Lý thuyết và bài tập trắc nghiệm Hóa học Lớp 10 - Chuyên đề 1: Nguyên tử

CHUYÊN ĐỀ 1 : 	NGUYÊN TỬ
A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT
I. Thành phần nguyên tử
 Nguyên tử gồm hạt nhân và vỏ electron. Hạt nhân gồm các hạt proton và nơtron, phần vỏ gồm các electron. Các đặc trưng của các hạt cơ bản trong nguyên tử được tóm tắt trong bảng sau :
Proton
Nơtron
Electron
Kí hiệu
p
n
e
Khối lượng u (đvC)
1
1
0,00055
Khối lượng (kg)
1,6726.10-27
1,6748.10-27
9,1095.10-31
Điện tích nguyên tố
1+
0
1–
Điện tích C (Culông)
1,602.10-19
0
–1,602.10-19
● Kết luận : Trong nguyên tử hạt nhân mang điện dương, còn lớp vỏ mang điện âm. Tổng số proton trong hạt nhân bằng tổng số electron ở lớp vỏ. Khối lượng của electron rất nhỏ so với proton và nơtron.
II. Điện tích và số khối hạt nhân
1. Điện tích hạt nhân
 Nguyên tử trung hòa điện, cho nên ngoài các electron mang điện âm, nguyên tử còn có hạt nhân mang điện dương. Điện tích hạt nhân là Z+, số đơn vị điện tích hạt nhân là Z.
	Số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron 
 Ví dụ : Nguyên tử có 17 electron thì điện tích hạt nhân là 17+
2. Số khối hạt nhân
	A = Z + N
 Ví dụ : Nguyên tử natri có 11 electron và 12 nơtron thì số khối là : 
A = 11 + 12 = 23 (Số khối không có đơn vị)
3. Nguyên tố hóa học 
 Là tập hợp các nguyên tử có cùng số điện tích hạt nhân.
 Số hiệu nguyên tử (Z) : Z = p = e
 Kí hiệu nguyên tử : 
 Trong đó A là số khối nguyên tử, Z là số hiệu nguyên tử, X là ký hiệu hóa học của nguyên tử.
III. Đồng vị, nguyên tử khối trung bình
1. Đồng vị
 Là tập hợp các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau số nơtron (khác nhau số khối A).
 	Ví dụ : Nguyên tố cacbon có 3 đồng vị: 
Các đồng vị bền có : với Z < 83 hoặc : với Z ≤ 20.
2. Nguyên tử khối trung bình
 Gọi là nguyên tử khối trung bình của một nguyên tố. A1, A2 ... là nguyên tử khối của các đồng vị có % số nguyên tử lần lượt là a%, b%...
Ta có :	
● Lưu ý : Trong các bài tập tính toán người ta thường coi nguyên tử khối bằng số khối.
IV. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử. Obitan nguyên tử
 - Trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân và không theo một quỹ đạo xác định.
 - Khu vực xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt của electron là lớn nhất được gọi là obitan nguyên tử (AO).
 - Obitan s có dạng hình cầu, obitan p có dạng hình số 8 nổi, obitan d, f có hình dạng phức tạp.
V. Lớp và phân lớp electron
1. Lớp electron
 Trong nguyên tử, mỗi electron có một mức năng lượng nhất định. Các electron có mức năng lượng gần bằng nhau được xếp thành một lớp electron.
 Thứ tự của lớp tăng dần 1, 2, 3, n thì mức năng lượng của electron cũng tăng dần. Electron ở lớp có giá trị n nhỏ bị hạt nhân hút mạnh, khó bứt ra khỏi nguyên tử, có mức năng lượng thấp. Electron ở lớp có giá trị n lớn bị hạt nhân hút yếu hơn và dễ tách ra khỏi nguyên tử hơn, có mức năng năng lượng cao. Các electron ở lớp ngoài cùng là những electron quyết định tính chất hóa học của nguyên tử.
 Lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là lớp electron bão hoà.
 Thứ tự và kí hiệu các lớp :
n
1
2
3
4
5
6
7
Tên lớp
K
L
M
N
O
P
Q
 Tổng số electron trong một lớp là 2n2
Số thứ tự của lớp electron (n)
1
2
3
4
Kí hiệu tương ứng của lớp electron
K
L
M
N
Số electron tối đa ở lớp
2
8
18
32
2. Phân lớp electron
 Mỗi lớp electron lại được chia thành các phân lớp. Các electron thuộc cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.
 Kí hiệu các phân lớp là các chữ cái thường : s, p, d, f.
 Số obitan có trong các phân lớp s, p, d, f lần lượt là 1, 3, 5 và 7.
 Mỗi obitan chứa tối đa 2 electron. 
 Số phân lớp của một lớp electron bằng số thứ tự của lớp. 
 Ví dụ : Lớp K (n = 1) chỉ có một phân lớp s. 
 Lớp L (n = 2) có 2 phân lớp là s và p. 
