khi
lng là 1,67.10
-27
kg. Khi lng ca nguyên t cacbon là 1,99.10
-26
kg.
Mt lng cht rt nh cng cha mt s nguyên t ln ti mc ta khó mà hình dung đc.
Ví d : Trong 2 gam cacbon có10

23
nguyên t cacbon. Mt lít nc cng cha ti khong 9.10
25

nguyên t hiđro và oxi.
II. HT NHÂN NGUYÊN T- NGUYÊN T HÓA HC- NG V
1. Ht nhân nguyên t
a. in tích ht nhân
CU TO NGUYÊN T
(TÀI LIU BÀI GING)
Giáo viên: V KHC NGC
ây là tài liu tóm lc các kin thc đi kèm vi bài ging “Cu to nguyên t” thuc Khóa hc LTH KIT-1:
Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc
) ti website Hocmai.vn.  có th nm vng kin thc phn “Cu to nguyên
t”, Bn cn kt hp xem tài liu cùng vi bài ging này.
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Cu to nguyên t

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 2 -


Vì đin tích ca mi proton bng mt đn v đin tích dng (1+) nên trong ht nhân nu có Z
proton, thì đin tích ca ht nhân s là Z+. Thc nghim cho bit nguyên t trung hoà đin nên s proton
trong ht nhân bng s electron chuyn đng quanh ht nhân. Nh vt, trong nguyên t:
in tích ht nhân = S proton = S electron
Ví d: in tích ht nhân nguyên t oxi là 8+, nh vy nguyên t oxi có 8 proton và có 8 electron.
Bit đc đin tích ht nhân nguyên t (cng nh bit đc s proton và s electron) tc là nm đc chìa
khóa đ nhn bit nguyên t.

b. S khi
Tng s ht proton (kí hiu là Z) và tng s ht ht ntron (kí hiu là N) trong ht nhân gi là s khi
ca ht nhân đó (kí hiu là A).
A = Z + N
Ví d: Trong ht nhân nguyên t clo có 17 proton và 18 ntron, vy s khi ca ht nhân nguyên t
clo là: 17 + 18 = 35.
c, Khi lng nguyên t
Khi lng ca nguyên t bng tng khi lng ca proton, ntron và electron có trong nguyên t.
Nhng vì khi lng ca electron rt nh so vi khi lng ca proton và ntron nên khi lng ca
nguyên t coi nh bng khi lng ca các proton và ntron trong ht nhân nguyên t.
Ví d
: Ht nhân ca nguyên t nhôm có 13 proton và 14 ntron, xung quanh ht nhân có 13 electron.
Xác đnh khi lng nguyên t nhôm.
Khi lng ca nguyên t nhôm coi nh bng khi lng ca 13 proton và 14 ntron. Khi lng
ca mi proton và mi ntron xp x bng 1 đv.C. Vy khi lng nguyên t nhôm bng 27 đv.C.
Nh vy, ht nhân tuy rt nh so vi c nguyên t nhng li tp trung  đó hu nh toàn b khi
lng ca nguyên t.
2. Nguyên t hoá hc
a. nh ngha
Tt c các nguyên t có cùng đin tích ht nhân đu thuc cùng mt nguyên t hoá hc.
Nh vy, các nguyên t ca cùng mt nguyên t hoá hc có cùng s proton và cùng s electron.
Ví d : Tt c các nguyên t có cùng đin tích ht nhân là 17+ đu thuc nguyên t clo. Các nguyên
t ca nguyên t clo đu có 17 proton và 17 electron.
Cho đn nay, ngi ta đã bit 92 nguyên t t nhiên và khong 17 nguyên t nhân to (tng s
khong 109 nguyên t). Các nguyên t nhân to cha đc phát hin thy trên Trái t hay bt kì ni nào
khác trong v tr mà đc điu ch trong phòng thí nghim.
Tính cht ca mt nguyên t hoá hc là tính cht ca tt c các nguyên t ca nguyên t đó.
b. S hiu nguyên t
in tích ht nhân nguyên t ca mt nguyên t đc gi là s hiu nguyên t ca nguyên t đó.
S hiu nguyên t đc trng cho mt nguyên t hoá hc và thng đc kí hiu là Z.

Ví d : S hiu nguyên t ca nguyên t urani là 92. Vy : đin tích ht nhân nguyên t urani là 92+ ;
có 92 proton trong ht nhân và 92 electron ngoài lp v.
c. Kí hiu các nguyên t
 đc trng đy đ cho mt nguyên t hoá hc, bên cnh kí hiu thng dùng, ngi ta còn ghi các
ch dn sau:
A
Z
X

X : kí hiu ca nguyên t.
Z : s hiu nguyên t.
A : s khi A = Z + N.

