Bài tập về cấu tạo nguyên tử và định luật tuần hoàn

Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
2.1. Mở đầu cấu tạo nguyên tử
- Nguyên tử là một hệ trung hòa gồm: +
+
ELEC TR O N

1 0 -8 c m = 1 A

0

- Khối lượng nguyên tử tập trung ở nhân.
- Vì nguyên tử trung hòa về điện nên điện tích
dương hạt nhân nguyên tử

N H A ÂN
VO Û
•
•

VD: STT của Clo= 17
⇒

Khối lượng electron = 9,109.10-28gam
Điện tích electron =1,6.10-19coulumb (Điện
tích nhỏ nhất, được chọn làm đơn vị điện tích
= 1-)

2.2. Hạt nhân nguyên tử
- Hạt nhân gồm:
⇒ Điện tích dương của hạt nhân (Z) =
- Số khối A = Z + N
Z : Số proton ; N : Số nơtron
(Tổng khối lượng proton và nơtron có giá trị gần bằng khối lượng nguyên tử)
Ký hiệu nguyên tử : ZA X
VD : Clo ( 1735 Cl )
* Đồng vị :
Là những nguyên tử của cùng một nguyên tố có :
VD: Nguyên tố Clo trong thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị
37
17 Cl (24,47%)
⇒ Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố Clo là :

35
17

Cl (75,53%) và

Vậy có thể định nghĩa : « Nguyên tố là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân »

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 1


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

2.3. Lớp vỏ electron
Năm 1913, nhà vật lý Đan Mạch là Niels Bohr đã giải thích được mô hình cấu tạo của các
nguyên tử có lớp vỏ electron tương tự Hyđro (tức là có 1 electron ở lớp vỏ như H, He +, Li2+
…) . Còn các nguyên tử khác thì thuyết Bohr tỏ ra chưa đúng đắn, và cuối cùng mô hình
nguyên tử ( đặc biệt là lớp vỏ electron) đã được giải thích khá đầy đủ dựa trên quan điểm
thuyết cơ học lượng tử.

2.3.1. Tính chất sóng của hạt vi mô
Năm 1924, Nhà vật lý Pháp Louis De Broglie (Đơ Brơi) đưa ra giả thuyết là:
Chuyển động của các hạt vi mô có thể xem là chuyển động sóng, bước sóng của hệ thức đó
tuân theo hệ thức Đơbrơi:
v: tốc độ chuyển động của hạt
h: Hằng số Plank ( h = 6,626.10-27erg.s
= 6,626.10-34J.s)

2.3.2. Hệ thức bất định Heisenberg
- Năm 1927, nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg rút ra nguyên lý:
Hệ thức: Một hạt vi mô khối lượng m, tốc độ v đang ở tọa độ x, trên trục Ox
Gọi ∆ x: Sai số về vị trí ( theo hướng x)
∆ vx: Sai số vận tốc theo trục x
h
2π
h
Hay ∆ x ⋅ ∆v x ≥
2πm
+ ∆ x = 0 ⇒ ∆ vx → ∞ :

Ta có: ∆ x ⋅ ∆p x ≥

+ ∆ vx = 0 ⇒ ∆ x→ ∞ :
- Áp dụng nguyên lý bất định vào trường hợp hạt là nguyên tử, Heisenberg cho rằng : ta không
thể nói một cách toán học rằng electron chuyển động trên một quỹ đạo nào đó mà ta hoàn
toàn xác định được vị trí và vận tốc của nó mà chỉ có thể nói đến xác xuất tìm thấy electron
tại một vị trí nào đó vào một thời điểm nào đó. Cho nên theo nguyên lý bất định của
Heisenberg thì khái niệm về quỹ đạo của electron trong nguyên tử của Borh trở thành vô nghĩa.

