Giáo án Hóa học 10 chương 1 và chương 2: Cấu tạo nguyên tử Bảng tuần hoàn

Chương 1: NGUYÊN TỬ
Bài 1: THÀNH PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
I. Thành phần cấu tạo nguyên tử :
* Nguyên tử có cấu tạo rỗng
* Nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân nguyên tử mang điện dương (gồm 2 loại hạt là proton ,
nơtron ) và vỏ nguyên tử gồm các e mang điện âm chuyển động quanh hạt nhân
* Đặc điểm các loại hạt :
Loại hạt
Kí hiệu
Elect ron
e

Khối lượng
me = 9,1.10-31kg =

1
đvc
1840

Điện tích
qe = -1,6.10-19C = - e0 =
1-

=0,00055đvc
Proton

P

mP = 1,6726. 10-27kg = 1vc

( e0 là đơn vị điện

tích )
qP = +1,6.10-19C = e0 = 1+

Nơtron

n

nn = 1,6748. 10-27kg = 1đvc

qn = 0

Nhận xét : Khối lượng của nguyên tử tập chung ở hạt nhân
*Vì ngun tử trung hịa về điện nên số p = số hạt e
II. Kích thước và khối lượng nguyên tử :
1. Kích thước nguyên tử :
* Coi nguyên tử như một khối cầu thì đường kính của nguyên tử khoảng 1A0 , đường kính của hạt
nhân là 10-4A0
Nhận xét : Kích thước của nguyên tử gấp 10.000 lần kích thước của hạt nhân
* Cơng thức tính thể tích của khối cầu :

4
V = πr 3
3

V : thể tích khối cầu
R : Bán kính khối cầu
π = 3,14
* Đơn vị độ dài : 1nm = 10-9m ; 1A0 = 10-10 m ; 1cm = 10-2 m
2. Khối lượng ngun tử :
* Cơng thức tính KLNT :

m = ∑ mP + ∑ mn + ∑ me

Vì me quá nhở so với mP , mn nên m = ∑ m P + ∑ m n = m hn
Nhận xét : Kích thước của hạt nhân rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử nhưng khối lượng
lại tập chung ở hạt nhân
* Đơn vị khối lượng nguyên tử : 1u = 1đvc = 1,6605. 10 -27 kg

Bài 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ - NGUYÊ N TỐ HH- ĐỒNG VỊ


I. Hạt nhân nguyên tử :
1. Điện tích hạt nhân :
* Hạt nhân mang điện tích dương
* Số đơn vị đthn = số p = số e = Z
2. Số khối (A) :
* Đ/n : Số khối là tổng số hạt p (Z) và số hạtnơtron (N )
* Công thức : A = Z  +   N
A : số khối
; Z là số hạt p ; N là số hạt n
II. Nguyên tố hóa học :
1. Kn : Nguyên tố hóa học là tập hợp tất cả các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân ( Z )
VD : 1H , 1D , 1T đều thuộc nguyên tố hiđrô
2. Số hiệu nguên tử :
* Số điện tích hạt nhân Z là đại lương đặc trưng cho nguyên tố gọi là số hiệu nguyên tử hay số
thứ tự của nguyên tố
* Là dậi lượng đặc trưng vì mỗi nguyên tố có số p khác nhau
VD : 1H , 11Na , 12 Ca ….
* Số hiệu nguyên tử cho biết số p trong hạt nhân, số e trong nguyên tử.
3. Kí hiệu ngun tử :

A
Z

X

X là kí hiệu ngun tố hóa học
Z là số hiệu nguyên tử
A là số khối

* Chú ý : + Khi biết kí hiệu nguyên tử ta biết được đầy đủ các thông tin về thành phần cấu tạo
nguyên tử nguyên tố đó
VD : 178O
, 2311Na …..
+ Những ngun tử có cùng điện tích hạt nhân đều có tính chất hố học giống nhau.
III. Đồng vị :
1. Kn : khái niệm: các đồng vị của cùng một ngun tố hố học là những ngun tử có cùng số p
nhưng khác nhau về số n, do đó số khối A của chúng khác nhau.
VD: nguyên tố hidro có 3 đồng vị:
1
2
3
1 H
1 H (D )
1 H ( T)
Hạt nhân có 1p
hạt nhân có 1p, 1n
hạt nhân có 1p, 2n
* Chú ý : Do hạt nhân quyết định tính chất nguyên tử nên các đồng vị có cùng số p thì có tính
chất hố học giống nhau. Tuy nhiên, do số n khác nhau nên các đồng vị có một số tính chất vật lí
khác nhau.