T kí hiu trên ta có th bit đc :
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Cu to nguyên t

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 3 -


- S hiu nguyên t ca nguyên t clo là 17 ; đin tích ht nhân nguyên t là 17+ ; trong ht nhân có
17 proton và (35 - 17) = 18 ntron.
- Nguyên t clo có 17 electron chuyên đng quanh nhân.
- Khi lng nguyên t ca clo là 35 đv.C.
3. ng v
Khi nghiên cu các nguyên t ca cùng mt nguyên t hoá hc, ngi ta thy rng trong ht nhân ca
nhng nguyên t đó, s proton đu nh nhau nhng s khi có th khác nhau do s ntron khác nhau.
Ngi ra gi nhng nguyên t có cùng s proton nhng khác nhau v s ntron là nhng

đng v.
Hu ht các nguyên t hoá hc là hn hp ca nhiu đng v, ch có vài nguyên t có mt đng v.
Ngoài nhng đng v tn ti trong t nhiên (khong 300), ngi ta còn điu ch đc các đng v nhân to
(khong 1000).
Các đng v ca cùng mt nguyên t có tính cht hoá hc ging nhau.
Khi lng nguyên t trung bình ca các nguyên t hoá hc.
Vì hu ht các nguyên t hoá 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 có k đn t l phn trm ca
mi đng v.
III. V NGUYÊN T
1. Lp electron
Trong nguyên t, ht nhân mang đin tích dng hút các electron mang đin tích trái du. Mun tách
electron ra khi v nguyên t cn cung cp nng lng cho nó. Thc nghin chng t rng không phi mi
electron đu liên kt vi ht nhân cht ch nh nhau. Nhng electron  gn ht nhân nht liên kt vi nhau
cht ch nht. Ngi ta nói: chúng  mc nng lng thp nht. Ngc li, nhng electron  xa ht nhân
nht có mc nng lng cao nht ; chúng d b tách ra khi nguyên t hn các electron khác. Chính nhng
electron này quy đnh tính cht hoá hc ca các nguyên t.
Tu theo mc nng lng cao hay thp mà các electron đc phân b theo tng lp electron (hay
mc nng lng).
Các electron có mc nng lng gn bng nhau thuc cùng mt lp.
Các lp electron t trong ra ngoài đc đánh s n = 1, 2, 3, 4, hoc kí hiu bng dãy ch cái ln:
K, L, M, N
2. Phân lp electron (hay phân mc nng lng)
Mi lp electron li phân chia thành phân lp electron. Các electron trong mi phân lp có mc nng
lng bng nhau.
Các phân lp đc kí hiu bng các ch cái thng s, p, d, f.
S phân lp bng s th t ca lp.
Lp th 1 có 1 phân lp, đó là phân lp 1s.
Lp th 2 có 2 phân lp, đó là phân lp 2s và phân lp 2p.
Lp th 3 có 3 phân lp, đó là phân lp 3s, 3p và phân lp 3d, v.v

Các electron  phân lp s đc gi là electron s ;  phân lp p, đc gi là electron p, v.v
3. Obitan
Obitan là khu vc không gian xung quanh ht nhân trong đó kh nng có mt electron là ln nht
(khu vc có mt đ đám mây electron ln nht).
S và dng obitan ph thuc vào đc đim ca mi phân lp electron.
Phân lp s có 1 obitan có dng hình cu.
Phân lp p có 3 obitan có dng hình s 8 ni.
Phân lp d có 5 obitan và phân lp f có 7 obitan. Obitan d và obitan f có dng phc tp hn.
Mi obitan ch cha ti đa 2 electron.
Khi mt obitan đã có đ 2 electron, ngi ta nói rng các electron đã
ghép đôi. Các electron ghép đôi
thng không tham gia vào vic to thành liên kt hoá hc.
Khi mt obitan ch có 1 electron, ngi ta gi đó là electron đc thân. Trong đa s các trng hp,
ch có các electron đc thân mi tham gia vào to thành liên kt hoá hc.
4. S electron ti đa trong mt phân lp, mt lp
T s electron ti đa trong mt obitan, ta có th suy ra s electron ti đa trong mi phân lp và mi
lp.
- Phân lp s có 1 obitan nên có ti đa 2 electron.
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Cu to nguyên t

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 4 -


Phân lp p có 3 obitan nên có ti đa 6 electron.
Phân lp d có ti đa 10 electron và phân lp f có 14 electron.
- Lp th 1 có 1 phân lp s nên có ti đa 2 electron.
Lp th 2 có phân lp s và phân lp p nên có ti đa 8 electron.