2.3.3. Phương trình Schrodinger

- Với mỗi hạt electron có khối lượng me có một hàm sóng Ψ ( x, y, z )
+ Trong đó ψ 2 có một ý nghĩa quan trọng, đó là:
⇒ ψ ( x, y, z ) dxdydz : cho biết
2

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 2


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

- Vì electron chuyển động xung quanh hạt nhân nên hàm sóng thường được biểu diễn bằng hàm
tọa độ cầu mà gốc là hạt nhân nguyên tử. Khi đó mỗi hàm sóng là tích của hai phần :
ψ ( r ,θ ,φ ) = Rn ,l (r )θ l , ml ( θ) Φml (φ )
= Rn ,l (r ) ×Yl , ml (θ , φ )
+ R(r) : Phần bán kính
⇒liên quan đến 2 số lượng tử n và l.
+Y( θ , ϕ ): Phần góc

⇒ liên quan đến 2 số lượng tử l và ml
Z

Một hàm sóng ψ tương ứng với một bộ 3 số
lượng tử (ψ n, l , ml ) miêu tả trạng thái của
một electron như thế được gọi là :

M
r

X

Y

Quan hệ giữa tọa độ cầu và tọa độ Đêcac:
x = rsin θ cos ϕ
y = rsin θ sin ϕ
z = rcos θ

2.3.3.1. Phần bán kính của hàm sóng R(r)
y

- Khi ta giữ θ và ϕ không đổi thì ta khảo sát được phần xuyên tâm R(r) là xác suất hiện diện
của electron tính theo khoảng cách r từ nhân đến điện tử ( xác suất hiện diện điện tử của 2 vị trí
đối xứng qua nhân là giống nhau trường đối xứng cầu hay trường xuyên tâm)
* Mật độ xác xuất có mặt electron (ψ 2 ) theo khoảng cách r đến hạt nhân đối với các
orbitan nguyên tử :

Orbitan s
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 3


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Orbitan p
2p

3p
r
r

r

2.3.3.2. Phần góc của hàm sóng : Y( θ , ϕ )
- Người ta vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của phần góc của hàm sóng vào các góc θ và ϕ
khi r không đổi. Ở đây Ở đây r được chọn như thế nào để bề mặt được biểu diễn sẽ giới hạn
một thể tích bao gồm 90-95% xác xuất tìm thấy electron.
- Các kết quả cho thấy sự phân bố xác xuất tìm thấy electron và các mặt giới hạn thu được cũng
chính là hình dạng của các orbitan nguyên tử:
+ Hàm sóng của orbitan nguyên tử s không phụ thuộc vào góc (không có hướng) nên các
orbitan s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân của nguyên tử, nghĩa là gốc của tọa độ.

2s

+ Các orbitan p đều có dạng hai quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ của chúng lần lượt
nằm trên các trục x, y, z. Orbitan px nằm dọc theo trục x, orbitan py nằm dọc theo trục y và

orbitan pz nằm dọc theo trục z.

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 4


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

+ Trong 5 orbitan d ba orbitan dxy, dxz và dyz giống với nhau hơn còn hai rrbitan dz 2 và dx2-y2
thì hơi khác. Ba orbitan dxy, dxz và dyz đều gồm 4 quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ
trong đó cứ hai quả cầu một có tâm nằm trên đường phân giác của các góc tạo nên bởi hai trục
tọa độ.
VD: Tâm của bốn quả cầu của orbitan dxy nằm trên hai đường phân giác của các góc tạo
nên bởi trục x và trục y. Orbitan dx 2-y2 cũng gồm có bốn quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc
tọa độ, nhưng tâm của chúng nằm ngay trên trục x và trục y. Còn orbitan z 2 gồm có hai quả
cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ, tâm nằm trên trục z và một vành tròn nằm trong mặt
phẳng xy.