 Lớp M (n = 3) có 3 phân lớp là s, p, d
 Số electron tối đa trong một phân lớp : Phân lớp s chứa tối đa 2 electron ; Phân lớp p chứa tối đa 6 electron ; Phân lớp d chứa tối đa 10 electron ; Phân lớp f chứa tối đa 14 electron.
VI. Cấu hình electron trong nguyên tử 
1. Mức năng lượng
 Trật tự mức năng lượng : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s ...
 Mức năng lượng tăng dần
2. Cấu hình electron
 Sự phân bố các electron vào obitan trong nguyên tử tuân theo các quy tắc và nguyên lí :
 Nguyên lí Pauli : Trên một obitan có thể có nhiều nhất hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi obitan.
 Nguyên lí vững bền : Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.
 Quy tắc Hun : Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.
 Cách viết cấu hình electron trong nguyên tử :
 	Xác định số electron 
 	Sắp xếp các electron vào phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng
 	Viết electron theo thứ tự các lớp và phân lớp.
 Ví dụ : Viết cấu hình electron của Fe (Z = 26)
	1s22s22p63s23p64s23d6 	1s22s22p63s23p63d64s2
	Sắp xếp theo mức năng lượng 	Cấu hình electron
3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng
 Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng (ns2np6) đều rất bền vững, chúng hầu như không tham gia vào các phản ứng hoá học. Đó là các khí hiếm, vì vậy trong tự nhiên, phân tử khí hiếm chỉ gồm một nguyên tử. 
 Các nguyên tử có 1 đến 3 electron lớp ngoài cùng đều là các kim loại (trừ H, He, B). Trong các phản ứng hoá học các kim loại có xu hướng chủ yếu là nhường electron trở thành ion dương.
 Các nguyên tử có 5 đến 7 electron lớp ngoài cùng đều là các phi kim. Trong các phản ứng hoá học các phi kim có xu hướng chủ yếu là nhận thêm electron trở thành ion âm.
 Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng là các phi kim, khi chúng có số hiệu nguyên tử nhỏ như C, Si hay các kim loại như Sn, Pb khi chúng có số hiệu nguyên tử lớn. 
B. PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ NGUYÊN TỬ
I. Bài tập về đồng vị
 Bài tập về đồng vị có một số dạng như sau : Tính nguyên tử khối trung bình, số khối trung bình của các đồng vị; xác định số khối của đồng vị; xác định thành phần phần trăm về số nguyên tử, về khối lượng của đồng vị; xác định số lượng nguyên tử đồng vị; xác định số loại hợp chất tạo ra từ các nguyên tố có nhiều đồng vị.
● Tóm tắt kiến thức trọng tâm :
 Đồng vị là tập hợp những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron nên khác nhau về số khối.
 Trong nguyên tử, khối lượng của các hạt electron ở lớp vỏ rất nhỏ (bằng khoảng khối lượng của hạt proton hoặc nơtron) nên khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân, tức là bằng tổng khối lượng của hạt proton và nơtron. Vì vậy trong các bài tập ta thường coi nguyên tử khối trung bình () của các đồng vị bằng số khối trung bình () của chúng.
 Công thức tính số khối trung bình hay nguyên tử khối trung bình :
 Trong đó : x1, x2,...,xn là phần trăm số nguyên tử hoặc số nguyên tử hoặc số mol của các đồng vị; A1, A2,..., An là số khối của các đồng vị.
 Mol là một đơn vị lượng chất chứa 6,02.1023 hạt vi mô phân tử, nguyên tử, ion hay electron.
Phương pháp giải
 Để tính thành phần phần trăm số nguyên tử của các đồng vị ta có thể sử dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình hoặc sử dụng phương pháp đường chéo.
 Để tính số lượng nguyên tử, phân tử khi biết khối lượng chất, trước tiên ta tính số mol của chúng sau đó dựa vào khái niệm về số mol để suy ra kết quả.
 Để xác định số loại phân tử hợp chất tạo ra từ các nguyên tố có nhiều đồng vị ta dùng toán tổ hợp.
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Nguyên tử Mg có ba đồng vị ứng với thành phần phần trăm về số nguyên tử như sau :
 Đồng vị 
 % 78,6 10,1 11,3
 a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg.
 b. Giả sử trong hỗn hợp nói trên có 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của hai đồng vị còn lại là bao nhiêu ? 
Hướng dẫn giải
a. Tính nguyên tử khối trung bình của Mg :
 Do electron có khối lượng rất nhỏ nên nguyên tử khối trung bình của Mg xấp xỉ bằng số khối trung bình của nó : 
b. Tính số nguyên tử của các đồng vị và :
Ta có : 
 Giả sử trong hỗn hợp nói trên có 50 nguyên tử , thì số nguyên tử tương ứng của 2 đồng vị còn lại là :
 Số nguyên tử = (nguyên tử).
 Số nguyên tử = (nguyên tử).
Ví dụ 2: Cho hai đồng vị hiđro với tỉ lệ % số nguyên tử : (99,984%), (0,016%) và hai đồng vị của clo : (75,53%), (24,47%).
 a. Tính nguyên tử khối trung bình của mỗi nguyên tố.
 b. Có thể có bao nhiêu loại phân tử HCl khác nhau được tạo nên từ hai loại đồng vị của hai nguyên tố đó.
 c. Tính phân tử khối gần đúng của mỗi loại phân tử nói trên.
