Giải bài tập SGK Hóa 10 Nâng cao Bài 8: Luyện tập Chương 1

Dãy nào trong các dãy gồm các phân lớp electron đã bão hòa?

A. s¹,p³,d⁷,f¹²

B. s²,p⁵,d⁹,f¹³

C. s²,p⁴,d¹⁰,f¹¹

D. s²,p⁶,d¹⁰,f¹⁴.

Phương pháp giải

Cần nắm vững khái niệm cấu hình bão hòa

Cấu hình bão hoà là khi phân lớp đạt số electron tối đa.

Ví dụ phân lớp s điền đủ 2 e, p điền đủ 6 e, d điền đủ 10 e.

Ví dụ: Mg có cấu hình 1s²2s²2p⁶3s²

Hướng dẫn giải

Dãy gồm các phân lớp electron đã bão hòa là s², p⁶, d¹⁰, f¹⁴.

→ Chọn D.

Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản của nguyên tử kim loại nào sau đây có electron độc thân ở obitan s?

A. Crom

B. Coban

C. Sắt

D. Mangan

E. Niken

Phương pháp giải

Viết cấu hình electron của các chất → phân tích cấu hình để rút ra kết luận đúng

Hướng dẫn giải

Cấu hình của các nguyên tử:

Cr (Z = 24): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵

Theo lý thuyết thì phải là 4s²3d⁴ nhưng 1e ở 4s² đã nhảy vào 3d⁴ để cấu hình đạt mức bán bão hòa vì vậy mà crom có e độc thân ở phân lớp s (4s¹). 

Fe (Z = 26): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶ → không có electron độc thân ở obitan s.

Mn (Z = 25): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁵ $$→ không có electron độc thân ở obitan s.

Ni (Z = 28): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁸ $$→ không có electron độc thân ở obitan s.

→ Đáp án A

Năng lượng của các obitan 2p_x,2p_y,2p_z có khác nhau không? Vì sao?

Phương pháp giải

Hướng dẫn giải

Năng lượng của các obitan 2p_x,2p_y,2p_z không khác nhau.

Vì phân lớp p có 3obitan trên cùng 1 phân lớp có mức năng lượng như nhau chỉ khác nhau về sự định hướng trong không gian.

Hãy cho biết số electron tối đa:

a) Trong các lớp K, N, M.

b) Trong các phân lớp s, p, d, f.

Phương pháp giải

Xác định số electron tối đa dựa vào công thức 2n³

Trong đó n là số lớp electron

Hướng dẫn giải

Câu a:

Số e tối đa trong 1 lớp được tính theo công thức 2n³

+ Lớp K có n = 1 → số e tối đa 2.1² = 2

+ Lớp N có n = 4 → số e tối đa là 2.4²=43

+ Lớp M có n = 3 → số e tối đa là 2.3²=18

Câu b:

Trong phân lớp s có 1 obitan → số electron tối đa là 2

Trong phân lớp p có 3 obitan → số electron tối đa là 6

Trong phân lớp d có 5 obitan → Số electron tối đa là 10

Trong phân lớp f có 7 obitan → số electron tối đa là 14

Sự phân bố các electron vào mỗi obitan nguyên tử ở trạng thái cơ bản sau được viết đúng qui ước không? Hãy giải thích?

Phương pháp giải

- Nguyên lí Pau-li

Trên 1 obitan có tối đa 2e và 2e này chuyển động tự quay khác chiều nhau:

- Nguyên lí bền vững

Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt các obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.

- Quy tắc Hun

Trong 1 phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và có chiều tự quay giống nhau.

Hướng dẫn giải

Câu a: Viết đúng quy ước.

Câu b: Không viết đúng quy ước (Theo nguyên lí Pau-li: 2 electron trên 1 obitan chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron).

Câu c: Không viết đúng quy ước (Theo nguyên lí Pau-li: 2 electron trên 1 obitan chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron).

Câu d: Không viết đúng quy ước (Theo quy tắc Hun: trong cùng 1 phân lớp, các electron phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau).

Câu e: Viết đúng qui ước.

Câu g: Không viết đúng qui ước. (Theo quy tắc Hun: trong cùng 1 phân lớp, các electron phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau).

→ Giải thích: Sự xắp xếp các electron vào các obitan theo dựa theo quy tắc Hun, nguyên lý Pau-li, nguyên lí bền vững.

Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, trật tự năng lượng AO tăng dần theo chiều từ trái qua phải và đúng trật tự từ thấy lên cao theo như dãy sau không?

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s 5d 6p 7s 5f 6d ...

Nếu sai, hãy sửa lại cho đúng.

Phương pháp giải

Viết lại phân bố mức năng lượng sao cho phù hợp với quy tắc

Hướng dẫn giải

Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, trật tự năng lượng AO tăng dần theo chiều từ trái qua phải và trật tự từ thấp lên cao theo dãy:

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s 5d 6p 7s 5f 6d ... là sai

Sửa lại là: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 3d 4f 5s 4d f 5s 4d 5p 6s 5d 6p 7s 5f 6d …

Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có Z = 15, Z = 17, Z = 20, Z = 21, Z = 31.

Phương pháp giải

Viết cấu hình electron tuân theo ba bước sau:

B1: Điền lần lượt các e vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng.

B2: Sắp xếp lại theo thứ tự các lớp và phân lớp theo nguyên tắc từ trong ra ngoài.

B3: Xem xét phân lớp nào có khả năng đạt đến bão hòa hoặc bán bão hòa thì có sự sắp xếp lại các electron ở các phân lớp (chủ yếu là d và f)

Hướng dẫn giải

Cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố có:

Z = 15: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³

Z = 17: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵

Z = 20: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²

Z = 21: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²

Z = 31: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹

Nguyên tử Fe có Z = 26. Hãy viết cấu hình electorn của Fe. Nếu nguyên tử Fe bị mất hai electron, mất ba electron thì các cấu hình electron tương ứng sẽ như thế nào?

Phương pháp giải

Viết cấu hình electron tuân theo ba bước sau:

B1: Điền lần lượt các e vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng. 

B2: Sắp xếp lại theo thứ tự các lớp và phân lớp theo nguyên tắc từ trong ra ngoài. 

B3: Xem xét phân lớp nào có khả năng đạt đến bão hòa hoặc bán bão hòa thì có sự sắp xếp lại các electron ở các phân lớp (chủ yếu là d và f)

Hướng dẫn giải

Fe (Z = 26): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

Fe²⁺ (Z = 26): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶

Fe³⁺ (Z = 26): 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