Ba orbitan dxy, dxz và dyz :



Orbitan dx2-y2 :

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 5


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Orbitan dz2 :



z

x

y

dz2

2.3.4. Ý nghĩa các số lượng tử
* Số lượng tử chính n
+
+
+ Những electron có cùng giá trị n lập nên một lớp electron :
n
Lớp

1
K

2
L

3
M

4
N

5
O

6
P

7
Q

* Số lượng tử orbitan l ( Số lượng tử phụ)
+
+
+
n
1
2
3

4

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

l
0
0
1
0
1
2
0
1
2
3

Dạng orbitan
s
s
p
s
p
d
s
p
d
f

Trang: 6


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

* Số lượng tử từ ml
+ Có thể nhận các giá trị từ
ml =
⇒Ứng với một trị số của l, ta có (2l +1) trị số của ml
+ Số lượng tử từ đặc trưng cho sự định hướng các orbitan nguyên tử trong từ trường, do đó
quyết định số orbitan có trong một phân lớp và số hướng vân đạo
n
1
2
3

4

l
0 (s)
0 (s)
1 (p)
0 (s)
1 (p)
2 (d)
0 (s)
1 (p)
2 (d)
3 (f)

ml
có 1 đơn vị orbitan

có 4 đơn vị orbitan

0
0
-1, 0, +1
0
-1, 0, +1
có 9 đơn vị orbitan
-2, -1, 0, +1, +2
0
-1, 0, +1
có16 đơn vị orbitan
-2, -1, 0, +1, +2
-3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

+
+ Ứng với một trị số của l có
+ Ứng với một giá trị của n có
* Số lượng tử spin ms (đơn giản gọi là spin)
+
+
Vậy trạng thái electron trong nguyên tử được hoàn toàn xác định bằng 4 số lượng tử n,l,m l,ms

2.3.5. Nguyên tử nhiều electron - Cấu hình electron nguyên tử
Sự phân bố electron của các nguyên tử nhiều electron tuân theo 3 nguyên lý sau:
* Nguyên lý ngoại trừ Pouli:
“ Trong một nguyên tử không thể có hai electron có cùng 4 số lượng tử như nhau”
Hệ quả:
VD: Hai electron của Heli có 3 số lượng tử n,m,l giống nhau thì phải có số spin khác nhau:
He :

1s2
Electron thứ nhất: n= , l= , ml= , ms=
Electron thứ hai: n= , l= , ml= , ms=
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 7


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

+ Orbitan nguyên tử không có electron nào chiếm: được gọi là orbitan trống
+ Electron duy nhất chứa trong một orbitan nào đó: được gọi là electron độc thân
+ Cặp electron spin trái dấu của một orbitan nào đó: được gọi là cặp electron ghép đôi
- Mỗi lớp (ứng với một giá trị của ) có orbitan nên

- Mỗi phân lớp (ứng với một giá trị của ) có tối đa
tử. Vì thế số electron tối đa có trong mỗi phân lớp là
Phân lớp
Số electron tối đa

s
2

p
6

trị số m tức là
electron.

d
10

orbitan nguyên

f
14

* Nguyên lý vững bền
“Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử, các electron sẽ chiếm những mức năng lượng thấp
trước (tức là trạng thái vững bền) trước rồi mới đến những trạng thái năng lượng cao hơn”
- Trong hệ nhiều electron năng lượng của các AO không những phụ thuộc
chủ yếu vào n mà còn phụ thuộc một ít vào số lượng tử phụ l. Trong nguyên
tử nhiều electron thì năng lượng của các orbitan trong cùng một lớp tăng theo
1
2
3
Lớp
Số electron tối đa
2
8
18
giá trị l của nó (khác với năng lượng tính theo công thức Bohr là cùng n sẽ
cùng mức năng lượng)
VD: Năng lượng của AO 2s<2p, năng lượng của AO 3s<3p<3d
* Thứ tự năng lượng đó là:
1s2<2s2<2p6<3s2<3p6<4s2<3d10<4p6<5s2<4d10<5p6<6s2<4f14≃5d10<6p6<7s2

4
32

Các mức ns, (n-1)d và (n-2)f gần nhau và bao giờ cũng có năng lượng thấp hơn np
- Thứ tự năng lượng dựa vào quy tắc Kleckowski (Kleshkowski)gồm những điểm sau:
+ Khi điện tích hạt nhân tăng các electron sẽ chiếm các mức năng lượng có tổng (n+l) lớn
dần. Vd:
+ Đối với các phân lớp có tổng n+l bằng nhau thì electron được điền vào phân lớp có trị số
n nhỏ trước rồi tới phân lớp có n lớn hơn. Vd:
* Quy tắc Hund
“ Trong một phân lớp các electron được sắp xếp sao cho tổng số spin là cực đại” (số electron
độc thân là tối đa)
VD: C (Z=6) 1s22s22p2
Không xếp theo kiểu:

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 8


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Chú ý:
+ Khi điền electron vào các orbital ta chấp nhận qui ước như sau: Trình tự điền electron
từ trái sang phải và giá trị
+Khi viết cấu hình electron thì việc phân bố các electron theo thứ tự năng lượng hay sắp
xếp theo thứ tự n tăng dần là
+Cấu hình electron bền thể hiện ở các:
⇒ Có một số cấu hình đặc biệt của: Cr, Cu, Mo, Ru, Rh, Pd
VD: + Cr (Z=24)

Cấu hình dự đoán: 1s22s22p63s23p63d44s2
Cấu hình thực tế: 1s22s22p63s23p63d54s1
+Cu (Z=29): 1s22s22p63s23p63d104s1

2.4. Định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn
2.4.1. Định luật tuần hoàn
Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học do Mendeleep (D.Mendeleyev) đưa ra năm 1869,
ngày nay có thể phát biểu chính xác như sau:
“Tính chất của đơn chất cũng như tính chất và dạng của hợp chất của các nguyên tố hóa
học biến đổi tuần hoàn theo
”
VD:

2.4.2. Hệ thống tuần hoàn
Bảng hệ thống tuần hoàn ngày nay gồm khoảng 110 nguyên tố được sắp xếp theo 7 chu kỳ và 8
nhóm:
2.4.2.1. Chu kỳ
- Là một dãy các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có cùng số lượng tử chính n ( số
lớp electron). Chỉ khác nhau ở số electron ở lớp bên ngoài, vì vậy số thứ tự của chu kỳ bằng
với trị số lượng tử chính n.
VD: Li (Z=3): 1s22s1 Chu kỳ 2
- Mỗi chu kỳ được mở đầu bằng một kim loại điển hình, cuối là một phi kim và kết thúc là một
khí hiếm.
* Chu kỳ nhỏ (Chu kỳ 1,2,3)
+ Chu kỳ 1 (n=1) gồm hai nguyên tố
H
He
1
1s
1s2

Do tính chất độc đáo của chu kỳ 1 nên ở nguyên tố H bao gồm tính chất của nguyên tố mở đầu
chu kỳ là một kim loại và cả tính chất nguyên tố cuối chu kỳ là một phi kim
+ Chu kỳ 2 (n=2)
Có cấu hình tim là: [He]
l =0: Phân lớp 2s có 3Li(2s1) và 4Be(2s2)
l=1: Phân lớp 2p từ 5B(2s22p1) đến 10Ne(2s22p6)
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 9


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

+ Chu kỳ 3 (n=3)
Có cấu hình tim là: [Ne]
Hoàn toàn giống chu kỳ 2
11Na
12Mg
13Al…………..…..18Ar
1
2
3s
3s 3s23p1…………….3s23p6
* Chu kỳ lớn (4,5,6,7)
Mỗi chu kỳ lớn được chia làm hàng trong dạng bảng ngắn.
Có thêm các nguyên tố thuộc phân lớp
và phân lớp
Các nguyên tố thuộc phân lớp d và f đều là

+ Chu kỳ 4 (n=4)
Có cấu hình tim là [Ar], gồm 18 nguyên tố và có nghịch đảo 4s và 3d nên thứ tự điền electron
trước hết là 4s tiếp theo là 3d (đối với dãy nguyên tố chuyển tiếp thứ nhất (10 nguyên tố d))
Ga…………….36Kr
19K
20Ca
21Sc……………….…30Zn 31
1
2
1
2
10
2
10
4s
4s 3d 4s ………………...3d 4s 3d 4s24p1……..3d104s24p6
Dãy nguyên tố chuyển tiếp thứ nhất
Trong chu kỳ này có hai ngoại lệ khi điền electron vào phân lớp 3d , 4s là: Cr(4s 13d5) và
Cu(4s13d10) chứ không phải Cr(4s23d4) và Cu(4s23d9)
+ Chu kỳ 5 (n=5)
Giống chu kỳ 4
37Rb
38Sr
39Y………………….48Cd
1
2
1
5s
5s 4d 5s2………………..4d105s2