Lp th 3 có các phân lp s, p, d, nên có ti đa 18 electron.
T đó suy ra lp th 4 có ti đa 32 electron v.v
Mt lp đã cha đ s electron ti đa đc gi là lp electron bão hào.
S electron ti đa trong các lp và các phân lp (t n = 1 đn n = 3)
S th t ca lp
S electron ti đa ca lp
S electron phân b vào các phân lp
n = 1 (lp K)
2
1s
2

n = 2 (lp L)
8
2s
2
2p
6

n = 3 (lp M)
18
3s
2
3p
6
3d
10


5. Cu trúc electron trong nguyên t các nguyên t

Nguyên lí vng bn :
Trong nguyên t, các electron ln lt chim các mc nng lng t thp đn cao.
Càng xa ht nhân, các lp và phân lp electron nõi chung có mc nng lng càng cao. C th mc
nng lng ca các lp tng theo th t t 1 đn 7 và ca phân lp tng theo th t s, p, d, f.
Sau đây là th t sp xp các phân lp theo chiu tng ca mc nng lng xác đnh bng thc
nghim :
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s v.v
Da vào nguyên lí vng bn, đng thi chú ý đn s electron ti đa trong mi phân lp, ta có th vit
đc s đ phân b electron trong nguyên t ca bt kì nguyên t náo khi biêt s hiu nguyên t Z ca
nguyên t đó.
Ví d
:
- Nguyên t hiđro : Z = 1, có 1 electron. Electron này chim phân mc nng lng thp nht là 1s.
- Nguyên t heli : Z = 2, có 2 electron. C 2 electron đu chim phân mc 1s.
Nh vy, nguyên t hiđro và nguyên t heli ch có 1 lp electron, lp K.
- Nguyên t liti : Z = 3, có 3 electron. Hai electron đu chim phân mc 1s : vì phân mc 1s ch nhn
ti đa 2 electron nên electron th 3 chim phân mc 2s.
Nh vy nguyên t liti có 2 lp electron, lp K gm 2 electron và lp L, 1 electron v.v
Cu hình electron
Mun biu din s phân b electron theo các lp và phân lp, ngi ta dùng cu hình electron ghi
theo cách sau:
- Lp electron đc ghi bng ch s.
- Phân lp đc ghi bng ch cái thng s, p, d
- S electron đc ghi bng s  phía trên bên phi ca ch cái ch phân lp, các phân lp không có
electron không ghi.
Ví d:
Cu hinh electron ca các nguyên t
1
H,
2

He,
3
Li,
13
Al đc ghi nh sau:
1
H : 1s
1

2
He : 1s
2

3
Li : 1s
2
2s
1

13
Al : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
1

Ngoài cách vit cu hình electron nh trên, mun biu din
s phân b electron theo cac obitan,
ngi ta làm nh sau :
Kí hiu mi obitan bng mt ô vuông, mi electron bng mt mi tên, các electron ghép đôi đc kí
hiu bng hai mi tên ngc chiu.
Sau đây là s đ phân b electron vào các obitan trong nguyên t ca 10 nguyên t đu tiên.
Khóa hc LTH KIT-1: Môn Hóa hc (Thy V Khc Ngc)
Cu to nguyên t

Hocmai.vn – Ngôi trng chung ca hc trò Vit
Tng đài t vn: 1900 58-58-12
- Trang | 5 -



6. c đim ca lp electron ngoài cùng
- i vi nguyên t ca tt c các nguyên t,
lp ngoài cùng có ti đa là 8 electron.
- Các nguyên t có 8 electron lp ngoài cùng đu rt bn vng, chúng không tham gia vào các phn
ng hoá hc. ó là các nguyên t khí him.
- Các nguyên t có 1, 2, 3 electron lp ngoài cùng là nhng nguyên t kim loi.
- Các nguyên t có 5, 6, 7 electron lp ngoài cùng là nhng nguyên t phi kim.
Các electron lp ngoài cùng (gi tt là các electron ngoài cùng) hu nh quyt đnh tính cht hoá hc
ca mt nguyên t.
Bit đc s phân b electron trong nguyên t, nht là bit đc s electron lp ngoài cùng, ngi ta
có th d đoán đc nhng tính cht hoá hc tiêu biu ca nguyên t đó.

Giáo viên: V Khc Ngc
Ngun:
Hocmai.vn