Hướng dẫn giải
a. Nguyên tử khối trung bình của hiđro và clo là :
b. Trong phân tử HCl, có 1 nguyên tử H và 1 nguyên tử Cl. Nguyên tố H và Cl đều có 2 đồng vị. Nên để chọn nguyên tử H thì có 2 cách chọn, tương tự ta thấy có 2 cách chọn nguyên tử Cl. Do đó có 2.2 = 4 loại phân tử HCl khác nhau.
Công thức phân tử là : ().
c. Phân tử khối lần lượt : 36 38 37 39	
Ví dụ 3: Biết rằng nguyên tố agon có ba đồng vị khác nhau, ứng với số khối 36; 38 và A. Phần trăm các đồng vị tương ứng lần lượt bằng : 0,34% ; 0,06% và 99,6%. Tính số khối của đồng vị A của nguyên tố agon, biết rằng nguyên tử khối trung bình của agon bằng 39,98.
Hướng dẫn giải
 Ta có : 
Ví dụ 4: Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,54. Đồng tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị và . 
 a. Tính thành phần phần trăm về số nguyên tử của mỗi loại đồng vị.
 b. Tính thành phần phần trăm về khối lượng của mỗi loại đồng vị.
Hướng dẫn giải
 a. Tính thành phần phần trăm về số nguyên tử của mỗi loại đồng vị :
● Cách 1 : Sử dụng công thức tính nguyên tử khối trung bình :
 Gọi phần trăm số nguyên tử của đồng vị là x, phần trăm đồng vị là (100 – x).
 Ta có = 63,54 Þ x = 73
 Vậy % số nguyên tử của đồng vị và lần lượt là 73% và 27%.
● Cách 2 : Sử dụng phương pháp đường chéo :
 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có :
 63
65 – 63,54 =1,46
 63,54
 65
63,54 – 63 = 0,54
 Vậy % số nguyên tử của đồng vị = ;là 27%.
b. Thành phần phần trăm % về khối lượng của mỗi loại đồng vị :
.
Ví dụ 5: Một loại khí clo có chứa 2 đồng vị ; . Cho Cl2 tác dụng với H2 rồi lấy sản phẩm hoà tan vào nước thu được dung dịch X. Chia dung dịch X thành hai phần bằng nhau : 
- Phần thứ nhất cho tác dụng vừa đủ với 125 ml dung dịch Ba(OH)2 0,88M.
- Phần thứ hai cho tác dụng với AgNO3 vừa đủ ta thu được 31,57 gam kết tủa.
Thành phần % số nguyên tử của mỗi đồng vị là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
 Gọi phần trăm số nguyên tử của là x, là (100 – x).
	Cl2 + H2 	 ® 2HCl 	(1)
 Thí nghiệm 1: = 0,88.0,125 = 0,11 mol. 
 	2HCl 	 + Ba(OH)2 ® BaCl2 + 2H2O 	(2)
mol:	0,22 0,11 
 Thí nghiệm 2: 
HCl 	 + AgNO3 ® AgCl ¯ + HNO3	(3)
mol:	0,22 0,22	
 Vậy MAgCl = 108 + = = 143,5 Þ = 143,5 – 108 = 35,5
= 35,5 Þ x = 75.	
 Vậy thành phần phần trăm mỗi loại đồng vị của clo là : (75% ) ; (25%).
Ví dụ 6: Nguyên tố Cu có nguyên tử khối trung bình là 63,54 có 2 đồng vị X và Y, biết tổng số khối là 128. Số nguyên tử đồng vị X bằng 0,37 lần số nguyên tử đồng vị Y. Vậy số nơtron của đồng vị Y ít hơn số nơtron của đồng vị X là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
 Gọi số khối của hai đồng vị X, Y là A1 và A2; phần trăm số nguyên tử của hai đồng vị này là x1 và x2. Theo giả thiết ta có :
 Vậy số nơtron của đồng vị Y ít hơn số nơtron của X là 65 – 63 = 2.
Ví dụ 7: Trong tự nhiên kali có hai đồng vị và Tính thành phần phần trăm về khối lượng của có trong KClO4 (Cho O = 16; Cl = 35,5; K = 39,13).
Hướng dẫn giải
 Gọi phần trăm về số nguyên tử đồng vị (phần trăm về số mol) của và là x1 và x2 ta có :
 Giả sử có 1 mol KClO4 thì tổng số mol các đồng vị của K là 1 mol, trong đó số mol là 1.0,935 =0,935 mol.
 Vậy thành phần phần trăm về khối lượng của có trong KClO4 là :
Ví dụ 8: Trong nước, hiđro tồn tại hai đồng vị 1H và 2H. Biết nguyên tử khối trung bình của hiđro là 1,008; của oxi là 16. Số nguyên tử đồng vị của 2H có trong 1 ml nước nguyên chất (d = 1 gam/ml) là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
 Áp dụng sơ đồ đường chéo ta có :
 1
2 – 1,008
 1,008
 2
1,008 – 1
 Vậy phần trăm về số nguyên tử của các đồng vị H là : 
 Số mol nước là : mol ; Tổng số mol H là : 2. ; Số mol 2H là : 2. . 0,8%.