In…………….54Xe
4d 5s2 5p1 ……..4d105s25p6
49

10

Dãy nguyên tố chuyển tiếp thứ hai
Có 6 ngoại lệ vì mức năng lượng của AO 5s và 4d rất gần nhau làm cho electron dễ nhảy
+ Chu kỳ 6 (n=6) gồm 32 nguyên tố
- Tương tự chu kỳ 5 nhưng có thêm 14 nguyên tố họ f bắt đầu từ nguyên tố Ce, các nguyên tố
này có tính chất rất giống Lantan nên được xếp ở chung vào một ô với nguyên tố Lantan. Gọi
là các Lantanoit (hay các nguyên tố họ Lantan) xếp phía dưới bảng.
55Cs
56Ba
57La*
72Hf……………80Hg
81Tl………………….86Rn
1
2
1
2
14
2
2
14
10
2
14
6s
6s

5d 6s
4f 5d 6s …….4f 5d 6s 4f 5d106s26p1…........ 4f145d106s26p1
Dãy nguyên tố chuyển tiếp thứ ba
Họ Lantan:

Ce
59Pr…………………70Yb
1
1
2
4f 5d 6s 4f35d06s2……………..4f145d06s2
58

Lu
4f 5d16s2
71
14

14 nguyên tố f
+ Chu kỳ 7 (n=7)
Chưa hoàn chỉnh,giống chu kỳ 6.
Trong 32 nguyên tố có thể có trong thực nghiệm thì chỉ mới thấy 24 nguyên tố trong đó có các
Actinoit (các nguyên tố họ Actini) (5f) nằm ngoài bảng (Giống các Lantanoit) và dãy nguyên
tố chuyển tiếp tư (6d)
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 10


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

2.4.2.2. Nhóm
- Là tập hợp các nguyên tố có
bằng nhau (nên có tính chất
giống
nhau). Mỗi nhóm chia thành phân nhóm chính và phụ, trừ nhóm VIIIB có 3 phân nhóm phụ.
+ Phân nhóm chính: Được đánh số từ IA đến VIIIA
Gồm các nguyên tố mà electron ứng với mức năng lượng cao nhất trong nguyên tử
thuộc phân lớp
(có 8 phân nhóm chính)
+ Phân nhóm phụ: Được đánh số từ IB đến VIIIB
Gồm các nguyên tố mà electron ứng với mức năng lượng cao nhất trong nguyên tử
thuộc phân lớp
⇒ Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố là do sự lặp lại tuần hoàn cấu hình
electron giống nhau trong nguyên tử các nguyên tố đó.

2.4.2.3. Điện tích hạt nhân nguyên tử và vị trí của nguyên tố trong hệ thống tuần
hoàn
- Điện tích hạt nhân nguyên tử của bất kỳ nguyên tố nào về trị số bằng số thứ tự của nguyên tố
trong hệ thống tuần hoàn.
- Các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân
nguyên tử (đồng thời là số thứ tự của nguyên tố). Nó xác định số electron trong lớp vỏ nguyên
tử và chính lớp vỏ này lại quyết định tính chất hóa học của các nguyên tố.
⇒ Tính chất của các nguyên tố phụ thuộc tuần hoàn vào điện tích hạt nhân nguyên tử của
nguyên tố đó.