2. Phân loại:
* Đồng vị bền ( Các đồng vị bền có Z ≤ 83 ) , với đồng vị bền ta ln có 1 ≤

N
≤ 1,524
Z

* Đồng vị không bền hay đồng vị phóng xạ ( hầu hết các đồng vị có Z > 83 là không bền )
IV. Nguyên tử khối - Nguyên tử khối lượng trung bình :


1. Nguyên tử khối :
*K/ n : Là khối lượng tương đối của nguyên tử
* Nguyên tử khối của nguyên tử cho biết KLNT đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị KLNT
VD; mAl = 27u
* Chú ý : NTK ( KLNT ) = số khối của hạt nhân
2. Nguyên tử khối trung bình :
*K/ n : Nguyên tử khối trung bình là nguyên tử khối của nguyên tố ( Vì có nhiều ngun tố có
nhiều đồng vị )
* Cơng thức :

A=

A1x1 + A2 x 2 + .... + An x n
(1)
x1 + x 2 + .... + x n

Nếu ngun tố có 2 đồng vị thì :

A=

Với x1 + x 2 + .... + x n = 100%

A.x + B (100 − x)
(2)
100

Bài 4 -5 : CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ
CẤU HÌNH ELECTRON
I. Sự chuyển động của electron – Obitan nguyên tử :
1. Sự chuyển động của e:


* Electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân ,không theo quĩ đạo xác định tạo thành vỏ
nguyên tử
* Electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân tạo thành các đám mây e
* ở tạng thái cơ bản , khả năng tìm thấy e sẽ lớn khi ở gần hạt nhân và giảm dần khi ở xa hạt nhân
2. Obitan nguyên tử :
* K/ n : Là vùng khơng gian xung quanh hạt nhân ở đó xác xuất có mặt e khoảng 90% được gọi
là obitan nguyên tử
* Hình dạng của AO :
+ Obitan s : mây có dạng hình cầu
+ Obitan p : mây có dạng hình quả tạ
+ Obitan d , f : mây có dạng hoa nhiều cánh
* Khi một AO chứa đủ 2 e , ta nói 2 e được ghép đơi
Các e đã ghép đơi thường khơng tham gia vào liên kết hóa học
* Khi một AO chỉ chứa 1 e , ta nói e độc thân
Các e độc thân dễ tham gia vào liên kết hóa học
II. Lớp e và phân lớp e :
1.Lớp electron:

* Kn : Lớp e là khu vực khơng gian của các e có mức năng lượng gần bằng nhau
* Kí hiệu các lớp e : n: 1
2
3
4
5
6
7 ( n là số thứ tự lớp e )
K
L
M
N
O
P
Q
2. Phân lớp electron :
* Kn : Phân lớp e là khu vực khơng gian của các e có cùng mức năng lượng
* Kí hiệu các phân lớp e : s , p , d , f
* Số phân lớp e trong các lớp e :
Lớp K ( n =1 ) có 1 phân lớp e : 1s
Lớp L ( n =2 ) có 2 phân lớp e : 2s 2p
Lớp M ( n = 3 ) có 3 phân lớp e : 3s 3p 3d
Lớp N ( n = 4 ) có 4 phân lớp e : 4s 4p 4d 4f
* Số AO có trong phân lớp e :
+ Phân lớp :
s ( 1AO ) , p ( 3AO ) , d ( 5AO ) , f ( 7AO )
NX : Số phân lớp e trong 1 lớp bằng STT của lớp ( 1 ≤ n ≤ 4 )
III. Số e tối đa trong một phân lớpvà một lớp:
1. Số e tối đa trong một phân lớp :
Phân lớp s 

→ 1AO 
→ 2 e
Phân lớp p 
→ 3AO 
→ 6 e
Phân lớp d 
→ 5AO 
→ 10 e
Phân lớp f 
→ 7AO 
→ 14 e
NX : Số e tối đa trong 1 phân lớp = 2 lần số AO có trong phân lớp
2. Số e tối đa trong một lớp :
Lớp e
Số phân lớp e
Số AO
Lớp K ( n =1 )
1s
1
Lớp L ( n =2 )
2s 2p
4
Lớp M ( n =3 )
3s 3p 3d
9
Lớp N ( n =4 )
4s 4p 4d 4f
16
NX : + Số e tối đa trong 1 lớp = 2 lần số AO có trong lớp
+ Số e tối đa trong 1 lớp = 2n2 ( 1 ≤ n ≤ 4 )