 Số nguyên tử đồng vị 2H trong 1 gam nước là : 2.. 0,8%.6,023.1023 = 5,35.1020.
II. Xác định nguyên tử, công thức phân tử hợp chất
 Phương pháp giải
 Để xác định được nguyên tử hoặc công thức phân tử hợp chất, ta cần đi tìm số proton (số đơn vị điện tích hạt nhân Z) của nguyên tử hoặc các nguyên tử tạo nên phân tử hợp chất đó.
 + Nếu đề cho biết giá trị điện tích hạt nhân của nguyên tử hoặc ion đơn nguyên tử thì ta tính số proton như sau : (q là giá trị điện tích hạt nhân, 1,6.10-19 là giá trị điện tích của 1 proton; điện tích có đơn vị là culông : C).
 + Đối với 82 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn, giữa số proton và nơtron có mối liên hệ :
 + Nếu đề cho biết các thông tin về mối liên quan giữa các hạt cơ bản của nguyên tử, phân tử; thành phần phần trăm về khối lượng của nguyên tử trong phân tử. Thì ta thiết ta lập hệ phương trình liên quan đến các hạt cơ bản của nguyên tử, phân tử. Sau đó giải hệ phương trình để tìm số proton của các nguyên tử, từ đó trả lời các câu hỏi mà đề bài yêu cầu. 
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Hạt nhân của ion X+ có điện tích là 30,4.10-19 culông. Xác định ký hiệu và tên nguyên tử X.
 Hướng dẫn giải
 Theo giả thiết : Hạt nhân của ion X+ có điện tích là 30,4.10-19 C nên nguyên tử X cũng có điện tích hạt nhân là 30,4.10-19 C. Mặt khác mỗi hạt proton có điện tích là 1,6.10-19 C nên suy ra số prton trong hạt nhân của X là : 
 Vậy nguyên tử X là Kali (K).
Ví dụ 2: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng các hạt cơ bản là 180 hạt, trong đó các hạt mang điện nhiều hơn các hạt không mang điện là 32 hạt. Tính số khối của nguyên tử X.
Hướng dẫn giải
 Trong nguyên tử của nguyên tố X có :
Ví dụ 3: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong nguyên tử X là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35% tổng số hạt. Số hạt mỗi loại trong nguyên tử X là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
 Trong nguyên tử của nguyên tố X có :
 Vậy trong nguyên tử X, số p = số e = 9; số n = 10.
Ví dụ 4: Tổng số hạt proton, electron, nơtron trong nguyên tử nguyên tố X là 10. Xác định tên nguyên tố X.
	Hướng dẫn giải
 Theo giả thiết ta có tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử X là 10 nên :
	p + n + e = 10	 2p + n =10	(1)
 Mặt khác, đối với các nguyên tử có Z 82 có :
	(2)
 Từ (1) và (2) suy ra : .
 Vậy nguyên tố X là Liti (Li).
Ví dụ 5: Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong hai nguyên tử kim loại A và B là 142, trong đó tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 42. Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn của nguyên tử A là 12. Xác định 2 kim loại A và B. 
Hướng dẫn giải
 Gọi tổng số hạt proton, nơtron và electron của nguyên tử A là : pA, nA, eA và B là pB, nB, eB.
 Ta có pA = eA và pB = eB. 
 Theo bài : Tổng số các loại hạt proton, nơtron và electron của hai nguyên tử A và B là 142 nên :
 pA + nA + eA + pB + nB + eB = 142
2pA + 2pB + nA + nB = 142	(1)
 Tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 42 nên : 
pA + eA + pB + eB - nA - nB = 42 2pA + 2pB - nA - nB = 42	(2)
 Số hạt mang điện của nguyên tử B nhiều hơn của nguyên tử A là 12 nên :
pB + eB - pA - eA = 12 2pB - 2pA = 12 pB - pA = 6	(3)
 Từ (1), (2), (3) ta có : pA = 20 (Ca) và pB = 26 (Fe).
Ví dụ 6: Một hợp chất có công thức XY2 trong đó X chiếm 50% về khối lượng. Trong hạt nhân của X và Y đều có số proton bằng số nơtron. Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32. Viết cấu hình electron của X và Y.
Hướng dẫn giải
 Gọi số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử X là p, n, e và của Y là p’, n’, e’.
 Theo bài : p = n = e và p’ = n’ = e’.
 Trong hợp chất XY2, X chiếm 50% về khối lượng nên:
.
 Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32 nên p + 2p’ = 32.
 Từ đây tìm được: p = 16 (S) và p’ = 8 (O). Hợp chất cần tìm là SO2.
 Cấu hình electron của S: 1s22s22p63s23p4 và của O: 1s22s22p4.