2.5. Sự biến đổi tuần hoàn của một số tính chất của nguyên tử
2.5.1. Bán kính cộng hóa trị của nguyên tử

* Theo chu kỳ
- Từ trái sang phải bán kính giảm dần vì
- Sự giảm này thể hiện đặc biệt rõ ràng ở các chu kỳ nhỏ.
VD: Chu kỳ II
Nguyên tử
o

Bán kính, A

Li

Be

B

C

N

O

F

1,52

1,13

0,88

0,77

0,7

0,66

0,64

Trong các chu kỳ lớn, sự giảm bán kính nguyên tử xảy ra từ từ và thể hiện không rõ ràng như
đối với chu kỳ nhỏ. Đặc biệt đối với các nguyên tố d và f thì bán kính của chúng giảm rất
chậm. Vì ở các nguyên tố d và f, electron được điền thêm vào lớp thứ hai và thứ ba kể từ ngoài
vào nên ít ảnh hưởng đến kích thước nguyên tử. Sự giảm ít và từ từ bán kính nguyên tử của các
nguyên tố d và f gọi là hiện tượng co d hay co f ( sự co Lantanoid hay Actinôit)
VD: Các nguyên tố d ở chu kỳ IV
Nguyên tử
o

Bán kính, A

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

1,6

1,46

1,31

1,25

1,29

1,26

1,25

1,24

1,28

1,33

* Theo nhóm
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 11


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

- Phân nhóm chính: Từ trên xuống dưới, bán kính nguyên tử tăng lên do
VD: Đối với phân nhóm chính IA
Nguyên tử
o

Bán kính, A

Li

Na

K

Rb

Cs

Fr

1,52

1,86

2,31

2,44

2,62

2,7

- Phân nhóm phụ: Bán kính nguyên tử của nguyên tố đầu nhóm đến nguyên tố thứ hai có tăng
lên nhưng từ nguyên tố thứ hai đến nguyên tố thứ ba thì ít thay đổi thậm chí có trường hợp
không tăng mà còn giảm chút ít. Nguyên nhân là do hiện tượng Lantanoid nói trên gây ra.
VD:
Phân nhóm phụ IVB
Nguyên tử
Ti
Zr
Hf

o

Bán kính ( A )
1,46
1,57
1,57

2.5.2. Năng lượng ion hóa (I)
 Định nghĩa
Là năng lượng tối thiểu cần để bứt 1electron khỏi một nguyên tử tự do ở trạng thái
khí có năng lượng thấp nhất (không bị kích thích)

* Đối với những nguyên tử nhiều electron
X – 1e- →X+: I1 Năng lượng ion hóa thứ nhất
X+ -1e- →X2+: I2 Năng lượng ion hóa thứ hai
X2+ -1e- →X3+: I3 Năng lượng ion hóa thứ ba
Với I1 Biến đổi
+ Theo chu kỳ
Từ trái sang phải năng lượng ion hóa tăng dần. Vì
.

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 12


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Năng
lượng
ion
hóa
thứ
nhất
(kJ/mol)

Số thứ tự nguyên tử

+ Phân nhóm chính

Từ trên xuống dưới năng lượng ion hóa giảm vì
+ Phân nhóm phụ
Diễn ra theo một quy luật không chặt chẽ

2.5.3. Ái lực với electron: (E)
 Định nghĩa
Là năng lượng thoát ra (+) hay thu vào (-) khi có một electron kết hợp vào một
nguyên tử tự do ở trạng thái khí để cho một ion âm.
VD: H(k) + e = H- + 0,756eV

 Nhận xét
- Các nguyên tố phi kim thường có ái lực electron lớn ( vì
)
2
5
- Các nguyên tố Halogen: ns np có ái lực electron lớn nhất (vì
)
- Các nguyên tố có cấu hình: s2p6 hay p3 có E nhỏ thậm chí âm vì
2.5.4. Độ âm điện ( χ )
 Định nghĩa
Là đại lượng đặc trưng định lượng cho khả năng của một nguyên tử trong phân tử
hút electron (liên kết) về phía mình khi tạo thành liên kết hóa học. VD: Trong
phân tử H : Cl thì Clo có độ âm điện lớn hơn nên cặp electron chung lệch về phía Clo.
⇒ Một phi kim mạnh có độ âm điện lớn (Halogen là lớn nhất)
Một kim loại mạnh có độ âm điện nhỏ (Kim loại kiềm là nhỏ nhất)
 Biến đổi
* Chu kỳ
Độ âm điện tăng khi đi từ trái sang phải vì