Số e tối đa
2
8
18
32


IV. Cấu trúc e trong nguyên tử :
1. Nguyên lí và qui tắc :
a) Nguyên lí vững bền : Trong nguyên tử các e chiếm lần lượt các AO có mức năng lượng từ
thấp đến cao ( Từ trong ra ngoài : Qui tắc Klech Kowski ) 1s 2s2p 3s3p4s 3d4p5s….
b) Nguyên lí PauLi : Số e tối đa trong 1AO là 2e và 2e này có chiều tự quay khác nhau , được
biểu diễn bằng 2 mũi tên ngược chiều ↑↓
c)Qui tắc Hund : Trong cùng 1 phân lớp các e sẽ phân bố trên các AO sao cho số e độc thân tối
đa và các e này có chiều tự quay giống nhau
N:
↑ ↓
↑ ↓ ↑
↑ ↑
2. Cấu hình electron :
* Cấu hình e của nguyên tử biểu diễn sự phân bố e trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau
* Qui ước : ( SGK )
+ STT lớp e được ghi bằng chữ số ( 1, 2 , 3.. ) ở phía trước
+ Phân lớp e được ghi bằng chữ cái thường
+ Số e trong mỗi phân lớp được ghi bằng số ở phía trên bên phải của phân lớp
* Cách viết cấu hình e : ( SGK )
Viết cấu hh́nh electron của Fe (Z = 26). : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
S(Z = 16) : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4.
* Chú ý :

1. Khi viết cấu hình e: Cấu hình e phải viết theo thứ tự lớp e
2. Cấu hình e thu gọn : Dựa vào cấu hình e của khí hiếm đứng trước gần nhất
3. Tính bền :
+ Lớp e bền khi chứa tối đa 8e ( Bão hòa )
+ Phân lớp bền khi bão hòa hay bán bão hòa : S2 ,P6 ,d10 ,f 14 hay S1 ,P3 ,d5 ,f 7
nên ( n-1)d4 ns2 → ( n-1)d5 ns1
( n-1)d9 ns2 → ( n-1)d10 ns1
VD 1 : 29Cu , 24Cr , Mo ( Z = 42 ) , Ag ( Z = 47)
VD 2 : Hồn thành cấu hình e đầy đủ của ngun tử có phân lớp e ngịai cùng là 4s1
4. Phân loại nguyên tố :
+ Nguyên tố S : Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp s
+ Nguyên tố p : Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp p
+ Nguyên tố d : Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp d
+ Nguyên tố f : Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp f
3. Đặc điểm lớp e ngồi cùng :
* Khi biết cấu hình e có thể dự đoán loại nguyên tố ( KL , PK , Khí hiếm )
* Có 4 e ở lớp ngồi cùng thì :
+ CK nhỏ là phi kim
+ CK lớn là kim loại


Chương 2: CẤU TẠO BTH CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
ĐỊNH LUẬT TUẦN HỒN
Bài 7: BẢNG HTTH CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC
I. Nguyên tắc sắp xếp :
1. Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử
2. Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp e được xếp thành 1 hàng ngang ( Chu kì )
3. Các ngun tố mà ngun tử có e hóa trị như nhau được xếp thành 1 cột ( Nhóm )
Chú ý : e hóa trị là e có khả năng tham gia vào liên kết hóa học ( là e ở lớp mgoài cùng hay phân
lớp sát ngồi cùng nếu phân lớp đó chưa bão hịa )

II. Cấu tạo của bảng tuần hồn:
1. Ơ ngun tố :


* Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào 1 ô của bảng tuần hoàn , gọi là ô nguyên tố
* Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu ngun tử của ngun tố đó
Chú ý : Ơ nguyên tố cho biết :
1- Số hiệu nguyên tử
2-Kí hiệu nguyê tố
3-Tên nguyên tố
4- NTK TB
5- Độ âm điện
6- Cấu hình e thu gọn
7- Số oxi hóa
2.Chu kì :
* Chu kỳ là dãy gồm những nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron. , được
xếp
theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
* Mỗi chu kỳ đều mở đầu bằng kim loại kiềm, kết thúc bằng khí hiếm.
* Trong một chu kỳ, đi từ trái sang phải số electron ở lớp ngồi cùng tăng dần.
* Chu kì 1,2,3 là chu kì nhỏ
Chu kì 4,5,6,7 là chu kì lớn , chu kì 7 là chu kì chưa hồn thành
Chú ý : STT của chu kì bằng số lớp e của nguyên tử nguyên tố
VD: Xét cụ thể các chu kì
Chu kỳ 1 có 2 ngun tố và Z có số trị từ 1 đến 2.
Chu kỳ 2 có 8 nguyên tố và Z có số trị từ 3 đến 10.
Chu kỳ 3 có 8 nguyên tố và Z có số trị từ 11 đến 18.
Chu kỳ 4 có 18 nguyên tố và Z có số trị từ 19 đến 36.
Chu kỳ 5 có 18 nguyên tố và Z có số trị từ 37 đến 54.
Chu kỳ 6 có 32 nguyên tố và Z có số trị từ 55 đến 86.

