SKKN Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học sinh giỏi THPT

TRƯỜNG THPT SỐ 1 BỐ TRẠCH
TỔ HÓA HỌC
---  -  -  ---

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TUYỂN CHỌN, PHÂN LOẠI
BÀI TẬP CHUYÊN SÂU PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ,
BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC ÁP DỤNG GIẢNG DẠY, TUYỂN CHỌN
VÀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THPT

Giáo viên: Trần Thái Sơn
Tổ: Hóa học

Năm học 2012 – 2013


Sáng kiến kinh nghiệm

MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU.....................................................................................................3
B. NỘI DUNG..................................................................................................4
I. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT...................................................................4
I.1. Nguyên tử.........................................................................................4
I.2. Bảng tuần hoàn................................................................................6
II. PHÂN LOẠI BÀI TẬP..........................................................................7
II.1. Bài tập xác định khối lượng nguyên tử, khối lượng riêng, độ
rỗng của tinh thể, bán kính nguyên tử...................................................
II.2. Bài tập xác định thành phần nguyên tử.........................................
II.3. Bài tập xác định số khối, % khối lượng, % số lượng nguyên tử
..................................................................................................................
II.4. Bài tập liên quan đến các số lượng tử............................................

II.5. Bài tập xác định nguyên tố.............................................................
III. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ......................................
C. PHỤ LỤC..................................................................................................
MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ VÀ TỔNG HỢP................................
D. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................
E. TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

A. MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài
Hiện nay các tài liệu dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi THPT rất ít, các giáo
viên bồi dưỡng đội tuyển phải tự soạn, đọc tài liệu, tuyển chọn và giảng dạy theo
kinh nghiệm trong khi đó các nội dung thi học sinh giỏi thì thường sâu và rộng. Vì
vậy việc tập hợp nội dung để ôn luyện đội tuyển gặp nhiều khó khăn và tốn nhiều
thời gian.
Một thực tế nữa là thời gian để giáo viên nghiên cứu, sử dụng các vấn đề
chuyên sâu này là không nhiều và các kiến thức sẽ mai một dần. Mặt khác, trong
quá trình giảng dạy, giáo viên có thể chọn đối tượng phù hợp để giao các vấn đề
chuyên sâu cho học sinh nghiên cứu làm tiền đề cho việc nâng cao kiến thức và
tuyển chọn đội tuyển học sinh giỏi. Vì các lý do trên nên tôi chọn nghiên cứu đề tài:
“Tuyển chọn, phân loại bài tập chuyên sâu phần cấu tạo ngun tử, bảng tuần
hồn các ngun tố hóa học – áp dụng giảng dạy, tuyển chọn và bồi dưỡng học
sinh giỏi THPT” nhằm soạn ra một tài liệu để phục vụ giáo viên và học sinh trong
quá trình nghiên cứu và học tập. Đồng thời áp dụng vào giảng dạy nhằm phát hiện

ra những học sinh năng khiếu để tuyển chọn vào đội tuyển học sinh giỏi khối 11.
II. Mục đích nghiên cứu
-

Tạo ra một tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh.

- Phát hiện học sinh năng khiếu từ lớp 10 để tuyển chọn vào đội tuyển học
sinh giỏ khối 11.

-

Nâng cao hiệu quả bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi.

III. Đối tượng nghiên cứu
- Nội dung kiến thức cơ bản, nâng cao và chuyên sâu thuộc chương: Cấu tạo
nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

-

Khả năng tiếp thu, trình độ của học sinh các lớp 10A1, 10A2.

IV. Nội dung nghiên cứu
-

Nội dung sách giáo khoa chương: Cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn.

-

Các bài tập nâng cao và chuyên sâu.

-

Cấu trúc một số đề thi học sinh giỏi THPT.

-

Phân loại các bài tập theo kiến thức.

-

Đánh giá học sinh.

V. Phương pháp nghiên cứu
Các phương pháp được sử dụng là: Nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp tài liệu,
điều tra, tổng hợp và đánh giá.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

B. NỘI DUNG
I. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
I.1. Nguyên tử
I.1.1. Các khái niệm
+ Nguyên tử:
- Hạt nhân:

proton (p, điện tích 1+)
notron (n, khơng mang điện) ; mp = mn = 1,67.10-27kg = 1u
me = 9,1.10-31kg

- Lớp vỏ: electron (e, điện tích 1-)
+ Điều kiện bền của nguyên tử: (Z ≤ 82) => 1 ≤

N
≤ 1,5 ( trừ H)
Z

+ Đồng vị: Là những loại nguyên tử của cùng 1 nguyên tố, có cùng số proton nhưng
khác nhau về số notron nên số khối khác nhau.
+ Nguyên tử khối trung bình:
MA =

∑ A .a %
∑a %
i

i

(Ai: Số khối của các đồng vị, a i%: phần trăm số nguyên tử
tương ứng của các đồng vị, % số nguyên tử các đồng vị cũng là % số mol của
chúng)
i

I.1.2. Mối liên hệ giữa bán kính nguyên tử (r); thể tích nguyên tử (V nt); thể tích
tinh thể (Vtt); khối lượng riêng tinh thể (dtt); khối lượng riêng nguyên tử (dnt)
+ Bán kính nguyên tử: Vnt =

4 3
πr
3

Thể tích 1 mol nguyên tử =

=> r =

3

3Vnt
4π

4 3
π r .N; ( N = 6,02.1023 )
3

1 mol nặng A gam
A
A
=
4
=> Khối lượng riêng: d = V
(g/cm3) => R =
πr 3 N
3

3

3A
(cm)
4πNd

Công thức trên khi coi ngun tử là những hình cấu chiếm 100% thể tích
ngun tử.
Thực tế, nguyên tử rỗng, phần tinh thể chỉ chiếm a%. Nên các bước tính như
sau:
V mol ngun tử có khe rỗng: Vtt =
V mol nguyên tử đặc khít:

Trần Thái Sơn

A
= Vo.
d

V mol (có đặc khít) = Vo. a% =

A
.a%
d

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

V 1 nguyên tử:

Vnt =

Bán kính nguyên tử:

r=

Vđăc khít

3

N

=

A.a%
d .N

3Vnt 3 3 A.a %
=
(cm)
4π
4πdN

I.1.3. Cấu tạo vỏ nguyên tử
+ Lớp electron: Gồm các e có mức năng lượng gần bằng nhau
Lớp (n):

1

2

3

4

5

6

7

...

Ký hiệu:

K

L

M

N

O

P

Q

...

Trật tự mức năng lượng tăng dần
- Số electron tối đa ở lớp thứ n là 2n2
- Lớp thứ n có n phân lớp
- Số electron tối đa ở phân lớp là: s (2), p(6), d(10) , f(14)
+ Cơ sở điền electron vào nguyên tử: Các electron được sắp xếp trong nguyên tử
theo nguyên lí vững bền, nguyên lí Pauli và quy tắc Hund.
- Nguyên lí vững bền:Các electron phân bố vào các AO có mức năng lượng
từ thấp đến cao.
- Nguyên lí Pauli: Trên 1 AO chỉ có thể có nhiều nhất 2 electron và 2
electron này phải có chiều tự quay khác nhau.
- Quy tắc Hund: Các electron sẽ được phân bố trên các AO sao cho số
electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.
* Các phân lớp có đủ số e tối đa (s2, p6, d10, f14): Phân lớp bão hòa
* Các phân lớp chưa đủ số e tối đa : Phân lớp chưa bão hịa
* Các phân lớp có số e độc thân = số AO (d5, f7): Phân lớp bán bão hịa
+ Cấu hình electrron ngun tử: là sự phân bố các e theo lớp, phân lớp và AO. Các e
thuộc lớp ngồi cùng quyết định tính chất của chất:
- Các khí hiếm, trừ Heli, ngun tử có 8 electron ngồi cùng đều rất bền
vững → khó tham gia phản ứng hóa học
- Các kim loại, ngun tử có ít (1, 2, 3) electron ngoài cùng → dễ cho e để
tạo thành ion dương có cấu hình e giống khí hiếm
- Các phi kim, nguyên tử có nhiều (5, 6, 7) electron ngoài cùng → dễ nhận
thêm e để tạo thành ion âm có cấu hình e giống khí hiếm
- Các ngun tử cịn có thể dùng chung electron ngồi cùng tạo ra các hợp
chất trong đó cấu hình e của các nguyên tử cũng giống các khí hiếm
+ Các số lượng tử: Bộ 4 số lượng tử quy định trạng thái của electron.
- Số lượng tử chính (n ∈ N*). Số lượng tử chính n của electron bằng số thứ tự
lớp electron.
Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

- Số lượng tử phụ (m, m gồm các giá trị từ 0 đến n – 1). Ứng với một giá trị n
sẽ có n giá trị l. Giá trị của l = 0, 1, 2, 3 ... ứng với electron ở các phân lớp s, p, d,
f ...
- Số lượng tử từ (ml, gồm các giá trị nguyên tử - l đến + l). Ứng với một giá
trị l sẽ có 2l + 1 giá trị ml.
sau:

Ví dụ: phân lớp p (l = 1) sẽ có 3 giá trị của ml là – 1, 0, +1 ứng với các AO
– 1, 0, +1

- Số lượng tử từ spin (ms). ms có 2 giá trị -1/2 và +1/2 ứng với chiều spin
hướng xuống (spin down) và lên spin up).
I.2. Bảng tuần hồn các ngun tố hố học
I.2.1. Bảng tuần hồn
+ Ơ: STT ơ = số p = số e = Z
+ Chu kì: STT chu kì = số lớp electron: - Chu kì nhỏ: 1, 2, 3
- Chu kì lớn: 4, 5, 6, 7 (chưa hồn thiện)
+ Nhóm: STT nhóm = e hóa trị (trừ nhóm VIIIB có 8, 9, 10 e hóa trị).
Các nguyên tố thuộc cùng một nhóm có tính chất hóa học tương tự nhau.
- Nhóm A: gồm các nguyên tố s, p;

STT nhóm = e ở lớp ngồi cùng = e

hóa trị

- Nhóm B: e hóa trị = e ngồi cùng + e phân lớp d sát lớp ngồi cùng
Cấu hình dạng (n – 1)da ns2 → e hóa trị = 2 + a
e hóa trị < 8: STT nhóm = e hóa trị
8 ≤ e hóa trị ≤ 10: STT nhóm = VIII B
e hóa trị > 10:

STT nhóm = e hóa trị - 10

Đối với các nguyên tố d hoặc f theo trật tự năng lượng thì cấu hình bền là cấu
hình ứng với các phân lớp d hoặc f là bão hòa hoặc bán bão hòa. Do vậy, đối với
những nguyên tố này cấu hình của nguyên tử hoặc ion có xu hướng đạt cấu hình bão
hịa hoặc bán bão hịa để đạt trạng thái bền
Có 2 trường hợp đặc biệt của d:
a + 2 = 6: (n-1)d4 ns2 → (n-1)d5 ns1: Bán bão hòa.

VD: Cr (Z = 24)

a + 2 = 11: (n-1)d9 ns2 → (n-1)d10 ns1 : Bão hịa

VD: Cu (Z = 29)

I.2.2. Sự biến đổi tuần hồn của các tính tính chất và đại lượng vật lý
Cơ sở biến đổi tuần hồn các tính chất là sự biến đổi tuần hoàn số e ở lớp ngoài
cùng.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

Sáng kiến kinh nghiệm

+ Bán kính nguyên tử: Theo chiều tăng dần ĐTHN, trong 1 CK, bán kính nguyên
tử giảm dần; trong 1 nhóm A, bán kính ngun tử tăng dần.
+ Độ âm điện: Đại lượng đặc trưng cho khả năng hút e về phía nguyên tử nguyên tố
khi tham gia liên kết hoá học. Theo chiều tăng dần ĐTHN, trong 1 CK, độ âm điện
tăng dần; trong 1 nhóm A, độ âm điện giảm dần.
+ Năng lượng ion hóa thứ nhất: Theo chiều tăng dần ĐTHN, trong 1 CK, I 1 tăng
dần; trong 1 nhóm A, I1 giảm dần.
+ Tính kim loại, phi kim: Theo chiều tăng dần ĐTHN, trong 1 CK, TKL giảm dần,
TPK tăng dần; trong 1 nhóm A, TKL tăng dần, TPK giảm dần.
+ Tính axit – bazơ của oxit và hiđroxit: Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân,
trong 1 chu kì: Axit tăng, bazơ giảm, trong một nhóm A: Axit giảm, bazơ tăng.
+ Hóa trị cao nhất với oxi tăng từ 1 → 7 (a), hóa trị của phi kim với hiđro giảm từ
4 → 1 (b). Mối liên hệ là a + b = 8
II. PHÂN LOẠI BÀI TẬP
II.1. Bài tập xác định khối lượng nguyên tử, xác định khối lượng riêng, độ rỗng
của tinh thể, bán kính nguyên tử ...
Ví dụ:
3
1. Xác định bán kính gần đúng của Ca. Cho d Ca = 1,55 g / cm và M Ca = 40,08 g / mol .

Biết rằng trong tinh thể các nguyên tử trên chỉ chiếm 74% thể tích, cịn lại là các
khe rỗng. Cho N = 6.1023.
o

2. Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử của Fe lần lượt là 1,28 A và 56
g/mol. Tính khối lượng riêng của sắt biết rằng trong tinh thể các nguyên tử sắt
chiếm 74% thể tích cịn lại là phần rỗng (cho N = 6,02.1023; π = 3,14 ).
HƯỚNG DẪN

1. Ta có d =

M 40,08
M
= 25,86 cm 3 .
⇒ thể tích 1 mol Ca: V = =
d
1,55
V

Vì trong tinh thể các nguyên tử Ca chỉ chiếm 74% thể tích, nên thể tích thực của
chúng là:
25,86

Thể tích của một nguyên tử Ca =

74
= 19,14 cm 3
100

19,14
6.10 23
4
3

3
Nếu xem nguyên tử Ca là hình cầu thì: V = πr ⇒ r = 3

2. Khối lượng 1 nguyên tử Fe =

Trần Thái Sơn

3.19,14
= 1,97.10 −8 cm
23
4.3,14.6.10

56
g
6,02.10 23

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

4
3

−8 3
3
Thể tích 1 nguyên tử Fe: V = π (1,28.10 ) cm ⇒ d =

m
= 10,59 g / cm 3
V

Vì các nguyên tử sắt chỉ chiếm 74% thể tích trong tinh thể nên khối lượng riêng của
tinh thể sắt là:
d ' = 10,59.

74
≈ 7,84cm 3
100

II.2. Bài tập xác định thành phần nguyên tử
3−
2−
Ví dụ: Ion Px O y và S n Om đều có tổng số e là 50. Xác định các ion trên biết x < y;

n < m.
HƯỚNG DẪN
Nguyên tử P có 15e ⇒ x nguyên tử P có 15x electron.
Nguyên tử O có 8e ⇒ y nguyên tử O có 8y electron.
Theo giả thiết ta có: 15x + 8y + 3 = 50 ⇔ y =

47 − 15 x
8

Lập bảng giá trị của y theo x và chọn x, y nguyên dương ta được cặp nghiệm x = 1;
y = 4.
Vậy công thức ion là PO43-.
Tương tự, ion thứ 2 là SO42-.
II.3. Bài tập xác định số khối, % số lượng, % khối lượng ngun tử
Ví dụ: Ngun tử khối trung bình của clo là 35,5. Clo trong tự nhiên có 2 đồng vị là
35
Cl và 37Cl . Phần trăm về khối lượng của 37Cl chứa trong HClO4 (với hiđro là
đồng vị 1H , oxi là đồng vị 16O) là giá trị nào sau đây ?
HƯỚNG DẪN
Gọi x, y lần lượt là % số nguyên tử của 2 đồng vị 35Cl và 37Cl.

Ta có: x + y = 100 (1)
Mặt khác dựa vào NTKTB của clo ta có: 35x + 37y = 35,5.100 (2)
Từ (1) và (2) ta giải được x = 75; y = 25.
Trong 1mol HClO4 có 1 mol Cl => có 0,25 mol 37Cl
=> %m

37

Cl

=

0,25.37.100
= 9,20%
1 + 35,5 + 16

II.4. Bài tập liên quan đến các số lượng tử
Ví dụ:
1. Cho biết 4 số lượng tử của electron cuối cùng trong nguyên tử nguyên tố sau:
a. Mg (Z = 12).

b. Cl (Z = 17).

2. Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron ứng với:
Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

a. n = 3; l = 1; m = 0.

b. n = 3; l = 2; m = 0; ms = -

1
.
2

HƯỚNG DẪN
1. Mg: 1s22s22p63s2. n = 3; l = 0; m = 0; ms = Cl: 1s22s22p63s23p5. n = 3; l = 1; m = 0; ms = 2. a. Có 2 electron.

1
.
2
1
.
2

b. 1 electron.

II.5. Bài tập xác định ngun tố
Ví dụ: Có 2 oxit là AO2 và AO3 mà tỷ lệ khối lượng mol phân tử là

M AO2
M BO2

=

11

. Tỷ
16

lệ thành phần khối lượng của A và B trong oxit theo thứ tự là 6 : 11.
a. Xác định A, B và viết cấu hình electron nguyên tử tương ứng, biểu diễn sự phân
bố electron lên các obitan.
b. Có thể hình thành phân tử AO3; BO3 được hay khơng? Giải thích.
HƯỚNG DẪN
a. Đặt khối lượng mol nguyên tử của A và B lần lượt là A g/mol và B g/mol.
Theo giả thiết:

A + 32 11
= ⇒ 11B − 16 A = 160 . (1)
B + 32 16

Thành phần khối lượng của A trong AO2:

A
A + 32

Thành phần khối lượng của B trong BO2:

B
B + 32

Theo giả thiết:
Mà

A
B

A B + 32 6
=
:
=6:11 ⇒ .
A + 32 B + 32
B A + 32 11

A + 32 11
A 6
=
⇒ =
(2)
B + 32 16
B 16

Từ (1) và (2) suy ra B = 32; A = 12. Vậy A là cacbon; B là lưu huỳnh.
(tự viết CHe và biểu diễn sự phân bố electron lên các obitan).
b. Xét phân tử CO2, nguyên tử C đã sử dụng hết 4e hóa trị nên không thể tồn tại
phân tử CO3.
Xét tương tự với lưu huỳnh. Trong phân tử SO2, lưu huỳnh đã sử dụng 4e
hóa trị, cịn 2e hóa trị nữa nên có thể hình thành phân tử SO 3 (tự viết CTe, CTCT
các phân tử).

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch


Sáng kiến kinh nghiệm

III. GIẢI PHÁP THỰC HIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ
III.1. Giải pháp thực hiện
Trên cơ sở nghiên cứu, tổng hợp tài liệu và phân loại bài tập thành các dạng, chúng
tơi đã hồn chỉnh tài liệu và tiến hành chuyển giao cho đồng chí phụ trách đội tuyển
học sinh giỏi khối 11 để làm tài liệu cho việc giảng dạy và nghiên cứu, đồng thời
giao bài tập cho nhóm các học sinh có năng khiếu về bộ mơn trong lớp 10A2 nghiên
cứu, dùng nhóm học sinh có năng khiếu của lớp 10A1 để đối chứng. Căn cứ quá
trình giảng dạy của giáo viên, khả năng tiếp thu của học sinh để kiểm tra và đánh
giá.
III.2. Kết quả
Sau quá trình cho nhóm học sinh có năng khiếu của lớp 10A2 (15 em) tự nghiên
cứu các tài liệu đã soạn, nhóm học sinh lớp 10A1 (15 em) làm đối chứng, chúng tôi
tiến hành làm bài kiểm tra đánh giá khả năng của học sinh, kết quả như sau:
Lớp

Điểm trên 5

Điểm dưới 5

10A1

66,67%

33,33%

10A2

26,67%

73,33%

Những học sinh có điểm cao nhất:
-

Nguyễn Tiến Đức – Lớp 10A2.

-

Dương Văn Đức – Lớp 10A2.

-

Trần Thị Hoài Thanh – Lớp 10A2.

III.3. Đánh giá
Kết quả cho thấy nhiều em học sinh lớp 10A2 rất quan tâm và hứng thú tới việc tự
nghiên cứu các vấn đề chuyên sâu, thể hiện ở kết quả đánh giá (%HS có số điểm
trên 5 của nhóm 10A2 cao hơn hẳn so với nhóm lớp 10A1).
Thời gian học trên lớp rất khó để giáo viên truyền đạt các kiến thức chuyên sâu liên
quan đến việc thi học sinh giỏi. Bởi vậy, việc chọn và giao những bài tập chuyên
sâu cho những học sinh có năng khiếu để các em nghiên cứu ở nhà rồi sửa cho các
em đã phát huy được hiệu quả, gây sự hứng thú, đam mê cho những học sinh yêu
thích mơn hóa học.
Tài liệu được chuyển cho giáo viên bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi khối 11 bước
đầu phát huy được hiệu quả với vai trò là tài liệu nghiên cứu và giảng dạy. Tuy
nhiên để có được kết quả tốt hơn cần phải nghiên cứu và tổng hợp thêm nhiều tài
liệu khác kết hợp với phương pháp truyền thụ phù hợp với trình độ học sinh.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