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 13


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Độ
âm
điện

* Phân nhóm chính
Trong một phân nhóm chính, đi từ trên xuống dưới, độ âm điện giảm dần vì

2.5.5. Số oxi hóa
* Số oxi hóa của nguyên tố bằng số electron mà nguyên tử nhường đi hay thu vào để tạo ion có
cấu hình bền (ns2np6 hay ns2np6nd10)
+ Nếu nguyên tử nhường electron ta có số oxi hóa dương
+ Nếu nguyên tử nhận electron ta có số oxi hóa âm.
⇒Số oxi hóa dương cao nhất của một nguyên tố bằng số electron hóa trị của nó (tức là bằng số
nhóm), còn số oxi hóa âm bằng số nhóm trừ đi 8.
 Biến đổi
Theo chu kỳ: Khi đi từ trái sang phải bậc oxi hóa dương cao nhất tăng dần từ +1 (nhóm I) đến
+7 (nhóm VII) và bằng số thứ tự của nhóm. Trong khi bậc oxi hóa âm cao nhất lại giảm dần từ
-4 đối với các nguyên tố nhóm IV và -1 đối với các nguyên tố nhóm VII.

2.5.6. Tính kim loại và tính phi kim
 Định nghĩa

• Tính kim loại là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron
để trở thành ion dương (cation).
⇒Nguyên tử của nguyên tố nào càng dễ nhường electron, tính kim loại của nguyên tố đó
càng mạnh. VD: Li (1s22s1) có tính kim loại mạnh hơn F (1s22s22p5)
• Tính phi kim là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận thêm electron
để trở thành ion âm (anion).
⇒ Nguyên tử của nguyên tố nào càng dễ nhận electron, tính phi kim loại của nguyên tố đó
càng mạnh. VD: Trong ví dụ trên thì F sẽ có tính phi kim mạnh hơn.

 Biến đổi
*Theo chu kỳ
Khi số thứ tự nguyên tố tăng lên thì tính kim loại của nguyên tố giảm dần, tính phi kim tăng
dần . Vì trong một chu kỳ, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải) thì năng
lượng ion hóa, độ âm điện tăng dần đồng thời bán kính nguyên tử giảm dần làm cho khả năng
nhường electron giảm nên tính kim loại giảm, khả năng nhận electron tăng nên tính phi kim
tăng.
* Theo nhóm
Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 14


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Trong một phân nhóm chính từ trên xuống tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần.
Vì theo chiều tăng của điện tích hạt nhân ( từ trên xuống dưới) thì năng lượng ion hóa, độ âm
điện giảm dần đồng thời bán kính nguyên tử tăng nhanh làm cho khả năng nhường electron
tăng, nên tính kim loại tăng, khả năng nhận electron giảm, nên tính phi kim giảm.

BÀI TẬP
Dạng 1 : Cấu tạo nguyên tử
1. Xác định số điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron, số electron, số khối của các nguyên tố có
18
23
238
239
ký hiệu: 73 Li,
9 F,
11 Na ,
92 U,
94 Pu
2. Bổ sung cho đủ những chỗ còn trống trong bảng sau:
Kí hiệu
90

Số thứ tự
nguyên tử

Số khối

Số proton

Số electron

Số nơtron

Điện tích

Sr 2+
11

10
82

35

12
1-

Biết Sr(Z = 38) ; Na(Z = 11) ; Br(Z = 35)
Dạng 2: Đồng vị
3. Clo trong tự nhiên (khối lượng nguyên tử 35,45) gồm 2 đồng vị:
Đồng vị

Khối lượng nguyên tử
35
Cl
34,97
37
36,97
Cl
Tìm hàm lượng % số nguyên tử các đồng vị.
Dạng 3: Độ dài sóng – Tọa độ và tốc độ của electron
4. Tìm độ dài sóng của một electron chuyển động với tốc độ 2185km/s.
5. Một electron tọa độ xác định với sai số ∆ x = 10-10m. Hỏi khi đó tốc độ của nó sẽ xác định với
sai số cỡ bao nhiêu?
Dạng 4: Các số lượng tử
6. Vì sao mỗi bộ 4 số lượng tử dưới đây không thể là bộ 4 số lượng tử của một electron trong

một nguyên tử nào đó?
a/ n = 3, l = +3, ml = +1, ms = +1/2
b/ n = 2, l = +1, ml = +2, ms = +1/2
c/ n = 2, l = +1, ml = -1, ms = 0
d/ n = 4, l = +3, ml = -4, ms = -1/2