Ví dụ 7: Một hợp chất có công thức là MAx, trong đó M chiếm 46,67% về khối lượng. M là kim loại, A là phi kim ở chu kì 3. Trong hạt nhân của M có n - p = 4, trong hạt nhân của A có n’ = p’. Tổng số proton trong MAx là 58. Xác định công thức của MAx. 
Hướng dẫn giải
 Trong hợp chất MAx, M chiếm 46,67% về khối lượng nên :
. 
 Thay n - p = 4 và n’ = p’ ta có :
 hay 4(2p + 4) = 7xp’.
 Tổng số proton trong MAx là 58 nên: p + xp’ = 58.
 Từ đây tìm được: p = 26 và xp’ = 32.
 Do A là phi kim ở chu kì 3 nên 15 p’ 17. Vậy x = 2 và p’ = 16 thỏa mãn.
 Vậy M là Fe và A là S; công thức của MAx là FeS2.
Ví dụ 8: Một hợp chất được tạo thành từ các ion M+ và X22-. Trong phân tử của M2X2 có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 164. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 52. Số khối của M lớn hơn số khối của X là 23 đơn vị. Tổng số hạt electron trong M+ nhiều hơn trong X22- là 7 hạt.
 a. Xác định các nguyên tố M, X và viết công thức của phân tử M2X2.
 b. Viết cấu hình electron (dạng chữ và dạng obitan) của nguyên tố X.
Hướng dẫn giải
a. Xác định các nguyên tố M, X và viết công thức của phân tử M2X2 :
 Gọi p, e, n là số proton, số electron và số nơtron trong một nguyên tử M; p’, e’, n’ là số proton, số electron và số nơtron trong một nguyên tử X. Trong nguyên tử số proton = số electron; các hạt mang điện là proton và electron, hạt không mang điện là nơtron.
 Theo giả thiết :
 + Trong phân tử của M2X2 có tổng số hạt proton, nơtron và electron là 164 nên suy ra :
 	2(2p + n) + 2(2p’ + n’) = 164	(1)
 + Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 52 nên suy ra :
	(4p + 4p’) - 2(n + n’) = 52	(2)
+ Số khối của M lớn hơn số khối của X là 23 đơn vị nên ta có suy ra :
	(p + n) - (p’ + n’) = 23	(3)
+ Tổng số hạt electron trong M+ nhiều hơn trong X22- là 7 hạt	nên suy ra :
(2p + n - 1) - 2(2p’ + n’) + 2 = 7	(4)
 Giải hệ (1), (2), (3), (4) ta được p = 19 Þ M là kali; p’ = 8 Þ X là oxi.
 Công thức phân tử của hợp chất là K2O2.
b. Cấu hình electron và sự phân bố electron trong obitan của nguyên tử O là :
­¯
­¯
­¯
­
­
1s2
2s2
2p4
Ví dụ 9: Anion Y2- do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố hóa học tạo nên. Tổng số electron trong Y2- là 50. Xác định công thức phân tử và gọi tên ion Y2-, biết rằng 2 nguyên tố trong Y2- thuộc cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp.
Hướng dẫn giải
 Gọi công thức của Y2- là . 
 Theo bài, tổng số electron trong Y2- bằng 50 nên tổng số proton trong Y2- bằng 48.
 Ta có : (5 - m)ZE + mZF = 48 (1)
 Ta nhận thấy: Số proton trung bình của một hạt nhân nguyên tử trong Y2- là = 9,6 nên E thuộc chu kỳ 2, F ở chu kỳ kế tiếp với E nên F thuộc chu kỳ 3. Mặt khác, hai nguyên tố E và F thuộc cùng một phân nhóm nên ZF - ZE = 8.	(2)
 Từ (1), (2) ta có : 5ZE + 8m = 48.
 Ta lập bảng sau :
m
1
2
3
4
ZE (E)
8 (O)
6,4 (loại)
4,8 (loại)
3,2 (loại)
 Vậy E là O. Từ đó suy ra F là S. Ion Y2- cần tìm là ion sunfat SO. 
III. Xác định khối lượng, khối lượng riêng, bán kính nguyên tử
● Tóm tắt kiến thức trọng tâm :
 - Khối lượng nguyên tử tương đối và khối lượng nguyên tử tuyệt đối :
 	+ Khối lượng tuyệt đối (m) của nguyên tử là khối lượng thực của nguyên tử (rất nhỏ).
	Ví dụ : mH = 1,67.10-24 gam; mC = 19,92.10-24 gam.
 	+ Khối lượng tương đối của nguyên tử (M) là khối lượng nguyên tử tính theo đơn vị Cacbon (đvC) hay còn gọi là khối lượng mol. Quy ước 1đvC = 1u = khối lượng tuyệt đối của 12C =
 	+ Mối quan hệ giữa khối lượng tương đối và khối lượng tuyệt đối :
	 hoặc 
 - Nguyên tử có dạng hình cầu có thể tích (r là bán kính nguyên tử). Khối lượng riêng của nguyên tử .
Phương pháp giải bài tập tính bán kính nguyên tử 
 + Bước 1 : Tính thể tích của 1 mol nguyên tử : ((rô) là độ đặc khít, là phần trăm thể tích mà các nguyên tử chiếm trong tinh thể kim loại). 
 + Bước 2 : Tính thể tích của 1 nguyên tử : (N =6,023.1023 là số Avogađro)
 + Bước 3 : Áp dụng công thức tính thể tích hình cầu : . 
►Các ví dụ minh họa◄
Ví dụ 1: Nguyên tử khối trung bình của bạc bằng 107,02 lần nguyên tử khối của hiđro. Nguyên tử khối của hiđro bằng 1,0079. Tính nguyên tử khối của bạc. 
Hướng dẫn giải
 Theo giả thiết ta có : AAg = 107,02. AH AAg = 107,02.1,0079 = 107,865 đvC.
Ví dụ 2: Kết quả phân tích cho thấy trong phân tử khí CO2 có 27,3% C và 72,7% O theo khối lượng. Biết nguyên tử khối của C là 12,011. Hãy xác định nguyên tử khối của oxi.
Hướng dẫn giải
 Gọi nguyên tử khối của oxi là A.
 Theo giả thiết trong phân tử CO2, C chiếm 27,3% nên ta có :
Ví dụ 3: Biết rằng khối lượng một nguyên tử oxi nặng gấp 15,842 lần và khối lượng của nguyên tử cacbon nặng gấp 11,9059 lần khối lượng của nguyên tử hiđro. Hỏi nếu chọn khối lượng nguyên tử cacbon làm đơn vị (đvC) thì H, O có nguyên tử khối là bao nhiêu ?
Hướng dẫn giải
 Theo giả thiết ta có : 
MO = 15,842.MH
MC = 11,9059.MH 
 Suy ra : 
Ví dụ 4: Nguyên tử kẽm (Zn) có nguyên tử khối bằng 65u. Thực tế hầu như toàn bộ khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân, với bán kính r = 2.10-15m. Khối lượng riêng của hạt nhân nguyên tử kẽm là bao nhiêu tấn trên một centimet khối (tấn/cm3)?
Hướng dẫn giải
r = 2.10-15m = 2.10-13cm.
V = = = 33,49.10-39cm3.
Ta có 1u = 1,66.10-27 kg = 1,66.10-30 tấn.
Khối lượng riêng hạt nhân = = 3,32.109 tấn/cm3 .
Ví dụ 5: Nguyên tử Al có bán kính 1,43và có nguyên tử khối là 27u. Khối lượng riêng của Al bằng bao nhiêu, biết rằng trong tinh thể nhôm các nguyên tử chỉ chiếm 74% thể tích, còn lại là các khe trống?
Hướng dẫn giải
● Cách 1 :
cm
Vnguyên tử Al = 12,243.10-24 cm3
 M nguyên tử Al 
d nguyên tử Al 
 Thực tế Vnguyên tử chiếm 74% thể tích tinh thể. Vậy d thực tế của Al là :
.
● Cách 2 :
 V 1 mol nguyên tử Al = .
 V 1 nguyên tử Al = .
 Mặt khác : 
Ví dụ 6: Trong nguyên tử X, giữa bán kính hạt nhân (r) và số khối của hạt nhân (A) có mối quan hệ như sau : r = 1,5.10-13.A1/3 cm. Tính khối lượng riêng (tấn/cm3) của hạt nhân nguyên tử X.
Hướng dẫn giải
 Coi hạt nhân nguyên tử có dạng hình cầu, thì giữa thể tích hạt nhân và bán kính hạt nhân có mối liên hệ như sau : (1)
 Thay r = 1,5.10-13.A1/3 cm vào (1) ta có : 
 Trong nguyên tử, khối lượng của electron rất nhỏ nên khối lượng nguyên tử chủ yếu tập trung ở hạt nhân. Do đó khối lượng (gam) của 1 mol nguyên tử (M) có giá trị xấp xỉ bằng số khối (A).
 Khối lượng của 1 nguyên tử xấp xỉ bằng khối lượng của hạt nhân = 
 Khối lượng riêng của hạt nhân 
.
Ví dụ 7: Khối lượng riêng của canxi kim loại là 1,55 g/cm3. Giả thiết rằng, trong tinh thể canxi các nguyên tử là những hình cầu chiếm 74% thể tích tinh thể, phần còn lại là khe rỗng. Xác định bán kính nguyên tử canxi. Cho nguyên tử khối của Ca là 40.
Hướng dẫn giải
 V 1 mol nguyên tử Ca = .
 V 1 nguyên tử Ca = .
 Mặt khác : V1 nguyên tử Ca = = 1,96.10-8 cm.
Ví dụ 8: Theo định nghĩa, số Avogađro là một số bằng số nguyên tử đồng vị 12C có trong 12 gam đồng vị 12C. Số Avogađro được kí hiệu là N, N có giá trị là 6,023.1023. Khối lượng của một nguyên tử 12C là bao nhiêu gam ?
Hướng dẫn giải
 Khối lượng của một nguyên tử cacbon 12, 
C. BÀI TẬP TỰ LUẬN 
I. Bài tập lý thuyết
Câu 1: Hãy cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron và số electron của các nguyên tử có kí hiệu sau đây :
 a. 
 b. 
Câu 2: Các nguyên tử A, B, C, D, E có số proton và số nơtron lần lượt như sau :
	A: 28 proton và 31 nơtron.
	B: 18 proton và 22 nơtron.
	C: 28 proton và 34 nơtron.
	D: 29 proton và 30 nơtron.
	E: 26 proton và 30 nơtron.
 Hỏi những nguyên tử nào là những đồng vị của cùng một nguyên tố và nguyên tố đó là nguyên tố gì ? Những nguyên tử nào có cùng số khối ?
Câu 3: Có thể mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử bằng các quỹ đạo chuyển động được không ? Tại sao ? Theo lí thuyết hiện đại, trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử được mô tả bằng hình ảnh gì ?
Câu 4: Trình bày hình dạng của các obitan nguyên tử s và p và nêu rõ sự định hướng khác nhau của chúng trong không gian.
Câu 5: Chọn các từ và cụm từ thích hợp, cho sẵn để điền vào những chỗ trống trong các câu sau :
 Obitan nguyên tử là khoảng......(1).....xung quanh hạt nhân mà tại đó........(2)......hầu hết xác suất có mặt electron. Obitan s có dạng hình.......(3)......., tâm là .........(4).........Obitan p gồm ba obitan px, py, pz có hình......(5)......
a. số 8 nổi	b. cầu	c. tập trung
d. không gian	e. hạt nhân nguyên tử	f. nguyên tử
Câu 6: Hãy cho biết tên của các lớp electron ứng với các giá trị của n = 1, 2, 3, 4 và cho biết các lớp đó lần lượt có bao nhiêu phân lớp electron ?
Câu 7: 
 a. Dựa vào đâu mà biết được rằng trong nguyên tử các electron được sắp xếp theo từng lớp ?
b. Electron ở lớp nào liên kết với hạt nhân chặt chẽ nhất ? Kém nhất ? 
Câu 8: Khoanh tròn vào chữ Đ nếu phát biểu đúng, chữ S nếu phát biểu sai trong những câu dưới đây :
 a. Các electron thuộc các obitan 2px, 2py, 2pz có năng lượng như nhau.	 	Đ - S
 b. Các electron thuộc các obitan 2px, 2py, 2pz chỉ khác nhau về định hướng trong không gian.	 	Đ - S
 c. Năng lượng của các electron thuộc các phân lớp 3s, 3p, 3d là khác nhau. 	Đ - S
 d. Năng lượng của các electron thuộc các obitan 2s và 2px là như nhau.	 	Đ - S
 e. Phân lớp 3d đã bão hoà khi đã xếp đầy 10 electron.	 	Đ - S
Câu 9: Sự phân bố electron trong phân tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc nào ? Hãy phát biểu các nguyên lí và quy tắc đó. Lấy thí dụ minh họa.
Câu 10: Cấu hình electron của nguyên tử có ý nghĩa gì ? Cho thí dụ.
Câu 11: Trong các cấu hình electron sau, cấu hình nào sai ? Tại sao ?
	(1) 1s22s22p2x2p1y2p1z	(2) 1s22s22p2x2p2y2p2z3s1
(3) 1s22s22p2x 2p1y	(4) 1s22s22p1x2p1y2p1z
Câu 12: Tại sao trong sơ đồ phân bố electron của nguyên tử cacbon (C : 1s22s22p2) phân lớp 2p lại biểu diễn như sau : 
Câu 13: Ghép đôi tên nguyên tố ở cột A với cấu hình electron tương ứng ở cột B.
A
B
1. Oxi (Z = 8)
A. 1s22s22p63s23p64s1
2. Cacbon (Z = 6)
B. 1s22s22p63s23p64s2	
3. Kali (Z = 19)
C. 1s22s22p63s23p5
4. Clo (Z = 17)
D. 1s22s22p4
5. Canxi (Z = 20)
E. 1s22s22p2
6. Silic (Z = 14)
F. 1s22s22p63s23p4
7. Photpho (Z = 15)
G. 1s22s22p63s1	
8. Lưu huỳnh (Z = 16)
H. 1s22s22p63s23p2
 9. Nhôm (Z = 13)
I. 1s22s22p63s23p3
 10. Natri (Z = 11)
K. 1s22s22p5
 11. Flo (Z = 9)
L. 1s22s22p63s23p1
Câu 14: Viết cấu hình electron nguyên tử và xác định số electron độc thân của các nguyên tố có Z = 7, Z = 8, Z = 14, Z = 15, Z = 17, Z = 19. 
Câu 15: Viết cấu hình electron đầy đủ cho các nguyên tố có lớp electron ngoài cùng là :
a. 2s1	 	b. 2s22p3	 	c. 2s22p6
d. 3s23p3 	d. 3s23p5 	e. 3s23p6
Câu 16: Hãy cho biết số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử H, Li, Na, K, Ca, Mg, C, Si, O.
Câu 17: Cấu hình electron trên các obitan nguyên tử của các nguyên tố K (Z = 19) và Ca (Z = 20) có đặc điểm gì ?
Câu 18: Viết cấu hình electron của F (Z = 9) và Cl (Z = 17) và cho biết khi nguyên tử của chúng nhận thêm 1 electron, lớp electron ngoài cùng khi đó có đặc điểm gì ?
Câu 19: Viết cấu hình electron của các nguyên tố có Z = 21, Z = 22, Z = 24, Z = 28. Z = 29 ?
Câu 20: Nguyên tử Fe có Z = 26. Hãy viết cấu hình elctron của Fe.
Nếu nguyên tử Fe bị mất hai electron, mất ba electron thì các cấu hình electron tương ứng sẽ như thế nào ?
Câu 21: Trong nguyên tử, những electron nào quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố hóa học ?
Câu 22: Cho biết cấu hình electron của nguyên tử một số nguyên tố sau :
a. 1s22s22p63s1	b. 1s22s22p63s23p5	e. 1s22s2	g. 1s1
c.1s22s22p2	d. 1s22s22p63s23p63d64s2	f. 1s22s22p1 	h. 1s2
1. Hãy cho biết những nguyên tố nào là kim loại, phi kim ?
2. Nguyên tố nào trong các nguyên tố trên thuộc họ s, p hay d ?
3. Nguyên tố nào có thể nhận 1 electron trong các phản ứng hóa học ?
Câu 23: Vỏ electron của một nguyên tử có 20 electron . Hỏi 
a. Nguyên tử đó có bao nhiêu lớp electron ?
b. Lớp ngoài cùng có bao nhiêu electron ?
c. Đó là kim loại hay phi kim ?
Câu 24: Cho biết tên, kí hiệu, số hiệu nguyên tử của :
 a. 2 nguyên tố có số electron ở lớp ngoài cùng tối đa.
 b. 2 nguyên tố có 2 electron ở lớp ngoài cùng. 
 c. 2 nguyên tố có 7 electron ở lớp ngoài cùng. 
 d. 2 nguyên tố có 2 electron độc thân ở trạng thái cơ bản.
 e. 2 nguyên tố họ d có hóa trị II và hóa trị III bền.
Câu 25: Điền từ, hay cụm từ thích hợp, cho trước, vào những ô trống trong đoạn văn sau :
 Khi biết.....(1).......của nguyên tử có thể dự đoán được những tính chất hoá học cơ bản của nguyên tố. Đối với tất cả các nguyên tố, lớp ....(2)... có nhiều nhất là 8 electron. Các nguyên tử có 8 electron ngoài cùng (riêng heli có 2 electron) đều rất(3).., chúng hầu như trơ về mặt hoá học. Đó là các ...(4)..., vì thế trong tự nhiên phân tử khí hiếm chỉ có một nguyên tử. Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng là các .....(5).(trừ H, He và B). Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng là các .....(6).. Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng có thể là..(7). .. như C, Si hay là ..(8)như Sn, Pb.
 a. ngoài cùng	b. khí hiếm	c. phi kim	
 d. kim loại e. cấu hình electron	 g. bền vững	
 h. electron i. trong cùng
Câu 26: 
 a. Viết cấu hình electron của nguyên tử nhôm (Z =13). Để đạt được cấu hình electron của khí hiếm gần nhất trong bảng tuần hoàn nguyên tử nhôm nhường hay nhận bao nhiêu electron? Nhôm thể hiện tính chất kim loại hay phi kim ?
 b. Viết cấu hình electron của nguyên tử clo (Z =17). Để đạt được cấu hình electron của khí hiếm gần nhất trong bảng tuần hoàn, nguyên tử clo nhường hay nhận bao nhiêu electron? Clo thể hiện tính chất kim loại hay phi kim ?
Câu 27: Cấu hình electron của nguyên tử lưu huỳnh là 1s22s22p63s23p4. Hỏi :
 a. Nguyên tử lưu huỳnh có bao nhiêu electron ?
 b. Số hiệu nguyên tử của lưu huỳnh là bao nhiêu ?
 c. Lớp nào có mức năng lượng cao nhất ?
 d. Có bao nhiều lớp, mỗi lớp có bao nhiêu electron ?
 e. Lưu huỳnh là kim loại hay phi kim ? Vì sao ?
Câu 28: Cation X3+, anionY2- và nguyên tử Z đều có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 2p6. Viết cấu hình electron của nguyên tử X, Y, Z. Xác định kí hiệu và tên gọi của các nguyên tố X, Y, Z.
Câu 29: Hãy viết cấu hình electron của các ion sau :
 	(1) Na+ (Z=11)	 	(4) Ni2+ (Z = 28)	(7) S2-	(Z = 16)	
(2) Cl- 	(Z = 17) 	 	(5) Fe2+, Fe3+ (Z = 26)	(8) Al3+ (Z = 13)
(3) Ca2+ (Z = 20) 	 	(6) Cu+ (Z = 29)	(9) Cu2+ (Z = 29)
Câu 30: Nguyên tử của nguyên tố X có electron cuố