10


Sáng kiến kinh nghiệm

C. PHỤ LỤC
MỘT SỐ BÀI TẬP TƯƠNG TỰ VÀ TỔNG HỢP
o

Bài 1. Bán kính nguyên tử và khối lượng mol nguyên tử của kẽm lần lượt là 1,3 A
và 65 g/mol.
a. Tính khối lượng riêng của kẽm.
b. Biết kẽm khơng phải là khối đặc mà cịn có các khoảng trống, thể tích thực của
kẽm bằng 72,5% thể tích tinh thể. Tính khối lượng riêng của tinh thể kẽm.
HƯỚNG DẪN:
a. 9,81 g/cm3.
b. 7,11 g/cm3.
o

Bài 2. Một nguyên tử có bán kính xấp xỉ 1,28 A và khối lượng riêng tinh thể là
7,89g/cm3. Biết rằng trong tinh thể các ngun tử chiếm 74% thể tích tinh thể, cịn
lại là khoảng trống. Tính khối lượng riêng trung bình của ngun tử (g/cm 3) và khối
lượng mol nguyên tử.
HƯỚNG DẪN:
d = 10,66g/cm3. M = 56,34.10-24g.
Bài 3. Hợp chất A là MXx, trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. M là kim loại,
X là phi kim thuộc chu kỳ 3. Trong hạt nhân của M có n – p = 4, của X có n’ = p’ (n,
n’; p, p’ là số nơtron và số proton). Tổng số proton trong phân tử A là 58. Xác định

tên, số khối của M và tên, số thứ tự của X trong bảng tuần hồn. Viết cấu hình
electron ngun tử của X.
HƯỚNG DẪN
M có n – p = 4 ⇒ n = p + 4.
Nguyên tử khối của M = n + p = 24 + 4.
X có n’ = p’, nguyên tử khối của X = 2p’.
Tỷ lệ khối lượng bằng tỷ lệ nguyên tử khối nên ta có:
M
46,47
2 p + 4 46,67 7
=
⇒
=
= ⇒ 7 p ' x − 8 p = 16 (1)
xX 100 − 46,67
2 p' x
53,33 8

Mặt khác tổng số proton trong phân tử MXx là 58 nên: p + p’x = 58

(2)

Từ (1) và (2) ta có: p = 26; p’x = 32.
M có p = 26; n = 30; AM = 56; M là Fe.
Các phi kim thuộc chu kỳ 3 là Si; P; S; Cl có số o lần lượt là 14, 15, 16, 17.
Với giá trị x từ 1 đến 4 và p’x = 32 ta có cặp nghiệm thỏa mãn là x = 2; p’ = 16.
Vậy X là S có số thứ tự trong bảng tuần hồn là S. Cơng thức A là FeS2.
Cấu hình e nguyên tử của S là: 1s22s22p63s23p4.
Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

11


Sáng kiến kinh nghiệm

Bài 4. electron cuối cùng của các nguyên tử nguyên tố A, B được đặc trưng bởi các
số lượng tử:
A: n = 3; l = 1; m = -1; ms = +

1
.
2

B: n = 3; l = 1; m = 0; ms = -

1
.
2

a. Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hồn.
b. Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo phân tử AB3.
c. Trong tự nhiên tồn tại hợp chất A 2B6. Giải thích sự hình thành liên kết trong phân
tử này.
HƯỚNG DẪN
a. A là Al; B là Cl (tự xác định vị trí dựa theo cấu hình electron).
b. Phân tử AlCl3, liên kết cộng hóa trị.
c. Phân tử hình thành nhờ liên kết phối trí giữa Cl và Al (tự viết CTCT).
Bài 5. Có 2 ngun tố A, B thơng dụng:

a. Xác định ký hiệu hóa học của nguyên tố và tên gọi của nguyên tố A biết A là một
kim loại có hóa trị khơng đổi và tạo được oxit có 47% oxi theo khối lượng trong
phân tử.
b. Xác định ký hiệu hóa học của nguyên tố và tên gọi của nguyên tố B biết tổng số
hạt cơ bản trong một đồng vị bền của B là 52.
c. Dự đoán công thức phân tử của hợp chất X giữa A và B. Giải thích bản chất liên
kết giữa A và B trong X biết độ âm điện của A và B lần lượt là 1,61 và 3,16 đồng
thời A và B đều đạt cơ cấu bát tử bền vững.
d. Tính khối lượng phân tử có thể có của X theo các cấu tạo tìm được.
HƯỚNG DẪN
a. Do A có hóa trị không đổi nên CT oxit của A là A2Oy.
%M O =

16 y
47
=
⇒ A = 9 y.
2 A + 16 y 100

A là kim loại nên có hóa trị 1, 2 hoặc 3 ⇒ cặp nghiệm phù hợp là y = 3; A = 27.
Vậy A là nhôm.
b. Theo đề bài ta có tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử B là 52 nên: 2Z + N = 52.
(1)
Đây là đồng vị bền nên 1 ≤

N
≤ 1,5 (2)
Z

Từ (1) và (2) ta có: Z = 15 hoặc 16 hoặc 17.

•

TH1: Z = 15, B là P ⇒ N = 22 ⇒A = 37. Đây là đồng vị không bền (loại).

•

TH2: Z = 16, B là S ⇒ N = 20 ⇒A = 36. Đây là đồng vị không bền (loại).

•

TH3: Z = 17, B là Cl ⇒ N = 18 ⇒A = 35. Đây là đồng vị bền (nhận).

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

12


Sáng kiến kinh nghiệm
35
Vậy B là 17 Cl .

c. CTPT của X giữa A và B là AlCl 3 nhưng Al mới có 6 e ở lớp ngồi cùng nên có
khuynh hướng nhị hợp tạo Al2Cl6 để đạt 8 e ở lớp ngoài cùng.
Hiệu độ âm điện giữa A và B = 1,55 nên là liên kết cộng hóa trị có cực. Ngồi liên
kết cộng hóa trị bình thường cịn có liên kết phối trí giữa ngun tử Cl với Al (bản
chất cũng là liên kết CHT).
d. AlCl3 (M = 133,5 đvC); Al2Cl6 (M = 267 đvC).
2−

Bài 6. Cho biết tổng số electron trong ion AB3 là 42. trong đó các hạt nhân của

nguyên tử A hay B đều có số proton và số nơtron bằng nhau.
a. Tính số khối của A, B.
b. Viết cấu hình electron và sự phân bố electron trong cac obitan của các nguyên tố
A, B.
c. Trong hợp chất AB2 có những loại liên kết gì? (Giải thích trên cơ sở cơng thức
electron).
HƯỚNG DẪN
a. Gọi x, y lần lượt là số proton trong nguyên tử A và B.
Theo giả thiết: x + 3y + 2 = 42 ⇔ y =

40 − x
40
hay y ≤ .
3
3

Vì B là phi kim (tạo anion) và có Z ≤ 13,3 nên B là F hoặc O hoặc N.
•

Nếu B là F (Z = 9) thì x = 13 ⇒A là Al. Cơng thức anion là AlF3 2− (loại).

•

Nếu B là O (Z = 8) thì x = 16 ⇒A là S. Cơng thức anion là SO3 2− (nhận).

•

Nếu B là N (Z = 7) thì x = 19 ⇒A là K. Công thức anion là KN 3 2− (loại).

Vậy A là S có số khối là 32; B là O có số khối là 16.
b. Tự biểu diễn.
c. CT: SO2 (tự viết CTCT; CTe), gồm 1 LK đôi và 1 LK phối trí.
Bài 7. Hợp chất M được tạo thành từ cation X + và anion Y2-. Mỗi ion đều gồm 5
nguyên tử của 2 nguyên tố tạo nên. Tổng số proton trong X + là 11, còn tổng số
electron trong ion Y2- là 50.
Hãy xác định công thức phân tử và gọi tên M, biết rằng 2 nguyên tố trong Y 2thuộc cùng 1 nhóm và 2 chu kỳ liên tiếp.
HƯỚNG DẪN
Ion X+ có 5 nguyên tử, gọi ZX là số proton trung bình của 1 nguyên tử trong X + thì
ZX = 11/5 = 2,2. Vậy trong X+ phải có nguyên tố có số p nhỏ hơn 2,2. Đó là H (cịn
He với Z = 2 là khí hiếm khơng tạo muối). Đặt A là ngun tố cịn lại trong X + thì
cơng thức X+ có dạng AxHy.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

13


Sáng kiến kinh nghiệm

Theo giả thiết:
X+y=5

⇒ ZA =

6
+1

x

xZA + y = 11
•

Nếu x = 1 ⇒ y = 4; ZA = 7 ⇒ A là N; X+ là NH4+ (nhận).

•

Nếu x = 2 ⇒ y = 3; ZA = 4 ⇒ A là Be; X+ là Be2H3+ (loại).

Vậy X+ là NH4+.
Ion Y2- có 50 electron nên có 48 proton. Gọi Z Y là số proton trung bình của 1
nguyên tử trong Y2-; ZY = 48/5 = 9,6. ậy trong Y2- phải có nguyên tố có Z ≤ 9 và
thuộc chu kỳ 2 nên nguyên tố thứ 2 thuộc chu kỳ 3.
2−
Đặt công thức Y2- là An Bm với n + m = 5 và nZA + mZB = 48. Do 2 nguyên

tố thuộc chu kỳ 2 và chu kỳ 3 nên ZB – ZA = 8 (giải sử ZA < ZB).
⇒ nZA + (5 – n)(ZA + 8) = 48 ⇒ ZA = 8(n + 1)/5.
Thay các giá trị n = 1, 2, 3, 4 vào thì cặp nghiệm phù hợp là n = 4; Z A = 8 là phù
hợp.
Vậy ZB = 16; B là S; công thức Y2- là SO42-.
Bài 8. Có 3 nguyên tố X, A, B với: Tổng số đơn vị điện tích hạt nhân trong ba
nguyên tử là 16. Số điên tích hạt nhân của A lớn hơn B là 1. Tổng số electron trong
−
ion BA3 là 32.

a. Viết cấu hình electron của X, A, B.
b. Viết công thức electron và công thức cấu tạo của hợp chất được tạo thành bởi 3

nguyên tố trên với X, A, B đã xác định.
HƯỚNG DẪN
a. X, A, B lần lượt là H, N, O (tự lập các hệ thức, giải PT và viết CHe).
b. Công thức phân tử: HNO2; HNO3 (tự viết CTCT, CT e).
Bài 9. Cho 3 nguyên tố X, Y, Z thuộc cùng một chu kỳ nhỏ trong bảng tuần hoàn
(ZX < ZY < ZZ). Số hiệu nguyên tử của Y bằng trung bình cộng số hiệu nguyên tử
của X và Z. electron cuối cùng trong nguyên tử Y có giá trị các số lượng tử là: l = 1;
m = 1; ms = +1/2.
1. Xác định số hiệu nguyên tử của mỗi nguyên tố, biết rằng chỉ có 2 trong 3 nguyên
tố này có khả năng tạo hợp chất khí với hiđro.
2. Viết cơng thức phân tử, công thức Lewis, cho biết bản chất liên kết và đặc điểm
cấu tạo (hình học phân tử và khả năng đime hóa) của các phân tử hình thành giữa
từng cặp nguyên tố X và Y; Y và Z. từ đặc điểm cấu tạo phân tử cho biết hai chất
nào có thể tạo cặp axit – bazơ Lewis ?
HƯỚNG DẪN
Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

14


Sáng kiến kinh nghiệm

1. Nguyên tố Y có : l = 1; m = 1; ms = +1/2 ⇒ p3.
Y thuộc chu kỳ nhỏ, vậy có 2 trường hợp.
- TH1. X, Y, Z thuộc chu kỳ 2, vậy Y là N (ZY = 7).
Theo giả thiết:

Z X + ZZ

=7.
2

Có các trường hợp sau:
 ZX = 6 (C); ZZ = 8 (O).
 ZX = 5 (B); ZZ = 9 (F).
 ZX = 4 (Be); ZZ = 10 (Ne).
Vì chỉ có 2 trong 3 chất tạo hợp chất khí với hiđro nên loại các TH này.
- TH2. X, Y, Z thuộc chu kỳ 3, vậy Y là P (ZY = 15).
Theo giả thiết:

Z X + ZZ
= 15 .
2

Có các trường hợp sau:
 ZX = 12 (Mg); ZZ = 18 (Ar).
 ZX = 13 (Al); ZZ = 17 (Cl).
 ZX = 14 (Si); ZZ = 16 (S).
Vì chỉ có 2 trong 3 chất tạo hợp chất khí với hiđro nên chọn: Z X = 13 (Al); ZY = 15
(P). ZZ = 17 (Cl).
2.
+ Hợp chất giữa X và Z là AlCl3.
- CTCT, CTe: (tự viết).
- Đặc điểm cấu tạo: Là liên kết CHT.
- Đặc điểm cấu tạo phân tử: Có khả năng nhị hợp tạo Al 2Cl6 vì xung quanh
Al mới có 6e nên chưa đạt CHe giống khí hiếm nên 2 phân tử AlCl 3 có khả năng
liên kết với nhau bằng 2 liên kết phối trí giữa Cl và Al.
+ Hợp chất giữa Y và Z có cơng thức PCl3, PCl5. (Tự viết CTCT, CTe)
- PCl3: Bản chất là liên kết CHT. Phân tử có cấu trúc hình tháp đáy tam giác

(tương tự NH3) với nguyên tử P ở định và có trạng thái lai hóa sp3.
- PCl5: Bản chất là liên kết CHT. Phân tử có cấu trúc hình lưỡng tháp đáy
tam giác với nguyên tử P ở trạng thái sp3d.
+ Cặp axit – bazơ Lewis: AlCl 3 là phân tử cộng hóa trị, Al cịn thiếu 2e để đạt cấu
hình e bên vững giống khí hiếm trong khi đo ngun tử P trong PCl 3 cịn một đơi e
chưa liên kết có thể “cho” để tạo liên kết cho – nhận với AlCl 3 nên AlCl3 là axit
Lewis còn PCl3 là bazơ Lewis. (Tự viết CTCT, CTe)

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

15


Sáng kiến kinh nghiệm

Bài 10. Tinh thể NaCl có cấu trúc lập phương tâm diện của các ion Na +, còn các ion
Cl- chiếm các lỗ trống tám mặt trong ô mạng cơ sở của các ion Na +, nghĩa là có 1
ion Cl- chiếm tâm của hình lập phương và có 12 ion Cl - khác chiếm điểm giữa của
o
12 cạnh của hình lập phương. Biết cạnh a của ô mạng cơ sở là 5,58 A o, rCl = 1,81A .
−

Khối lượng mol của Na và Cl lần lượt là 22,99 g/mol và 34,45 g/mol. Tính:
a. Bán kính ion Na+.
b. Khối lượng riêng của NaCl (tinh thể).
HƯỚNG DẪN

a

2

a. a = 2(r+ + r− ) ⇒ r+ = − r− =

5,58
− 1,81 = 0,98 Ao
2

b. 8 đỉnh chứa 8.(1/8) = 1 ion Na+; 6 mặt chứa 6.(1/2) = 3 ion Na+.
Ở tâm ô mạng chứa 1 ion Cl-; 12 cạnh chứa 12.(1/4) = 3 ion Cl-.
Vậy số phân tử NaCl có trong một ơ mạng cơ sở là 4.
Khối lượng một mol NaCl = 22,99 + 34,45 = 58,44 g.
Khối lượng 4 phân tử NaCl là

4.58,44
g.
6,023.10 23

Khối lượng riêng của tinh thể NaCl là

4.58,44
= 2,23 g / cm 3 .
6,023.10 23.(5,58.10 −8 ) 3

Bài 11. Năng lượng cần thiết để tách một electron ngoài cùng ra khỏi nguyên tử ở
trạng thái khí (trạng thái cơ bản) gọi là năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử
(I1). Người ta đó được các giá trị I 1 của một số nguyên tố thuộc chu kỳ nhỏ trong
bảng hệ thống tuần hoàn như sau:
Nguyên tố

E

F

G

H

I

J

K

L

Điện tích hạt nhân

Z

Z+1

Z+2

Z+3

Z+4

Z+5

Z+6

Z+7

1402

1314

1680

2080

495

738

518

786

I1 (kJ/mol)

(E, F, G, ... khơng phải là ký hiệu hóa học của ngun tố)
- Ngun tố nào thuộc nhóm khí hiếm ?
- 8 ngun tố trên có thuộc cùng 1 chu kỳ trong bảng tuần hồn hay khơng ?
- Tại sao ngun tố J có giá trị I1 cao hơn nguyên tố I và K ở trước và sau nó ?

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

16


Sáng kiến kinh nghiệm

- Dự đoán xem đơn chất L có nhiệt độ nóng chảy cao hay thấp, tại sao ?
HƯỚNG DẪN
- 8 nguyên tố trên có số thứ tự liên tục nhau và thuộc các nhóm A. Các nguyên tố
khí hiếm có cấu trúc e lớp ngồi cùng bão hịa nên bền vững và khó mất electron
nên năng lượng ion hóa cao nhất. Vậy ngun tố H là khí hiếm.
- Ngun tố H có cấu hình electron ns2np6 kết thúc một chu kỳ nên các nguyên tố
trên thuộc 2 chu kỳ liên tiếp (không cùng chu kỳ).
- Kim loại kiềm là I, halogen là G.
- J có cấu hình e lớp ngoài cùng là ns 2, phân lớp s bão hịa nên khá bền nên năng
lượng ion hóa thứ nhất cao hơn I (ns2) và K (ns2np1) ở trước và sau nó.
- L phải thuộc nhóm IVA, có 4e ở lớp ngoài cùng nên kết tinh trong mạng tinh
thể nguyên tử (kiểu kim cương) nên nhiệt độ nóng chảy cao.
Bài 12. Cho hai nguyên tố X, Y.
X có 3 lớp electron, có số e độc thân tối đa.
Y có 3 lớp electron, có 7e hóa trị.
1. Viết cấu hình electron của X, Y và xác định vị trí của chúng trong bảng tuần
hồn.
2. a. Cho biết cấu trúc hình học của XY 3; XY5 và dạng lai hóa của nguyên tử trung
tâm.
b. Viết phương trình phản ứng giữa XY3 với O2; XY5 với một ít nước.
3. a. Giải thích tính bền, tính axit, tính oxi hóa của các HRO3.
b. Biến thiên nhiệt độ sơi, tính axit của HR. Giải thích (với R là các ngun tố
trong nhóm của Y).
c. So sánh góc liên kết trong các hợp chất giữa các ngun tố trong nhóm của X

với H. Giải thích.
HƯỚNG DẪN
1. Tự làm (X là P; Y là Cl).
2. a. PCl3: Tháp tam giác (sp3); PCl5: Lưỡng tháp tam giác (sp3d).
b. PCl3 + 1/2O2  POCl3.
PCl5 + H2O  POCl3 + 2HCl (ít nước)/
3. a. HClO3

HBrO3

HIO3

Tính bền tăng, tính axit giảm, tính oxi hóa giảm.
b. HF

HCl

HBr

HI

Tính axit tăng do độ bền liên kết giảm.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

17

Sáng kiến kinh nghiệm

Nhiệt độ sôi giảm từ HF đên HCl sau đó tăng dần đến HI. Do HF tạo liên kết H bền
hơn so với HCl còn từ HCl đến HI thì khối lượng phân tử tăng nhanh, năng lượng
khuếch tán tăng.
c. Góc liên kết tăng từ SbH 3 đến NH3 do độ âm điện càng lớn thì mật độ e liên kết
ở nguyên tử trung tâm càng lớn nên tương tác đẩy mạnh làm góc liên kết lớn hơn.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

18


Sáng kiến kinh nghiệm

D. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN
Việc nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp tài liệu chuyên sâu là nhiệm vụ không
phải của riêng giáo viên bồi dưỡng đội tuyển, đó là nhiệm vụ thường xuyên của
giáo viên, thơng qua việc làm này giáo viên có thể nâng cao trình độ chun mơn
của mình.
Kết quả của việc nghiên cứu và áp dụng vào giảng dạy đã góp phần nâng cao
hứng thú học tập cho học sinh, nâng cao khả năng tự nghiên cứu các vấn đề chuyên
sâu, thông qua việc đánh giá kết quả của các em để chọn ra những học sinh có năng
khiếu, tạo tiền đề cho việc tuyển chọn và bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi.
Việc nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp tài liệu chuyên sâu và kết hợp thành
bộ tài liệu hoàn chỉnh sẽ giúp giáo viên bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi tiết kiệm
được nhiều thời gian khi tuyển chọn và bồi dưỡng đội tuyển đồng thời nâng cao

hiệu quả giảng dạy.
II. KIẾN NGHỊ
Việc nghiên cứu các nội dung chuyên sâu mất rất nhiều thời gian và đối
tượng áp dụng chỉ là các học sinh giỏi, bởi vậy để có thêm nhiều tài liệu hữu ích,
mỗi giáo viên nên tích cực nghiên cứu để kết hợp thành bộ tài liệu hồn chỉnh phục
vụ cho cơng tác giảng dạy và việc sử dụng bài tập chuyên sâu cũng phải phù hợp
với đối tượng.
Việc giao các tài liệu chuyên sâu cho các học sinh có năng khiếu góp phần
nâng cao khả năng tự học của học sinh, tạo tiền đề cho việc tuyển chọn và bồi
dưỡng đội tuyển học sinh giỏi.

E. TÀI LIỆU THAM KHẢO
- SGK Hóa học 10 nâng cao - NXBGD.
- Bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học 10 – GS.TS Đào Hữu Vinh – NXB Tổng hợp
TPHCM.
- Hóa đại cương – NXB Đại học Sư phạm.

Trần Thái Sơn

Trường THPT Số 1 Bố Trạch

19