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 15


Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

7. Hãy lập bảng các giá trị 4 số lượng tử cho từng electron ở trạng thái bình thường của nguyên
tử có cấu hình: 1s22s22p2
8. Có tối đa bao nhiêu electron ứng với:
a/ n = 2
b/ n = 2; l = 1
c/ n = 3, l = 1, ml = 0
d/ n = 3, l = 2, ml = 0, ms = +1/2
9. Xác định tên nguyên tử có electron chót cùng điền vào cấu hình electron có bộ 4 số lượng tử
như sau:
a/ n = 2, l = 0, ml = 0, ms = +1/2
b/ n = 2, l = 1, ml = 1, ms = -1/2
c/ n = 4, l = 0, ml = 0, ms = +1/2
d/ n = 3, l = 2, ml = -2, ms = -1/2
Biết Li(Z =3); Fe(Z = 26); Ne(Z = 10); K(Z = 19); O(Z =8); Zn(Z = 30)
10. Cho biết electron có 4 số lượng tử dưới đây là electron thứ mấy trong nguyên tử ?

a/ n = 2, l = 0, ml = 0, ms = +1/2
b/ n = 3, l = 1, ml =-1, ms = -1/2
c/ n = 3, l = 2, ml = +2, ms = +1/2
d/ n = 4, l = 2, ml = +1, ms = -1/2
11. Cho biết bộ 4 số lượng tử ứng với electron chót cùng của :
a/ Mg ( Z = 12)
b/ Cl ( Z = 17)
12. Tìm số electron tối đa có trong:
a/ Mỗi phân lớp: 2s, 3p, 4d, 5f
b/ Mỗi lớp: L, M, N
c/ Một phân lớp có l = 3
d/ Một orbitan nguyên tử có l = 3
Dạng 5 : Cấu hình electron - Tính chất của nguyên tử
13. Viết chi tiết cấu hình của các ion và nguyên tử sau :
Br- ( Z = 35), Ca ( Z = 20), Cl- (Z=17), S2-(Z=16), Fe2+ ( Z = 26), P ( Z = 15) và Ni2+ ( Z = 28)
14. Viết cấu hình electron các nguyên tử của các nguyên tố :
a/ Cr ( Z = 24) và Mo ( Z = 42)
b/ Cu ( Z = 29) và Ag ( Z = 47)
15. Một nguyên tố có cấu hình electron như sau :
a/ 1s22s22p6
b/ 1s22s22p63s23p5
c/ 1s22s22p63s23p63d34s2
d/ 1s22s22p63s23p4
e/ 1s22s22p63s23p63d104s24p1
f/ 1s22s22p63s23p6

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 16

Khoa: XÂY DỰNG

GV. Lê Thị Xuân Hương

Xác định vị trí của chúng (chu kỳ, nhóm, phân nhóm) trong hệ thống tuần hoàn. Nguyên tố nào
là kim loại, là phi kim, là khí hiếm?
16. Trong số các nguyên tử, ion cho dưới đây, tiểu phân nào có bán kính lớn nhất? Vì sao?
Mg, Na, Mg2+, Al
17. Trong số 5 ion cho sau đây, ion nào có bán kính nhỏ nhất?
Li+, Na+, K+, Be2+, Mg2+
18. Cho các tiểu phân có cùng electron sau đây:
O2-, F-, Na+, Mg2+
Xếp chúng theo thứ tự:
a/ Bán kính ion tăng dần
b/ Năng lượng ion hóa tăng dần
19. Xếp các tiểu phân trong từng nhóm theo thứ tự tăng dần của năng lương ion hóa:
a/ K+, Ar, Clb/ Na, Mg, Al
c/ C , N, O

Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG

Trang: 17