3.Nhóm nguyên tố :
* Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử có cùng e hóa trị , do đó có tc hóa học tương
tự nhau và được xếp thành 1 cột
* Số e hóa trị = STT của nhóm ( Nguyên tố s , p có số e ngồi cùng bằng số e hóa trị )
* Các loại phân nhóm :
+ Nhóm A ( phân nhóm chính ): gồm các nguyên tố s và nguyên tố p
+ Nhóm B ( phân nhóm phụ ): gồm các nguyên tố d và nguyên tố f
* Cách xác định vị trí của ngun tố trong BTH
+ Lớp e ngồi cùng có dạng nsa npb
+ Lớp e ngồi cùng có dạng (n-1)da nsb
VD: Xét cụ thể các nhóm
4. Các dạng BTH : Có 2 dạng thường gặp
* Dạng bảng dài : Gồm có 7 chu kì và 16 nhóm ( Nhóm A và nhóm B )
* Dạng bảng ngắn : Gồm có 7 chu kì và 8 nhóm ( Phân nhóm chính và Phân nhóm phụ )


Bài 8 -9 : SỰ BIẾN ĐỔI TUÀN HOÀN - ĐỊNH LUẬT TUẦN HỒN
I. Sự biến đổi tuần hồn cấu hình e :
* Cấu hình electron nguyên tử của các ngun tố nhóm A.
nhóm 1: viết cấu hình e ng.tử của H, Li , Na, K.
nhóm 2: viết cấu hình e ng.tử của Be, Mg, Ca
nhóm 3: viết cấu hình e ng.tử của B, Al , Ga
nhóm 4: viết cấu hình e ng.tử của C, Si , Ge
* Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm có số e hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự
của nhóm. Đó là nguyên nhân làm cho các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hố học
giống nhau.
* Sau mỗi chu kì, cấu hình e lớp ngồi cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A được lặp lại.
Gọi là sự biến đổi tuần hồn cấu hình e
* sự biến đổi tuần hồn cấu hình e là ngun nhân của sự biến đổi tuần hồn tính chất các ngun
tố.

II. Sự biến đổi tuần hồn tính chất các ngun tố :


1.Bán kính nguyên tử :
a) Khái niệm :Là khoảng cách từ hạt nhân đến lớp e ngoài cùng
b) Qui luật biến đổi
* Chu kì :
+ Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải bán kính nguyên tử giảm dần
+ Giải thích
* Nhóm A
+ Qui luật : Trong một nhóm khi đi từ trên xuống dưới bán kính ngun tử tăng dần
+ Giải thích
KL : Vậy bán kính nguyên tử của các nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hồn theo chiều tăng
điện tích hạt nhân
2.Năng lượng ion hóa :
a) Khái niệm : Năng lượng ion hóa thứ nhất ( I1) là năng lượng tối thiểu cần để tách e thứ nhất ra
khỏi nguyên tử
b) Qui luật biến đổi:
* Chu kì
+ Qui luật : Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải năng lượng ion hóa thứ nhất của ngun tử
tăng dần
+ Giải thích
* Nhóm A
+Qui luật :Trong một nhóm khi đi từ trên xuống dưới năng lượng ion hóa thứ nhất của nguyên tử
giảm dần
+ Giải thích
KL : Năng lượng ion hóa thứ nhất của ngun tử các ngun tố nhóm A biến đổi tuần hồn
theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
3. Ái lực electron :
a) Khái niệm : Ái lực electron của nguyên tử là năng lượng tòa ra hay thu vào khi nguyên tử kết

hợp thêm 1e để biến thành ion âm
b) Qui luật biến đổi:
* Chu kì
+ Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải ái lực e của nguyên tử tăng dần
+ Giải thích
* Nhóm A
+ Qui luật : Trong một nhóm A khi đi từ trên xuống dưới ái lực e của nguyên tử giảm dần
+ Giải thích
KL : Vậy giá trị ái lực e biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân
4. Độ âm điện (χ):
a)Khái niệm : Độ âm điện của một nguyên tố đặc trưng cho khả năng hút e của nguyên tử trong
phân tử ( Độ âm điện cang lớn thì nguyên tử hút e càng mạnh và ngược lại )
b) Qui luật biến đổi:
* Chu kì
+Qui luật : Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải độ âm điện tăng dần
+ Giải thích
* Nhóm A
+ Qui luật :Trong một nhóm A khi đi từ trên xuống dưới độ âm điện giảm dần
+ Giải thích
KL : Vậy độ âm điện của các nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt
nhân


5.Hóa trị : Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải hóa trị cao nhất của các nguyên tố với Oxi
tăng từ 1 đến 7 , cịn hóa trị với Hiđrô của các nguyên tố phi kim giảm từ 4 đến 1
KL: Vậy hóa trị cao nhất của nguyên tố đối với O , hóa trị đối với H của các nguyên tố phi kim
biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân
* Chú ý :
1) Cách viết công thức hợp chất của các nguyên tố :
STT của nhóm

IA
IIA
IIIA
1) Hợp chất có hóa
trị cao nhất đối với O R2O
RO
R 2 O3
:
2) Hợp chất có hóa
trị cao nhất đối với H RH
:
(rắn)

IVA

VA

VIA

VIIA

RO2

R 2 O5

RO3

R 2 O2

RH ↑

(khí )

RH2
(rắn)

RH3
(rắn)

RH4 ↑
(khí )

RH3 ↑
(khí )

RH2 ↑
(khí )

R(OH)2

R(OH)3

R(OH)4

R(OH)5

R(OH)6 R(OH)7

3) Hợ chất hiroxit
ROH

Một số điểm cần lu ý khi viết công thứuc hiđrôxit
+ R ( không phải là oxi ) có hóa trị cao nhất đối với oxi là bao nhiêu thì có
thể liên kết với bấy nhiêu nhóm OH
+ Trong phân tử hiđroxit : Số nguyên tử H 3 , số nguyên tử O ≤ 4 . Nếu quá thì phảI
trừ đI số nguyên lần phân tử H2O khỏi hiđrôxit đó
1 pt H O
VD :
R(OH)4 

→ H2 RO3
3 pt H O
R(OH)7 
→ HRO4
+ Trong hiđrơxit có
- Số ngun tử H = số nguyên tử O thì ta viết chung R(OH)n , đây là bazơ
- Số nguyên tử H ≠ số nguyên tử O thì viết H đầu tiên và O viết cuối cùng , đây là axit
2 ) Nếu công thức có hóa trị cao nhất với oxi là R2On thì :
+ Nếu R thuộc nhóm I ,II, III 
→ công thức của hợp chất với H là RHn ( rắn )
+ Nếu R thuộc nhóm cịn lại 
→ cơng thức của hợp chất với H là RH 8- n ( khí )
2

2

6.Tính kim loại ,tính phi kim :
a) K/n :
+ Tính kim loại : Là t/c của nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường e để trở thành ion dương
Nguyên tử của nguyên tố càng dễ nhường e , tính kim loại càng mạnh
+ Tính phi kim : Là t/c của nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận e để trở thành ion âm

Nguyên tử của nguyên tố càng dễ nhận e , tính phi kim càng mạnh
b) Sự biến đổi tính KL , PK :
+ Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải tính KL của các nguyên tố giảm dần , đồng thời tính
phi kim tăng dần
+ Trong một nhóm khi đi từ trên xuống dưới tính KL của các nguyên tố tăng dần , đồng thời tính
phi kim giảm dần
KL : Vậy tính KL, tính phi kim của các nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hồn theo chiều tăng
điện tích hạt nhân
7. Tính a xit ,bazơ của o xit và hiđrôxit :


* Trong một chu kì khi đi từ trái sang phải , tính bzơ của oxit và hiđ roxit tương ứng giảm dần ,
đồng thới tính axit của chúng tăng dần
* Trong một nhóm khi đi từ trên xuống dưới tính bzơ của oxit và hiđroxit tương ứng tăng dần
,đồng thới tính axit của chúng giảm dần
KL : Vậy tính axít –bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn
theo chiều tăng điện tích hạt nhân
III. Định luật tuần hồn :Tính chất của các nguyên tố cũng như thành phần, tính chất của các
đơn chất và hợp chất của chúng biến thiên tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân.

Bài 10: Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HỒN
1. Quan hệ giữa vị trí và cấu tạo nguyên tử :
Khi biết vị trí của một nguyê tố trong BTH có tể suy ra cấu tạo nguyên tử của nguyên tố và ngược
lại
2. Quan hệ giữa vị trí và tính chất của nguyên tố :
Khi biết vị trí của ngun tố trong BTH có thể suy ra những tính chất hóa học cơ bản của nó
3. So sánh tính chất của một ngun tố với các nguyên tố lân cận :
Dựa vào qui luật biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hồn có thể so sánh được
tính chất hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận