Bài ập CHọn Lọc Hóa Học 10



 

 

 

PGS.TS NGUYỄN XUÂN TRƯỜNG  - TS.TRẦN TRUNG NINH

 

 

 

 

 

 

BÀI TẬP CHỌN LỌC

HÓA HỌC 10

 

(Chương trình chuẩn và nâng cao)

 

 

 

 

 

 

 

 

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2006


LỜI NÓI ĐẦU

 

            Hóa học là một khoa học lý thuyết và thực nghiệm. Hóa học đòi hỏi sự chính xác của toán học đồng thời với sự linh hoạt trong tư duy và óc tưởng tượng phong phú, sinh động và sự khéo léo trong các thao tác thí nghiệm.

            Chúng tôi giới thiệu cùng bạn đọc quyển "Bài tập chọn lọc Hóa học 10" chương trình chuẩn và nâng cao. Sách gồm các bài tập Hóa học chọn lọc trong chương trình Hóa học 10 có mở rộng và nâng cao, có thể sử dụng để phát triển năng lực tư duy Hóa học cho học sinh lớp 10 và phục vụ ôn tập các kì thi tú tài, thi tuyển sinh đại học, cao đẳng và thi học sinh giỏi. Quyển sách được biên soạn theo chương trình  mới của Bộ Giáo dục và đào tạo. Sách được chia thành 7 chương, tương ứng với từng chương của sách giáo khoa Hóa học 10. Mỗi chương bao gồm các nội dung chính sau:

A-    Tóm tắt lí thuyết.

B-     Bài tập có hướng dẫn.

C-     Hướng dẫn giải

D-    Bài tập tự luyện 

E-     Bài tập trắc nghiệm

F-      Thông tin bổ sung,

Sách có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho các thầy, cô giáo, cho các em học sinh mong có được một nền tảng vững chắc các kiến thức, tư duy và kĩ năng môn Hóa học lớp 10.

Mặc dù chúng tôi đã có nhiều cố gắng, nhưng do trình độ và thời gian biên soạn còn hạn chế nên không tránh khỏi các sai sót. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn mọi ý kiến đóng góp của các bạn đọc, nhất là các thầy, cô giáo và các em học sinh để sách được hoàn chỉnh hơn trong lần tái bản sau.

 

                                                                                    Các tác giả

 


Chương 1 

NGUYÊN TỬ

 

A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

I. Thành phần nguyên tử

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


1. Lớp vỏ: Bao gồm các electron mang điện tích âm.

            - Điện tích: qe = -1,602.10-19C = 1-

            - Khối lượng: me = 9,1095.10-31 kg

2. Hạt nhân: Bao gồm các proton và các nơtron

a. Proton

- Điện tích: qp = +1,602.10-19C = 1+

        - Khối lượng: mp = 1,6726.10-27 kg » 1u (đvC)

b. Nơtron

            - Điện tích: qn = 0

            - Khối lượng: mn = 1,6748.10-27 kg » 1u

Kết luận:

-          Hạt nhân mang điện dương, còn lớp vỏ mang điện âm

-          Tổng số proton = tổng số electron trong nguyên tử

-          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

Thí dụ: Nguyên tử có 17 electron thì điện tích hạt nhân là 17+

2. Số khối hạt nhân

            A = Z + N

Thí dụ: Nguyên tử có 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.

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).

- Thí dụ: Nguyên tố cacbon có 3 đồng vị:

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:

           

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 nào.

- Khu vực xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt của electron là lớn nhất được gọi là obitan nguyên tử.

- Obitan s có dạng hình cầu, obitan p có dạng hình số 8 nổi, obitan d, f có hình phức tạp.

V. Lớp và phân lớp

1. Lớp

- Các electron trong nguyên tử được sắp xếp thành lớp và phân lớp.

- Các electron trong cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

- Thứ tự và kí hiệu các lớp:

n

1

2

3

4

5

6

7

Tên lớp

K

L

M

N

O

P

Q

2. Phân lớp

- Được kí hiệu là: s, p, d, f

- Số phân lớp trong một lớp chính bằng số thứ tự của lớp.

- 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

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 ...

- Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo các nguyên lí và quy tắc: Nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững bền, quy tắc Hun.

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.

Thí dụ: Viết cấu hình electron của Fe (Z = 26)

            1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d6         "         1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

            Sắp xếp theo mức năng lượng                               Cấu hình electron

B. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

1.1  Vì sao từ những ý tưởng đầu tiên về nguyên tử, cách đây 2500 năm của Democrit, mãi đến cuối thế kỉ XIX người ta mới chúng minh được nguyên tử là có thật và có cấu tạo phức tạp ? Mô tả thí nghiệm tìm ra electron.

1.2  Nguyên tử khối của neon là 20,179. Hãy tính khối lượng của một nguyên tử neon theo kg.

1.3 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.

1.4 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 thì H, O có nguyên tử khối là bao nhiêu ?

1.5   Mục đích thí nghiệm của Rơ-dơ-pho là gì? Trình bày thí nghiệm tìm ra hạt nhân nguyên tử của Rơ-dơ-pho và các cộng sự của ông.

1.6  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)

1.7 Cách tính số khối của hạt nhân như thế nào ? Nói số khối bằng nguyên tử khối thì có đúng không ? tại sao ?

1.8 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.

1.9  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.

1.10 Nguyên tử khối trung bình của đồng bằng 63,546. Đồng tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng đồng vị  và  . Tính tỉ lệ % số nguyên tử đồng tồn tại trong tự nhiên.

1.11 Cho hai đồng vị (kí hiệu là H), (kí hiệu là D).

a) Viết các công thức phân tử hiđro có thể có.

b) Tính phân tử khối của mỗi loại phân tử.

      c) Một lit khí hiđro giàu đơteri () ở điều kiện tiêu chuẩn nặng 0,10g. Tính thành phần % khối lượng từng đồng vị của hiđro.

1.12 Có thể mô tả sự chuyển động của electron trong nguyên tử bằng các quỹ đạo chuyển động được không ? tại sao ?

1.13 Theo lí thuyết hiện đại, trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử được mô tả bằng hình ảnh gì ?

1.14 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.

1.15 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.

1.16 Nguyên tử Mg có ba đồng vị ứng với thành phần phần trăm 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 ?                         

1.17 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 ?

1.18  Hãy cho biết số phân lớp, số obitan có trong lớp N và M.

            1.19 Vẽ hình dạng các obitan 1s, 2s và các obitan 2px, 2py, 2pz.

1.20 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.

1.21 Tại sao trong sơ đồ phân bố electron của nguyên tử cacbon (C : 1s22s22p2) phân lớp 2p lại biểu diễn như sau :

                                               

1.22 Hãy viết cấu hình electron của các nguyên tố có Z = 20, Z = 21, Z = 22,
Z = 24, Z = 29 và cho nhận xét cấu hình electron của các nguyên tố đó khác nhau như thế nào ?

1.23 Hãy cho biết số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử H, Li, Na, K, Ca, Mg, C, Si, O.

1.24 Cấu hình electron trên các obitan nguyên tử của các nguyên tố K (Z  = 19) và Ca (Z = 20) có đặc điểm gì ?

1.25 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 ?

1.26 Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, trật tự năng lượng AO tăng dần theo chiều từ trái qua phải và đúng trật tự  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.

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

1.28  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 ?

1.29 Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi hạt nhân nguyên tử do sự phân ró tự nhiên, hoặc do tương tác giữa hạt nhân với các hạt cơ bản, hoặc tương tác của các hạt nhân với nhau. Trong phản ứng hạt nhân số khối và điện tích là các đại lượng được bảo toàn. Trên cơ sở đó, hãy hoàn thành các phản ứng hạt nhân dưới đây:

(a)    

(b)   

(c)      

(d)   

1.30 Biết rằng quá trình phân rã tự nhiên phát xạ các tia ,  và  (một dạng bức xạ điện từ). Hãy hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân:

1)     

2)     

 


 

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

1.31 Bằng cách nào, người ta có thể tạo ra những chùm tia  electron. Cho biết điện tích và khối lượng của electron. So sánh khối lượng của electron với khối lượng của nguyên tử nhẹ nhất trong tự nhiên là hiđro, từ đó có thể rút ra nhận xét gì?

1.32 Tính khối lượng nguyên tử trung bình của niken, biết rằng trong tự nhiên, các đồng vị của niken tồn tại như sau:

Đồng vị                                                                

Thành phần %              67,76         26,16          1,25           3,66         1,16

1.33  Trong nguyên tử, những electron nào quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố hóa học?

1.34  Cho biết cấu hình electron của nguyên tử một số nguyên tố sau:

a. 1s22s22p63s1                                     b. 1s22s22p63s23p5

c.1s22s22p2                                           d. 1s22s22p63s23p63d64s2

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?

1.35  Tổng số hạt proton, nơtron, electron  trong nguyên tử là 28, trong đó số hạt không mang điện chiếm xấp xỉ 35% tổng số hạt. Tính số hạt  mỗi loại và viết cấu hình electron của nguyên tử .

1.36  Biết khối lượng  nguyên tử của một loại đồng vị của Fe là 8,96. 10 - 23 gam. Biết Fe có số hiệu nguyên tử  Z = 26 . Tính số khối và số nơtron có trong hạt nhân nguyên tử của đồng vị trên.

1.37  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 ? 

1.38 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 ?

1.39  Cấu hình electron của nguyên tử có ý nghĩa gì? Cho thí dụ.

1.40  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?

1.41  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.

1.42  Viết cấu hình eletron đầy đủ cho các nguyên có lớp electron ngoài cùng là:

                             a) 2s1               b) 2s22p3            c) 2s22p6

                            d) 3s23p3            đ) 3s23p5            e) 3s23p6

1.43    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?

1.44  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?

1.45   Biết tổng số hạt p, n, e trong một nguyên tử là 155. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 33 hạt. Tính số khối của nguyên tử.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

1.46  Cho những nguyên tử của các nguyên tố sau:

              

     1                   2                   3                 4

Những nguyên tử nào sau đây là đồng vị của nhau ?

A. 1 và 2                                  B. 2 và 3

C. 1, 2 và 3                              D. Cả 1, 2, 3, 4

1.47  :Nguyên tử nào trong hình vẽ dưới đây có khả năng nhận 3 electron trong các phản ứng hóa học?

                                           

 

 

 


1                             2                          3                               4

A. 1 và 2                                  B.1 và 3

C. 3 và 4                                  D.1 và 4

1.48 Hình vẽ nào sau đây vi phạm nguyên lý Pauli khi điền electron vào AO?

 

 


  a                   b                  c                    d

A.  a                             B. b

C. a và b                      D.c và d

1.49  Cấu hình của nguyên tử sau biểu diễn bằng ô lượng tử. Thông tin nào không đúng khi nói về cấu hình đã cho?

                   

 

1s2           2s2                     2p3

A.Nguyên tử có 7 electron

B.Lớp ngoài cùng có 3 electron

C.Nguyên tử có 3 electron độc thân

D.Nguyên tử có 2 lớp electron  

1.50  Khi phân tích một mẫu brom lỏng, người ta tìm được 3 giá trị khối lượng phân tử hơn kém nhau 2 đơn vị, điều đó chứng tỏ:

A. Có hiện tượng đồng vị

B. Có sự tồn tại của đồng phân

C. Brom có 3 đồng vị

D. Brom có 2 đồng vị

1.51  Phát biểu nào sau đây không đúng?

A.    Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo những hình tròn.

B.     Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo xác định nào.

C.     Obitan là khu vực xung quanh hạt nhân mà tại đó xác suất có mặt của electron là lớn nhất.

D.     Obitan của các phân lớp khác nhau có hình dạng khác nhau.

1.52  Cho các nguyên tử  sau  N (Z = 7), O (Z = 8), S (Z = 16), Cl (Z = 17). Trong số đó các nguyên tử có 2 electron độc thân ở trạng thái cơ bản là:

            A. N và S                                 B. S và Cl

            C. O và S                                 D. N và Cl

1.53 Ion A2+ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p6. Tổng số electron trong nguyên tử A là:

            A. 18               B. 19            C. 20                   D. 21

1.54 Cấu hình electron của ion nào sau đây khác cấu hình electron của khí hiếm ?

            A. Na+             B. Cu2+         C. Cl-                   D. O2-

1.55 Các nguyên tử và ion : F-, Na+, Ne có đặc điểm nào chung ?

            A. Có cùng số electron                        B. Có cùng số nơtron

            C. Cùng số khối                                   D. Cùng điện tích hạt nhân

1.56  Một nguyên tử có tổng cộng 7 electron ở các phân lớp p. Số proton của nguyên tử đó là :

            A. 10               B. 11                C. 12                D. 13

1.57  Nguyên tử X có cấu hình electron là : 1s22s22p5. Ion mà X có thể tạo thành là :

            A. X+                      B. X2+             C. X-                  D. X2-

1.58 Biết 1 mol nguyên tử sắt có khối lượng bằng 56g, một nguyên tử sắt có 26 electron. Số hạt electron có trong 5,6g sắt là

        A. 15,66.1024                            B. 15,66.1021           

        C. 15,66.1022                                 D. 15,66.1023

1.59 Nguyên tử nào trong số các nguyên tử sau đây có 20 proton, 20 electron, 20 nơtron?

      A. K           B. Ar                  C. Ca                    D. Cl

1.60 Trong nguyên tử cacbon, hai electron 2p được phân bố trên 2 obitan p khác nhau và được biểu diễn bằng hai mũi tên cùng chiều. Nguyên lí hay quy tắc được áp dụng ở đây là

           A. nguyên lí Pauli                                 B. quy tắc Hund

           C. quy tắc Kletkopski                           D. cả A, B và C

E. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP

1.46.        C

1.47.        D

1.48.        D

1.49.        B

1.50.        D

1.51.        A

1.52.        C

1.53.        C

1.54.        B

1.55.        A

1.56.        D

1.57.        C

1.58.        D

1.59.        C

1.60.        B

 

1.1  Hướng dẫn :

Trong một thời kì dài, người ta không có đủ các thiết bị khoa học để kiểm chứng ý tưởng về nguyên tử. Sự phát triển của khoa học và kĩ thuật cuối thế kỉ XIX cho phép chế tạo được thiết bị có độ chân không cao (p = 0,001mmHg), có màn huỳnh quang để quan sát đường đi của các tia không nhìn thấy bằng mắt thường và nguồn điện có thế hiệu rất cao (15000V).

     Thí nghiệm phát minh electron của Tom-xơn (1897)

Tom-xơn đã cho phóng điện với thế hiệu 15000 vôn qua hai điện cực gắn vào hai đầu của một ống thủy tinh kín đã rút gần hết không khí, áp suất 0,001mmHg, thì thấy màn huỳnh quang lóe sáng. Màn huỳnh quang phát sáng do sự xuất hiện của các tia không nhìn thấy được đi từ cực âm sang cực dương, tia này được gọi là tia âm cực. Tia âm cực bị hút lệch về phía cực dương khi đặt ống thủy tinh trong một điện trường. Thí nghiệm này chứng tỏ nguyên tử có cấu tạo phức tạp. Một trong những thành phần cấu tạo của nguyên tử là các electron.

1.2  Hướng dẫn:    

 Ta có mNe = 1,66005.10-27. 20,179 = 33,498.10-27 kg.                                       

1.3 Hướng dẫn :

 Gọi nguyên tử khối của oxi là X, ta có :

           ( 2X + 12,011).27,3% = 12,011

            Þ X = 15,99    

1.4 Hướng dẫn:  Theo đề bài :

MO = 15,842.MH

MC = 11,9059.MH

            

Vậy MO và MH  tính theo  là :

 

1.5   Hướng dẫn:

             Sau thí nghiệm tìm ra electron -loại hạt mang điện tích âm, bằng cách suy luận người ta biết rằng nguyên tử có các phần tử mang điện dương, bởi vì nguyên tử trung hòa điện. Tuy nhiên có một câu hỏi đặt ra là các phần tử mang điện dương phân bố như thế nào trong nguyên tử? Tom-xơn và những người ủng hộ ông cho rằng các phần tử mang điện dương phân tán đều trong toàn bộ thể tích nguyên tử. Trong khi đó Rơ-dơ-pho và các cộng sự muốn kiểm tra lại giả thuyết của Tom-xơn. Họ làm thí nghiệm để tìm hiểu sự phân bố các điện tích dương trong nguyên tử.

      Thí nghiệm tìm ra hạt nhân nguyên tử của Rơ-dơ-pho (1911)

     Để kiểm tra giả thuyết của Tom-xơn, Rơ-dơ-pho đã dùng tia a bắn phá một lá vàng mỏng, xung quanh đặt màn huỳnh quang để quan sát sự chuyển động của các hạt a. Kết quả là hầu hết các hạt a đi thẳng, một số ít bị lệch hướng, một số ít hơn bị bật ngược trở lại. Điều này cho phép kết luận giả thuyết của Tom-xơn là sai. Phần mang điện tích dương tập trung ở hạt nhân của nguyên tử, kích thước rất nhỏ bé so với kích thước nguyên tử. Nguyên tử có cấu tạo rỗng.

1.6  Hướng dẫn:

        Số đơn vị điện tích hạt nhân, số proton, số nơtron và số electron của các nguyên tử:

a).     có số khối A = 7

         Số p = số e = Z = 3 ; N = 4

         có số khối A = 23

         Số p = số e = Z = 11 ; N = 12

         có số khối A = 39

        Số p = số e = Z = 19 ; N = 20

         có số khối A = 40

        Số p = số e = Z = 20 ; N = 20

         có số khối A = 234

        Số p = số e = Z = 90 ; N = 144

b).   có số khối A = 2

       Số p = số e = Z = 1 ; N = 1

       có số khối A = 4

       Số p = số e = Z = 2 ; N = 2

       có số khối A = 12

       Số p = số e = Z = 6 ; N = 6

        có số khối A = 16

        Số p = số e = Z = 8 ; N = 8

         có số khối A = 56

         Số p = số e = Z = 26 ; N =30

          có số khối A = 32

        Số p = số e = Z = 15; N = 17

1.7 Hướng dẫn:  Cách tính số khối của hạt nhân :

Số khối hạt nhân (kí hiệu A) bằng tổng số proton (p) và số nơtron (n).

            A = Z + N

Nói số khối bằng nguyên tử khối là sai, vì số khối là tổng số proton và notron trong hạt nhân, trong khi nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử. Nguyên tử khối cho biết khối lượng của một nguyên tử nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

Do khối lượng của mỗi hạt proton và nơtron ~1u, cho nên trong các tính toán không cần độ chính xác cao, coi số khối bằng nguyên tử khối.

1.8 Hướng dẫn:        Ta có  AAg = 107,02.  mà = = 1,0079

                               AAg  = 107,02 . 1,0079 = 107,865

1.9  Hướng dẫn:

a)  Nguyên tử khối trung bình của hiđro và clo là:

            H =

            Cl =  = 35,5

b). Có bốn loại phân tử HCl khác nhau tạo nên từ hai loại đồng vị của hai nguyên tử hiđro và clo.

Công thức phân tử là :       

c) Phân tử khối lần lượt:       36        38          37        39         

1.10   Hướng dẫn:

      Gọi tỉ lệ % số nguyên tử của đồng vị  là x , % đồng vị  là 100 - x

Ta có   = 63,546

Þ 63x + 6500 - 65x = 6354,6

Þ x = 72,7

Vậy % số nguyên tử  của đồng vị  là 72,7%.

1.11 Hướng dẫn:

a) Công thức phân tử :    H2 ;       HD ;     D2

      b) Phân tử khối :             2           3           4        

      c) Đặt a là thành phần % của H và 100 - a là thành phần % của D về khối lượng.

Theo bài ra ta có :        = 22,4

                                    % H = 88% ; %D = 12%

1.12 Hướng dẫn:      

       Không thể mô tả được sự chuyển động của electron trong nguyên tử bằng các quỹ đạo chuyển động. Bởi vì trong nguyên tử, các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân không theo một quỹ đạo xác định nào. Người ta chỉ nói đến khả năng quan sát electron tại một thời điểm nào đó trong không gian của nguyên tử.

1.13 Hướng dẫn:

      Theo lý thuyết hiện đại trạng thái chuyển động của electron trong nguyên tử được mô tả bằng hình ảnh được gọi là obitan nguyên tử.

1.14 Hướng dẫn:

Hình dạng của các obitan nguyên tử s và p :

+ Obitan s : Có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử. Obitan s không có sự định hướng trong không gian của nguyên tử.

+ Obitan p : Gồm ba obitan : px, py và pz có dạng hình số 8 nổi. Mỗi obitan có sự định hướng khác nhau trong không gian. Chẳng hạn : Obitan px định hướng theo trục x, py định hướng theo trục y,...

11.15  Hướng dẫn:

Gọi số khối của đồng vị A của nguyên tố agon là X

Ta có  

Þ        XA =  40

1.16  Hướng dẫn:

Ta có

a) Nguyên tử khối trung bình của Mg là

           

b) 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   = x78,6 = 389 (nguyên tử).

Số nguyên tử  =  x 11,3 = 56 (nguyên tử).

1.17  Hướng dẫn:

Ta có

n :                    1          2            3            4     

Tên lớp :          K         L            M           N

Lớp K có một phân lớp 1s

Lớp L có hai phân lớp 2s, 2p

Lớp M có ba phân lớp 3s, 3p, 3d

Lớp N có bốn phân lớp 4s, 4p, 4d, 4f

1.18  Hướng dẫn:

+) Lớp N có : - 4 phân lớp 4s, 4p,  4d,  4f

- 16 obitan :

            +) Lớp M có : - 3 phân lớp 3s, 3p, 3d

-          9 obitan :

1.19 Hướng dẫn:

Vẽ hình dạng các obitan 1s, 2s và các obitan 2px, 2py, 2pz

              

1.20  Hướng dẫn:

Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo nguyên lý Pau-li, nguyên lý vững bền và quy tắc Hun.

-         

­¯

 
Nguyên lý Pau-li : Trên một obitan chỉ có thể có nhiều nhất là 2 electron và 2 electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

Thí dụ : Nguyên tố He có Z =  2          

                                                           1s2

-          Nguyên lý 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.

                Thí dụ : Nguyên tử B (Z = 5)  :     

                                                   1s2   2s2      2p1

-    Quy tắc Hun : Trong cùng 1 phân lớp các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho có số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.

                  Thí dụ :  Nguyên tử C (Z = 6)                   

                                                               1s2  2s2       2p2

1.21  Hướng dẫn:

Theo nguyên tắc Hun cho nên trong sơ đồ phân bố electron của nguyên tử cacbon ( C  : 1s2 2s2 2p2) phân lớp 2p được biểu diễn :

             

1.22    Hướng dẫn:

Cấu hình electron của các nguyên tố có :

-                                                          Z = 20 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

-                                                          Z = 21 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d14s2

-                                                          Z = 22 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

-                                                          Z = 24 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1

-                                                          Z = 29 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1

Nhận xét :   

          + Cấu hình Z =20 khác với các cấu hình còn lại ở chỗ không có phân lớp 3d.

          + Cấu hình Z =24 và Z = 29 có 1 electron ở phân lớp 4s.

1.23  Hướng dẫn:

      Số e ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố:

H :  có 1e                                 Ca : có 2e                    O : có 6e

Li : có 1e                                 Mg: có 2e

Na: có 1e                                 C :   có 4e

K :  có 1e                                 Si :   có 4e

1.24  Hướng dẫn:

     K  (Z= 19) : 1s22s22p63s23p64s1

     Ca (Z = 20) : 1s22s22p63s23p64s2

Vậy sự phân bố electron trên các obitan nguyên tử của các nguyên tố K và Ca có đặc điểm là  có 1 hay 2 electron ở lớp ngoài cùng. Những electron này có liên kết yếu với hạt nhân, do đó trong các phản ứng hóa học, K và Ca dễ nhường đi để trở thành các ion dương bền vững.

1.25  Hướng dẫn:

Cấu hình e của F và Cl là :

F (Z = 9) 1s22s22p5

Cl (Z = 17) : 1s22s22p63s23p5

Đặc điểm : lớp electron ngoài cùng có 7e, những electron này liên kết chặt chẽ với hạt nhân, do đó trong các phản ứng hóa học, F và Cl có xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình bão hòa, bền vững như khí hiếm đứng sau chúng.

1.26  Hướng dẫn:

Trật tự theo dãy đã cho là sai, sửa lại là :

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

Sai ở vị trí của AO 3d và AO 4s.

1.27  Hướng dẫn:

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 3p63d104s2 4p

1.28  Hướng dẫn:

Fe    Z = 26 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6 4s2

 Fe2+   Z = 26 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d6

 Fe3+   Z = 26 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d5                                

1.29  Hướng dẫn:

a)

b)

c)  

d)

1.30  Hướng dẫn:

   a)

   b)

F. MỘT SỐ THÔNG TIN BỔ SUNG

Năng lượng hạt nhân có nên được sử dụng ở Việt Nam?

1. Những ý kiến ủng hộ việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân

      Để duy trì một tốc độ tăng trưởng kinh tế cao thứ hai châu Á, khoảng 7,5 -8% một năm như hiện nay, theo nghiên cứu của tổng công ty điện lực Việt Nam (EVN), tăng trưởng nguồn điện phải đạt trung bình 15% một năm. Một số nước phát triển như Pháp và Hàn Quốc có tỷ trọng điện hạt nhân trong tổng nguồn năng lượng rất cao (trên 60%).

      Các nguồn điện chủ yếu hiện nay của nước ta là thủy điện và nhiệt điện. Thủy điện có ưu điểm tận dụng tài nguyên nước, nhưng nguồn điện lại phụ thuộc nhiều vào nguồn nước. Vào những tháng 4, 5 hàng năm, nguồn nước cho thủy điện giảm làm nguồn cung cấp điện thiếu hụt dẫn đến phải cắt điện luân phiên, ảnh hưởng không nhỏ đến sản xuất và kinh doanh. Nhiệt điện với các nhiên liệu như than đá (Quảng Ninh), khí đốt ở Bà Rịa-Vũng Tàu đang góp phần làm tăng mức độ ô nhiễm môi trường ở Việt Nam.

Để giải quyết nạn thiếu điện có nhiều phương án được lựa chọn, trong đó có điện hạt nhân. Theo EVN đến năm 2017 nước ta sẽ có nhà máy điện hạt nhân đầu tiên.

      Nhà máy điện hạt nhân sẽ cung cấp một nguồn điện ổn định, không làm tăng khí thải CO2 như việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ.

      Nguồn điện hạt nhân sẽ hỗ trợ các nhà máy thủy điện trong mùa khô.

      Nhà máy điện hạt nhân còn là biểu tượng của một nền khoa học, công nghệ tiên tiến.

Các nước có nền công nghiệp điện hạt nhân phát triển như Nga, Pháp, Hàn Quốc đang giới thiệu cho Việt Nam các thiết bị điện hạt nhân của họ. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có một sự lựa chọn nhà thầu chính thức nào từ phía Việt Nam.  

2. Những ý kiến phản đối việc xây dựng nhà máy điện hạt nhân

   Thứ nhất là năng lượng hạt nhân có độ rủi ro cao. Bài học về vụ nổ lò phản ứng hạt nhân ở Trecnobyl 20 năm trước, với một sức tàn phá tương đương 400 quả bom nguyên tử mà Mỹ ném xuống thành phố Hirosima, làm cho một khu vực bán kính 30km đến nay hoàn toàn không người ở vì độ nhiễm xạ cao vẫn còn giá trị.

Thứ hai là công nghệ điện hạt nhân phải nhập với giá thành rất cao. Nguyên liệu hoạt động của nhà máy điện hạt nhân ngày càng hiếm và phải nhập khẩu với giá thành ngày càng cao, do đó điện hạt nhân kém tính cạnh tranh so với các nguồn năng lượng khác.

Thứ ba là vấn đề xử lí rác thải hạt nhân. Đây là một vấn đề rất phức tạp, ngay cả với những quốc gia có nền khoa học và công nghệ tiên tiến trên thế giới.

Thứ tư là nhu cầu nước làm mát của nhà máy điện hạt nhân rất lớn. Trong khi các địa điểm dự định xây dựng nhà máy điện hạt nhân của nước ta lại đặt ở những vùng rất hiếm nước.

Thứ năm là nguồn nhân lực để vận hành nhà máy điện hạt nhân đòi hỏi một đội ngũ có tính kỉ luật và kỹ thuật rất cao, là điều không thực hiện được một cách dễ dàng ở nước ta trong giai đoạn trước mắt.

Chính vì những lí do trên cho nên nhiều nước phát triển trên thế giới như Đức, Thụy điển, Italy ... đang có kế hoạch loại bỏ các nhà máy điện hạt nhân vào năm 2020.

Những lí do vừa đề cập trên đây đòi hỏi sự cân nhắc kĩ lưỡng của chính phủ trước khi quyết định xây dựng nhà máy điện hạt nhân đầu tiên của Việt Nam.

3. Còn bạn, bạn theo quan điểm nào?

 


Chương 2

BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

VÀ  ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN

 


A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

a) Nguyên tắc sắp xếp:

 - Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.

- Các nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp thành  một hàng.

- Các nguyên tố có số electron hóa trị trong nguyên tử như nhau được xếp thành một cột.

b) Cấu tạo của bảng tuần hoàn

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là sự thể hiện nội dung của định luật tuần hoàn. Trong hơn 100 năm tồn tại và phát triển, đã có khoảng nhiều kiểu bảng tuần hoàn khác nhau. Dạng được sử dụng trong sách giáo khoa hóa học phổ thông hiện nay là bảng tuần hoàn dạng dài, có cấu tạo như sau:

Ô : Số thứ tự của ô bằng số hiệu nguyên tử và bằng số đơn vị điện tích hạt nhân, bằng tổng số electron của nguyên tử..

Chu kì :

Có 7 chu kì, số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử gồm :

+ Chu kì nhỏ là các chu kì 1, 2, 3 chỉ gồm các nguyên tố s và các nguyên tố p. Mỗi chu kì nhỏ gồm 8 nguyên tố, trừ chu kì 1 chỉ có hai nguyên tố.

+ Chu kì lớn là các chu kì 4, 5, 6 ,7 gồm các nguyên tố s, p, d và f. Chu kì 4 và chu kì 5 mỗi chu kì có 18 nguyên tố. Chu kì 6 có 32 nguyên tố. Theo quy luật, chu kì 7 cũng phải có 32 nguyên tố, tuy nhiên chu kì 7 mới phát hiện được 24 nguyên tố hóa học. Lí do là các nguyên tố có hạt nhân càng nặng càng kém bền, chúng có "đời sống" rất ngắn ngủi.

Nhóm: Có 8 nhóm, số thứ tự của nhóm bằng số electron hóa trị.

+ Nhóm A: Số thứ tự của nhóm bằng số electron hóa trị, nhóm A gồm các nguyên tố s và p. Nhóm A còn được gọi là các nguyên tố thuộc phân nhóm chính.

+ Nhóm B: Số thứ tự của nhóm B bằng số electron hóa trị, nhóm B gồm các nguyên tố d và f. Nhóm B còn được gọi là các nguyên tố thuộc phân nhóm phụ.

c) Những tính chất biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân

   - Bán kính nguyên tử:                                     

            + Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần, vì số electron ngoài cùng tăng dần trong khi số lớp electron không thay đổi.

            + Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần, do số lớp electron tăng dần.

   - Năng lượng ion hoá:

            + Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng ion hóa của nguyên tử tăng dần, vì số electron ngoài cùng tăng dần trong khi số lớp electron không thay đổi.

            + Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, năng lượng ion hóa của nguyên tử giảm dần vì electron ở xa hạt nhân hơn, liên kết với hạt nhân yếu hơn.

   - Độ âm điện: Độ âm điện là một khái niệm mang tính chất kinh nghiệm và thay đổi theo thang đo và chỉ có ý nghĩa tương đối. Độ âm điện đặc trưng cho khả năng hút electron về phía mình của nguyên tử trong phân tử.

+ Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử tăng dần.

+ Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử giảm dần.

   - Tính kim loại - phi kim:

+ Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần.

+ Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần.

Tính axit - bazơ của oxit và hiđroxit:

+ Trong chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ giảm dần và tính axit tăng dần.

+ Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ tăng dần và tính axit dần giảm (trừ nhóm VII).

2. Định luật tuần hoàn

            Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

3. Ý nghĩa của định luật tuần hoàn

            - Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra cấu tạo nguyên tử của nguyên tố đó và ngược lại.

 

 

 

 

 


- Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra tính chất hóa học cơ bản của nó.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


            - So sánh tính chất hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận.


B. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

2.1 Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm, phân nhóm) các nguyên tố sau đây trong bảng tuần hoàn, cho biết cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố đó như sau:

1. 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2                                                  2. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s2

2.2 Ion M3+ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s23p63d5.

1. Xác định vị trí (số thứ tự, chu kỳ, nhóm) của M trong bảng tuần hoàn. Cho biết M là kim loại gì?

2. Trong điều kiện không có không khí, cho M cháy trong khí Cl2 thu được một chất A và nung hỗn hợp bột (M và S) được một hợp chất B. Bằng các phản ứng hóa học, hãy nhận biết thành phần và hóa trị của các nguyên tố trong A và B.

2.3  Giả sử nguyên tố M ở ô số 19 trong bảng tuần hoàn chưa được tìm ra và ô này vẫn còn được bỏ trống. Hãy dự đoán những đặc điểm sau về nguyên tố đó:

1. Tính chất đặc trưng.

2. Công thức oxit. Oxit đó là oxit axit hay oxit bazơ?

2.4  Nguyên tử của nguyên tố R có phân mức năng lượng cao nhất là 4s2.

1. Viết cấu hình electron của nguyên tử R

2. Vị trí trong bảng tuần hoàn.

3. Viết các phương trình hóa học xảy ra khi cho:

R  +  H2O hiđroxit + H2                                       

Oxit của R + H2O

Muối cacbonat của R  +  HCl                    

Hiđroxit của R + Na2CO3

2.5 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.

1. Xác định tên nguyên tố, số khối của M, số thứ tự A trong bảng tuần hoàn.

2. Hoàn thành các phương trình hóa học:

a.  MXx  +  O2    M2O3  +  XO2

b.  MXx   +  HNO3     M(NO)3  +  H2XO4 + NO2  +  H2O

2.6 M là kim loại thuộc nhóm IIA.Hòa tan hết 10,8 gam hỗn hợp gồm kim loại M và muối cacbonat của nó trong dung dịch HCl, thu được 4,48 lit hỗn hợp khí A (đktc). Tỉ khối của A so với khí hiđro là 11,5.

1. Tìm kim loại M

2. Tính % thể tích các khí trong A.

2.7  X, Y là hai kim loại có electron cuối cùng là 3p1 và 3d6.

1. Dựa vào bảng tuần hoàn,  hãy xác định tên hai kim loại X, Y.

2. Hòa tan hết 8,3 gam hỗn hợp X, Y vào dung dịch HCl 0,5M (vừa đủ), ta thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng thêm 7,8 gam.  Tính khối lượng mỗi kim loại và thể tích dung dịch HCl đã dùng.

2.8  Hòa tan hết a gam oxit kim loại M (thuộc nhóm IIA) bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 17,5% thu được dung dịch muối có nồng độ 20%.

Xác định công thức oxit kim loại M.

2.9 A, B là 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA. Cho 4,4 gam một hỗn hợp gồm A và B tác dụng với dung dịch  HCl 1M (dư) thu được 3,36 lit khí (đktc).

1. Viết các phương trình phản ứng và xác định tên 2 kim loại.

2. Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng, biết rằng HCl dùng dư 25% so với lượng cần thiết.

2.10 Cho 0,85 gam hai kim loại thuộc hai chu kỳ kế tiếp trong nhóm IA vào cốc chứa 49,18 gam H2O thu được dung dịch A và khí B. Để trung hòa dung dịch  A cần  30 ml dung dịch HCl 1M.

a. Xác định hai kim loại

b. Tính nồng độ % của các chất trong dung dịch A.

2.11 Nguyên tố R có hóa trị cao nhất trong oxit gấp 3 lần hóa trị trong hợp chất với hiđro.

a. Hãy cho biết hóa trị cao nhất của R trong oxit.

b. Trong hợp chất của R với hiđro có tỉ lệ khối lượng:  .

Không dùng bảng tuần hoàn, cho biết kí hiệu của nguyên tử R.

 

2.12 Nguyên tố R ở chu kì 3, nhóm VA trong bảng tuần hoàn. Không sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết:

      a. Cấu hình electron của R.           

b. Trong oxit cao nhất của R thì R chiếm 43,66% khối lượng. Tính số lượng mỗi loại hạt của nguyên tử R.

2.13  A và B là hai nguyên tố ở cùng một  nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32.

Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A và B có thể tạo thành.

2.14 Hai nguyên tố A và B ở hai  nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA, ở trạng thái đơn chất A, B không phản ứng với nhau. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của A và B là 23.

1. Viết cấu hình electron nguyên tử của A, B.

2. Từ các đơn chất A, B và các hóa chất cần thiết, hãy viết các phương trình hóa học (ghi rõ điều kiện) điều chế hai axit trong đó A và B có số oxi hóa cao nhất.

2.15 Cho biết tổng số electron trong anion  là 42. Trong các hạt nhân A và B đều có số proton bằng số nơtron.

1. Tìm số khối của A và B

2. Cho biết vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn.

2.16 Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử một nguyên tố R nhóm VIIA là 28.

1. Tính số khối.

2. Viết ký hiệu nguyên tử nguyên tố đó.

2.17 Một hợp chất ion được cấu tạo từ M+ và X2-. Trong phân tử M2X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 140 hạt. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 44 hạt. Số khối của ion M+ lớn hơn số khối của ion X2- là 23. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong ion M+ nhiều hơn trong ion X2- là 31.

1. Viết cấu hình electron của M và X.

2. Xác định vị trí của M và của X trong bảng tuần hoàn. 

2.18 Khi biết được số thứ tự Z của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, ta có thể biết được các thông tin sau đây không, giải thích ngắn gọn:

1. Cấu hình electron                                      4. Tính chất cơ bản

2. Số khối                                                     5. Hóa trị cao nhất trong oxit

3. Kí hiệu nguyên tử                                     6. Hóa trị trong hợp chất với hiđro

2.19 Khi biết cấu hình lớp electron ngoài cùng của nguyên tử một nguyên tố nhóm A, ta có thể biết được các thông tin sau đây không?

1. Tính chất hóa học cơ bản                               2. Cấu hình electron

3. Vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn             4. Công thức oxit cao nhất

5. Kí hiệu nguyên tử                                           6. Công thức hợp chất với hiđro

Giải thích ngắn gọn các câu trả lời.

2.20 Một số đặc điểm của các nguyên tố kim loại kiềm được trình bày ở bảng sau:

Nguyên tố

Li

Na

K

Rb

  Cs

Cấu hình electron

[He]2s1

[Ne]3s1

[Ar]4s1

[Kr]5s1

[Xe]6s1

Bán kính nguyên tử (nm)

0,155

0,189

0,236

0,248

0,268

Năng lượng ion hóa, kJ/mol

I1

520

496

419

403

376

I2

7295

4565

3069

2644

2258

1. Giải thích sự biến đổi năng lượng ion hóa thứ nhất? Tại sao năng lượng ion hóa thứ hai lớn hơn rất nhiều so với năng lượng ion hóa thứ nhất?

2. Tại sao trong các hợp chất, số oxi hóa của các kim loại kiềm luôn là +1, chúng có thể tạo ra số oxi hóa cao hơn hay không ?

2.21 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.

a. Xác định 2 kim loại A và B. Cho biết số hiệu nguyên tử của một số nguyên tố: Na (Z = 11), Mg (Z= 12), Al (Z =13), K (Z = 19), Ca (Z = 20), Fe (Z = 26), Cu (Z = 29), Zn (Z = 30).

b. Viết phương trình phản ứng điều chế A từ muối cacbonat của A và điều chế B từ một oxit của B.

(Trích Đề thi ĐH - CĐ khối B, năm 2003)

2.22 Cho 10 gam kim loại M (thuộc nhóm IIA) tác dụng với nước, thu được 6,11 lit khí hiđro (đo ở 25oC và 1 atm).

a. Hãy xác định tên của kim loại M đã dùng.

b. Cho 4 gam kim loại M vào cốc đựng 2,5lit dung dịch HCl 0,06M thu được dung dịch B.

Tính nồng độ mol/l các chất trong cốc sau phản ứng. Coi thể tích dung dịch trong cốc vẫn là 2,5 l.

2.23  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.

a. Viết cấu hình electron của X và Y.

b. Xác định vị trí của X và Y trong bảng tuần hoàn.

2.24 Cho biết cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố (thuộc chu kỳ 3) A, M, X lần lượt là ns1, ns2np1, ns2np5.

1. Xác định vị trí của A, M, X trong bảng tuần hoàn và cho biết tên của chúng.

2. Hoàn thành các phương trình hóa học theo sơ đồ sau:

-          A(OH)m  +  MXy            A1  +  ...

-          A1  +  A(OH)m            A2  (tan)  +  ...

-          A2    +   HX  +  H2O       A1 +  ...

-          A1  +  HX                   A3  (tan)  +  ...

Trong đó M, A, X là các nguyên tố tìm thấy ở câu 1.

2.25 Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị n). Chia A làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch HCl được 1,568 lit khí H2.

Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,016 lit khí SO2.  

Viết các phương trình phản ứng và xác định tên kim loại M. Các khí đo ở đktc.

2.26 R là kim loại hóa trị II. Đem hòa tan 2 gam oxit của kim loại này vào 48 gam dung dịch H2SO4 6,125% loãng thu được dung dịch A trong đó nồng độ H2SO4 chỉ còn 0,98%.

1. Viết phương trình hóa học và xác định R. Biết RSO4 là muối tan.

2. Tính thể tích dung dịch NaOH 8% (d =1,05 g/ml) cần cho vào A để thu được lượng kết tủa lớn nhất.

2.27 M là kim loại hóa trị II. Hòa tan m gam M vào 200 gam dung dịch H2SO4 loãng, vừa đủ thì thu được dung dịch A và 0,672 lit khí (ở 54,60C và 2 atm). Chia A thành 2 phần bằng nhau:

Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi thu được 1 gam chất rắn.

Xác định kim loại M và tính nồng độ % dung dịch axit đã dùng.

Phần 2: làm bay hơi nước thu được 6,15 gam muối ngậm nước dạng MSO4.nH2O. Xác định công thức muối ngậm nước.

2.28 Hòa tan 16,2 gam kim loại M (nhóm IIIA) vào 5 lit dung dịch HNO­3 0,5M    (d = 1,25 g/ml). Sau khi kết thúc phản ứng thu được 5,6 lit hỗn hợp khí NO và N2 (đktc). Tỉ khối của hỗn hợp khí này so với hiđro là 14,4.

1. Xác định kim loại R.

2. Tính nồng độ % của dung dịch HNO3 trong dung dịch sau phản ứng.

2.29 Cấu tạo các lớp electron của nguyên tử các nguyên tố A, B, C, D, E như sau:

A:  2/2                   B:  2/8/8/2              C:  2/7               D:  2/8/7               E: 2

1. Xác định vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

2. Nguyên tố nào có tính kim loại mạnh nhất? Phi kim mạnh nhất? Nguyên tố nào kém hoạt động nhất? Giải thích?

2.30 Hòa tan hết 46 gam hỗn hợp gồm Ba và hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kì kế tiếp vào nước, thu được dung dịch D và 11,2 lit khí đo ở đktc.

Nếu thêm 0,18 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết bari. Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dung dịch D thì dung dịch sau phản ứng còn dư Na2SO4.

Xác định tên hai kim loại kiềm.

Cho: Ba = 137, Li =7, Na = 23, K =39, Rb = 85, Cs = 133.

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

2.31  Hai  nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn, có tổng điện tích hạt nhân là 25.

1. Xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn.

2. So sánh tính chất hóa học của A và B; tính bazơ của oxit tạo thành từ A và B.

2.32 Hãy giải thích tại sao:

1. Trong một chu kì, độ âm điện tăng dần theo chiều từ trái sang phải; còn trong một nhóm, độ âm điện giảm dần theo chiều từ trên xuống dưới.

2. Trong một chu kì, năng lượng ion hóa tăng dần theo chiều từ trái sang phải; còn trong một nhóm, năng lượng ion hóa giảm dần theo chiều từ trên xuống dưới.

3. Trong một chu kì, tính phi kim tăng dần, tính kim loại giảm dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

2.33 Cho biết bán kính nguyên tử  các nguyên tố sau (tính theo Å, 1Å  = 10-10 m).

Nguyên tố

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

r (Å)

1,86

1,60

1,43

1,17

1,10

1,04

0,99

Nguyên tố

Li

Na

K

Rb

Cs

 

 

r (Å)

1,52

1,86

2,31

2,44

2,62

 

 

 

Nhận xét sự thay đổi bán kính của các nguyên tử trên có tuân theo quy luật nào hay không? Nếu có, hãy giải thích tại sao?

2.34 X là nguyên tố thuộc chu kì 3, X tạo với hiđro một hợp chất khí có công thức  H2X, trong đó X có số oxi hóa thấp nhất.

1. Xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

2. Viết phương trình phản ứng khi lần lượt cho H2X tác dụng với nước Cl2, dung dịch FeCl3, dung dịch CuSO4.

2.35 R  là một nguyên tố phi kim. Tổng đại số số oxi hóa dương cao nhất với 2 lần số oxi hóa âm thấp nhất của R là +2. Tổng số proton và nơtron của R nhỏ hơn 34.

1. Xác định R

2. X là hợp chất khí của R với hiđro, Y là oxit của R có chứa 50% oxi về khối lượng. Xác định công thức phân tử của X và Y.

2.36 Một dung dịch nước có chứa 35 gam một hỗn hợp muối cacbonat của hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp. Thêm từ từ và khuấy đều dung dịch HCl 0,5M vào dung dịch trên. Khi phản ứng xong, thu được 2,24 lit khí CO2 ở đktc và một dung dịch A. Thêm một lượng nước vôi trong dư vào dung dịch A, thu được 20 gam kết tủa.

1. Xác định các kim loại kiềm.

2. Tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp đầu.

2.37 A và B là hai kim loại thuộc nhóm IIA. Hòa tan hoàn toàn 15,05 gam hỗn hợp X gồm hai muối clorua của A và B vào nước thu được 100 gam dung dịch Y. Để kết tủa hết ion Cl- có trong 40 gam dung dịch Y bằng dung dịch AgNO3 thì thu được 17,22 gam kết tủa. Hãy xác định các kim loại A và B, biết tỉ số khối lượng nguyên tử của chúng là 3:5.

2.38 Hỗn hợp A gồm hai muối cacbonat của hai kim loại kế tiếp nhau trong nhóm IIA. Hòa tan hoàn toàn 3,6 gam hỗn hợp A trong dung dịch HCl thu được khí B, cho toàn bộ lượng khí B hấp thụ hết bởi 3 lit dung dịch Ca(OH)2 0,015M, thu được 4 gam kết tủa.

Xác định hai muối cacbonat và tính khối lượng của mỗi muối trong hỗn hợp A.

2.39 Để khử hoàn toàn 8 gam oxit của một kim loại thành kim loại cần dùng 3,36 lit H2. Hòa tan hết lượng kim loại thu được vào dung dịch HCl loãng thấy thoát ra 2,24 lit khí H2.

Xác định công thức của oxit. Biết các khí đo ở đktc.

2.40 Bảng dưới đây cho biết bán kính nguyên tử, năng lượng ion hóa của các nguyên tử nguyên tố chu kỳ 3

Nguyên tố

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

r (nm)

0,186

0,160

0,143

0,117

0,110

0,104

0,099

I1 (kJ/mol)

497

738

578

786

1012

1000

1251

1. Dựa vào các dữ kiện trên hãy cho nhận xét về sự biến đổi bán kính và sự biến đổi năng lượng ion hóa I1 của các nguyên tố trong chu kỳ.

2. Cho biết sự biến đổi tính chất axit - bazơ trong dãy oxit và hiđroxit dưới đây:

Na2O - MgO - Al2O3 - SiO2 - P2O5 - SO3 - Cl2O7

NaOH - Mg(OH)2 - Al(OH)­3 - H2SiO3 - H3PO4 - H2SO4 - HClO4.

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

2.41 Dãy nguyên tử nào sau đậy được xếp theo chiều bán kính nguyên tử tăng ?

A. I, Br, Cl, P                           B. C, N, O, F

C. Na, Mg, Al, Si                     D. O, S, Se, Te.

2.42 Tính chất kim loại của các nguyên tố trong dãy Mg – Ca – Sr - Ba biến đổi theo chiều :

            A. Tăng                                    B. giảm

C. Không thay đổi                   D. Vừa giảm vừa tăng

2.43 Tính chất phi kim của các nguyên tố trong dãy N- P-As-Sb-Bi biến đổi theo chiều :

A. Tăng                                    B. giảm

C. Không thay đổi                   D. Vừa giảm vừa tăng.

2.44 Tính chất bazơ của hiđroxit của nhóm IA theo chiều tăng của số thứ  tự là:

A. Tăng                                    B. giảm

C. Không thay đổi                   D. Vừa giảm vừa tăng.

2.45 Cho các hình vẽ sau, mỗi hình cầu là 1 trong các nguyên tử  Na, Mg, Al, K.

                                                

    a                     b                      c                     d

a, b, c, d tương ứng theo thứ tự sẽ là:

A. Na, Mg, Al, K                     B. K, Na, Mg, Al

C. Al, Mg, Na, K                      D. K, Al, Mg, Na

2.46 Cho các nguyên tử a, b, c, d thuộc nhóm IA có bán kính trung bình như hình vẽ dưới đây:

                                                

  a                       b                    c                     d

Năng lượng ion hóa I1 tăng dần theo thứ tự:

A.a < b < c < d                               B.d < c < b < a

C.a < c < b < d                               D.d < b < c < a

2.47 Cho nguyên tử của nguyên tố X có cấu tạo như sau:

Vị trí của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn là:

  1. Ô số 7, chu kì 2, nhóm VIIA.
  2. Ô số 7, chu kì 2, nhóm VA
  3. Ô số 5, chu kì 2, nhóm VA
  4. Ô số 5, chu kì 7, nhóm VIIA.

2.48 Cho ion đơn nguyên tử X có điện tích 2+ có cấu tạo như sau:

Cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

A.Ô số 10, chu kì 2, nhóm VIIIA.

B.Ô số 12, chu kì 3, nhóm VIIIA.

C.Ô số 12, chu kì 3, nhóm IIA.

D.Ô số 10, chu kì 2, nhóm IIA.

2.49 Cho cấu hình của nguyên tố X sau, cho biết kết luận nào đúng?                                                                                                                                                                                                                            

 

 


   1s2           2s2                     2p6                        3s2

  1. X ở ô số 12, chu kỳ 3, nhóm IIIA trong bảng tuần hoàn.
  2. X ở ô số 12, chu kỳ 3, nhóm IIIB trong bảng tuần hoàn.
  3. X ở ô số 12, chu kỳ 2, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.
  4. X ở ô số 12, chu kỳ 3, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.

2.50 Nguyên tử nguyên tố X, các ion Y+ và Z2- đều có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p6. Số thứ tự của X, Y, Z  trong bảng tuần hoàn lần lượt là

            A. 18, 19 và 16                                                B. 10, 11 và 8

            C. 18, 19 và 8                                      D. 1, 11 và 16

2.51 Tổng số hạt cơ bản (p, n, e) trong nguyên tử nguyên tố X là 46, biết số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 14. Xác định chu kì, số hiệu nguyên tử của X trong bảng tuần hoàn.

            A. Chu kì 2, ô 7                                   B. Chu kì 3, ô 15

            C. Chu kì 3 ô 16                                  D. Chu kì 3 ô 17

2.52 Hòa tan hoàn toàn 3,1g hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp vào nước thu được 1,12 lít hiđro (đktc). Hai kim loại kiềm đã cho là

            A. Li và Na                                                      B. Na và K

            C. K và Rb                                                       D. Rb và Cs

2.53 Cho 0,64 g hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó MO, có số mol bằng nhau, tác dụng hết với H2SO4 loãng. Thể tích khí H2(đktc) thu được là 0,224 lit. Cho biết M thuộc nhóm IIA. Xác định M là nguyên tố nào sau đây ?

            A. Mg              B. Ca               C. Sr                D. Ba

2.54 Hai kim loại X và Y đứng kế tiếp nhau trong một chu kỳ có tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử là 25. Số electron lớp ngoài cùng của X và Y lần lượt là :

            A. 1 và 2          B. 2 và 3          C. 1 và 3          D. 3 và 4

2.55 Ion M2+ có cấu tạo lớp vỏ electron ngoài cùng là 2s2 2p6. Cấu hình electron của M và vị trí của nó trong bảng tuần hoàn là

            A. 1s22s22p4 , ô 8 chu kỳ 2, nhóm VIA.

            B. 1s22s22p63s2 , ô 12 chu kỳ 3, nhóm IIA.

            C. 1s22s22p63s 3p , ô 12 chu kỳ 3, nhóm IIA.

            D. 1s22s22p63s23p , ô 13 chu kỳ 3, nhóm IIIA.

E. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP

2.41.        D

2.42.        A

2.43.        B

2.44.        A

2.45.        B

2.46.        A

2.47.        B

2.48.        A

2.49.        D

2.50.        A

2.51.        B

2.52.        B

2.53.        A

2.54.        B

2.55.        A

 

2.1 Trả lời

1. Số thứ tự 20, chu kì 4, nhóm IIA.

2. Số thứ tự 25, chu kì 4, nhóm VIIB.

2.2 Trả lời

1. Tổng số electron của nguyên tử M là 26. Số thứ tự 26, chu kì 4, nhóm VIIIB. M là Fe.

2.  -  Fe cháy trong khí clo:  2Fe  +  3Cl2  2FeCl3

Hòa tan sản phẩm thu được vào nước thu được dung dịch. Lấy vài ml dung dịch cho tác dụng với dung dịch AgNO3, có kết tủa trắng chứng tỏ có gốc clorua:

FeCl3  +  3AgNO3   Fe(NO3)3  +  3AgCl

Lặp lại thí nghiệm với dung dịch NaOH, có kết tủa nâu đỏ chứng tỏ có Fe(III):   FeCl3  +  3NaOH   Fe(OH)3  +  3NaCl

- Nung hỗn hợp bột Fe và bột S:   Fe  +  S  FeS

Cho B vào dung dịch H2SO4 loãng, có khí mùi trứng thối bay ra chứng tỏ có gốc sunfua:  FeS  +  H2SO4   FeSO4   +  H2S  (trứng thối)

Nhỏ dung dịch NaOH vào dung dịch thu được, có kết tủa trắng xanh chứng tỏ có Fe(II):  FeSO4  +  2NaOH   Na2SO4  +  Fe(OH)2 (trắng xanh)

2.3  Trả lời

1. Cấu hình electron của nguyên tố đó là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Tính chất đặc trưng của M là tính kim loại.

2. Nguyên tố đó nằm ở  nhóm IA nên công thức oxit là M2O. Đây là một oxit bazơ.

2.4  Giải

1. Cấu hình electron của nguyên tử R là: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

2. Nguyên tố A nằm ở ô số 20, chu kỳ 4, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.

3.  R hóa trị II (R thuộc nhóm IIA).

Các phương trình hóa học:

R  +  2H2O R(OH)2  +  H2­                                    

RO  +  H2O  R(OH)2

RCO3  +  2HCl  RCl2  +  CO2­ +  H2O          

R(OH)2  +  Na2CO3    RCO3  +  2NaOH

2.5 Giải

1. 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 M là S.

2. Hoàn thành các phương trình phản ứng:

a.  4FeS2  +  11O2    2Fe2O3  +  8SO2­

b.  FeS2   +  18HNO3     Fe(NO)3  +  2H2SO4 + 15NO2­  +  7H2O

2.6 Giải

1. Gọi số mol các chất trong hỗn hợp đầu: M = a mol; MCO3 = b mol.

M   +  2HCl    MCl2  +  H2                                                                 (1)

(mol):   a                                         a

MCO3   +  2HCl    MCl2  +  CO2  +  H2O                           (2)

(mol):   b                                                 b

Số mol H2 =  = 0,2  nên:  a + b = 0,2                                             (3)

MA = 11,52 = 23 nên  hay 2a + 44b = 4,6                   (4)

Theo bài: Ma + (M + 60)b = 10,8                                                           (5)

Từ (3), (4), (5) ta tìm được: a = 0,1 mol; b = 0,1 mol; M = 24 (Mg).

2. %  = 50%; %  = 50%.

2.7 Giải

1. Phân mức năng lượng của nguyên tử X và Y lần lượt là:

1s22s22p63s23p1  và 1s22s22p63s23p64s23d6.

Cấu hình electron của nguyên tử X và Y lần lượt là:

1s22s22p63s23p1  và 1s22s22p63s23p63d64s2.

Dựa vào bảng tuần hoàn ta tìm được X là Al và Y là Fe.

2. Gọi số mol các chất trong hỗn hợp: Al = a mol; Fe = b mol.

Ta có: 27a + 56b = 8,3                                                                      (1)

2Al   +  6HCl    2AlCl3  +  3H2                                                             (2)

(mol):   a             3a                            1,5a

Fe   +  2HCl    FeCl2  +  H2                                                    (3)

(mol):   b           2b                           b

Khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng thêm 7,8 gam nên: 8,3 - = 7,8.

Vậy: = 0,5 gam = 0,25 mol  1,5a + b = 0,25                      (4)

Từ (1) và (4) ta tìm được: a = 0,1 mol; b = 0,1 mol.

mAl = 270,1 = 2,7 (gam); mFe  = 560,1 = 5,6 (gam); VHCl =  = 1 (lit).

2.8 Giải

Gọi số mol oxit MO = x mol.

MO   +  H2SO4    MSO4  +  H2O                                               

(mol):   x             x                 x                   

Ta có: (M + 16)x = a

Khối lượng dung dịch axit H2SO4 ban đầu =  = 560x (gam).

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = a + 560x = (M + 16)x + 560x.

Theo bài: C% (MSO4) = 20% nên:.

Từ đây tìm được M = 24 (magie). Oxit kim loại cần tìm là MgO.

2.9 Giải

1. Gọi công thức chung của hai kim loại là M = a mol.

M   +  2HCl    MCl2  +  H2                                                             

(mol):   a          2a                           a                   

Số mol H2 = 0,15 mol nên a = 0,15 mol.

Ta có: Ma = 4,4  M = 29,33.

A và B là 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA nên A là Mg và B là Ca.

2. Thể tích dung dịch HCl cần dùng =  = 0,3 (lit) = 300 (ml).

Thể tích dung dịch HCl đã dùng = 300 + 25%.300 = 375 (ml).

2.10 Giải

a. Gọi công thức chung của kim loại là R = a mol.

 

2R   +  2H2  2ROH  +  H2                                                         

(mol):   a            a                 a           0,5a                   

ROH   +  HCl    RCl  +  H2O                                                             

(mol):    a              a                

Số mol HCl = 0,03 mol nên a = 0,03 mol.

Ta có: Ra = 0,85  R = 28,33. Vậy hai kim loại là Na và K.

Gọi số mol Na = b mol và K = c mol. Ta có: b + c = 0,03 và 23b + 39c = 0,85.

Từ đây tìm được b = 0,02 (mol); c = 0,01 (mol).

b. Dung dịch A gồm NaOH = 0,02 mol và KOH = 0,01 mol.

Khối  lượng dung dịch A = 49,18 + 0,85 - 0,0152 = 50 (gam).

C% (NaOH) =  = 1,6%

C% (KOH) =  = 1,12%.

2.11 Giải

a. Gọi hóa trị cao nhất của R trong oxit là m, hóa trị trong hợp chất với hiđro là n. Ta có: m + n = 8.

Theo bài: m = 3n. Từ đây tìm được m =6; n = 2.

b. Công thức hợp chất R với hiđro là H2R. Theo bài:  nên R = 32.

Gọi tổng số hạt proton, nơtron của R là P, N. Ta có P + N = 32.

Ta có: P  1,5P   P  1,5P   12,8  16.

Mặt  khác, R thuộc nhóm VI (hóa trị cao nhất trong oxit bằng VI) nên dựa vào cấu hình electron khi P = 13, 14, 15, 16 ta thấy P = 16 thỏa mãn.

Vậy kí hiệu của nguyên tử R là: .

2.12 Giải

a. R nằm ở chu kỳ 3 nên lớp electron ngoài cùng là lớp thứ 3. Mặt khác, R thuộc phân nhóm chính nhóm VA nên nguyên tử R có 5 electron ở lớp ngoài cùng. Vậy cấu hình lớp electron ngoài cùng của R là 3s23p3.

Cấu hình electron của R là 1s22s22p63s23p3.

b. R thuộc nhóm V nên hóa trị cao nhất của R trong oxit là V. Công thức oxit là R2O5.

Theo bài: %R = 43,66% nên   R = 31 (photpho).

Tổng số hạt electron = tổng số hạt proton = 15 (dựa vào cấu hình electron).

Tổng số hạt nơtron = 31 -15 = 16.

2.13  Giải

A và B là hai nguyên tố ở cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn nên số thứ tự của chúng hơn kém nhau 8 hoặc 18 đơn vị (đúng bằng số nguyên tố trong một chu kỳ).

Theo bài ra, tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32 nên ZA + Z = 32.

Trường hợp 1: ZB -  Z = 8. Ta tìm được ZA = 12; ZB = 20.

Cấu hình electron:

A : 1s22s22p63s2  (chu kỳ 3, nhóm IIA).

và B: 1s22s22p63s23p64s2   (chu kỳ 4, nhóm IIA).

Ion A2+: 1s22s22p6 và B2+: 1s22s22p63s23p6.

Trường hợp 2: ZB - Z = 18. Ta tìm được ZA = 7; ZB = 25.

Cấu hình electron:

A : 1s22s22p3   (chu kỳ 2, nhóm VA).

và B: 1s22s22p63s23p63d54s2    (chu kỳ 4,  nhóm VIIB).

Trường hợp này A, B không cùng  nhóm nên không thỏa mãn.

2.14 Giải

1. Hai nguyên tố A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA, do đó A thuộc nhóm IVA hoặc nhóm VIA.

Theo bài: ZA + ZB = 23.

Vì: ZA + ZB = 23 và B thuộc nhóm V, còn A thuộc nhóm IV hoặc nhóm VI nên A, B thuộc các chu kì nhỏ (chu kỳ 2 và chu kỳ 3).

Mặt khác, A và B không thể cùng chu kỳ vì hai nguyên tố thuộc hai  nhóm A kế tiếp trong một chu kỳ hơn kém nhau 1 proton, nghĩa là ở ô số 11 và 12 (tổng số proton bằng 23), không thuộc các nhóm IV và V hay V và VI.

Trường hợp 1: B thuộc chu kỳ 2. Theo bài, B ở nhóm VA nên ZB = 7 (nitơ). Vậy ZA  = 23 - 7 = 16 (lưu huỳnh). Trường hợp này thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất nitơ không phản ứng với lưu huỳnh.

Trường hợp 2: B thuộc chu kỳ 3. Theo bài, B ở nhóm VA nên ZB = 15 (phopho). Vậy ZA  = 23 - 15 = 8 (oxi). Trường hợp này không thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất oxi phản ứng với phopho.

Cấu hình electron của A và B là:

A: 1s22s22p63s23p4   và B: 1s22s22p3

2. Điều chế HNO3 từ N2 và H2SO4 từ S.

Điều chế HNO3:  N2  NH3  NO  NO2  HNO3

 


N2  + 3H2                  2NH3

4NH3 + 5O2   4NO­ + 6H2O

2NO + O2  2NO2

4NO2 + O2 + 2H2O  4HNO3

 

Điều chế H2SO4:  S  SO2  SO3  H2SO4

S  + O2   SO2

 


2SO2  + O2                     2SO3

SO3  +  H2  H2SO4

2.15 Giải

1. Gọi số hạt proton của A là P và của B là P', ta có:

P + 3P' = 42 - 2. Ta thấy 3P' <  P + 3P' = 40 nên P' <  = 13,3.

Do B tạo được anion nên B là phi kim. Mặt khác P' < 13,3 nên B chỉ có thể là nitơ, oxi hay flo.

Nếu B là nitơ (P' = 7)  P = 19 (K). Anion là : loại

Nếu B là oxi (P' = 8)  P = 16 (S). Anion là : thỏa mãn

Nếu B là flo (P' = 9)  P = 13 (Al). Anion là : loại

Vậy A là lưu huỳnh, B là oxi.

2. O (P' = 8) : 1s22s22p4  (ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA)

S (P = 16) : 1s22s22p63s23p4  (ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA)

2.16 Giải

1. Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử R là P, N, E. Trong đó P = E.

Theo bài: P + N + E = 28  2P + N = 28  N = 28 - 2P.

Mặt khác, P  N  1,5P   P  28 - 2P  1,5P    8  P  9,3

Vậy P = 8 hoặc 9. Do nguyên tố R thuộc nhóm VIIA nên nguyên tử nguyên tố R có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

P = 8: 1s22s22p4: loại

P = 9: 1s22s22p5: thỏa mãn. Vậy P = E = 9; N = 10.

1. Số khối  A= N + P = 19.

2. Ký hiệu nguyên tử:

Nguyên tố đã cho là flo.

2.17  Giải

Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử M là P, N, E và của nguyên tử X là P', N', E'. Ta có P = E và P' = E'.

Theo bài ta lập được các sự phụ thuộc sau:

2(P + N + E) + P' + N' + E' = 140   4P + 2P' + 2N + N' = 140             (1)

2(P + E) + P' + E' - 2N - N' = 44   4P + 2P' - 2N - N' = 44                  (2)

P + N - P' - N' = 23 « P + N - P' - N' = 23                                              (3)

(P + N + E - 1) - (P' + N' + E' + 2) = 31   2P + N - 2P' - N' = 34          (4)

Từ (1) và (2) ta có: 2P + P' = 46 và 2N + N' = 48.

Từ (3), (4) ta có: P - P' = 11 và N - N' = 12.

Giải ra ta được P = 19 (K); N = 20 ; P' = 8 (O); N' = 8. Vậy X là K2O.

Cấu hình electron:

K (P = 19): 1s22s22p63s23p64s1  (chu kỳ 4, nhóm IA).

O (P' = 8): 1s22s22p4  (chu kỳ 2, nhóm VIA)

2.18 Trả lời

1. Viết được cấu hình electron vì số electron ở lớp vỏ nguyên tử bằng số thứ tự Z.

2. Không biết số khối vì chỉ biết số proton bằng Z, nhưng không biết số nơtron.

3. Không viết được kí hiệu nguyên tử vì không biết số khối và ký hiệu nguyên tố.

4. Từ cấu hình electron ta biết được tính chất cơ bản.

5. Từ cấu hình electron ta biết được số thứ tự nhóm, và đó chính là hóa trị cao nhất trong oxit.

6. Hóa trị trong hợp chất với hiđro = 8 - hóa trị cao nhất trong oxit.

2.19 Trả lời

1. Biết được tính chất cơ bản dựa vào số electron lớp ngoài cùng.

2. Biết được cấu hình electron vì từ cấu hình lớp electron lớp ngoài cùng, chúng ta có thể hoàn chỉnh tiếp cấu hình electron các lớp bên trong.

3. Dựa vào cấu hình electron chúng ta biết được vị trí trong bảng tuần hoàn.

4. Ta lập được công thức oxit cao nhất vì hóa trị của cao nhất của nguyên tố bằng số thứ tự nhóm và bằng số electron lớp ngoài cùng.

5. Không viết được ký hiệu nguyên tử vì không biết số khối và ký hiệu nguyên tố.

6. Ta lập được công thức hợp chất với hiđro vì hóa trị của nguyên tố trong hợp chất với hiđro = 8 - hóa trị cao nhất trong oxit.

2.20 Giải

1. Năng lượng ion hóa thứ nhất giảm dần do bán kính nguyên tử tăng dần, lực hút của hạt nhân với electron hóa trị giảm dần.

Năng lượng ion hóa thứ hai ứng với quá trình: M+ (khí) - 1e  M2+ (khí). Vì ion M+ có cấu hình bền vững của khí hiếm và mang một điện tích dương nên việc bứt đi một electron khó khăn hơn nhiều, đòi hỏi cần cung cấp năng lượng rất lớn.

2. Dựa vào cấu hình electron ta thấy, trong các phản ứng hóa học các kim loại kiềm có khuynh hướng nhường 1 electron lớp ngoài cùng để đạt được cấu hình bền vững của khí hiếm. Mặt khác, các kim loại kiềm là các nguyên tố có độ âm điện bé nhất nên chúng luôn có số oxi hóa +1 trong các hợp chất.

Các kim loại kiềm không thể tạo được hợp chất có số oxi hóa lớn hơn +1 vì sự nhường tiếp các electron thứ hai, thứ ba, đòi hỏi năng lượng rất lớn.

2.21 Giải

a. 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)

b. Điều chế Ca từ CaCO3 và Fe từ Fe2O3.

Điều chế Ca:

CaCO3  +  2HCl    CaCl2  +  CO2 ­ +  H2O

­

Điều chế Fe:  Fe2O3  +  3CO   2Fe  +  3CO2­

2.22 Giải

a. Gọi số mol kim loại M là a mol.

M  +  2H2  M(OH)2  +  H2

(mol):  a                                               a

Số mol khí H2 =  = 0,25 (mol) nên:  a = 0,25

Ta có: Ma = 10  M = 40 (Ca).

b. Số mol Ca = 0,1 mol. Các phương trình phản ứng:

Ca     +    2HCl     CaCl2   +   H2

(mol):  0,075       0,15           0,075 

Ca     +   2H2  Ca(OH)2  +  H2

(mol):  0,025                         0,025                    

Dung dịch B gồm: CaCl2 = 0,075 mol và Ca(OH)2 = 0,025 mol.

CM  ;  CM  

2.23  Giải

a. Gọi số hạt prroton, 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:

    P = 2P'.

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

b. Lưu huỳnh ở ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VIA.

Oxi ở ô số 8, chu kỳ 2, nhóm VIA.

2.24 Giải

1. A, M, X thuộc chu kỳ 3 nên n = 3.

Cấu hình electron, vị trí và tên nguyên tố:

A: 1s22s22p63s1 (ô số 11, nhóm IA), A là kim loại Na.

M: 1s22s22p63s23p1 (ô số 13, nhóm IIIA), M là kim loại Al.

X: 1s22s22p63s23p5 (ô số 17, nhóm VIIA), X là phi kim Cl.

2.  Các phương trình phản ứng:

3NaOH  +  AlCl3   Al(OH)3  +  3NaCl

Al(OH)3 +  NaOH    NaAlO +  2H2O

NaAlO2 +  HCl  +  H2  Al(OH)3   +  NaCl

2.25 Giải

Gọi số mol trong mỗi phần: Fe = x mol; M = y mol.

Phần 1:

Fe  +  2HCl    FeCl2  +  H2

(mol):   x                                         x

2M  +  2nHCl    2MCln  +  nH2

(mol):    y                                          0,5ny

Số mol H2 = 0,07 nên x + 0,5ny = 0,07.

Phần 2:

2Fe  +  6H2SO4 (đặc)    Fe2(SO4)3  +  3SO2 +  6H2O

(mol):   x                                                                   1,5x

2M  +  2nH2SO4 (đặc)    M2(SO4)n  +  nSO2 +  2nH2O

(mol):   y                                                                   0,5nx

Số mol SO2 = 0,09 nên  1,5x + 0,5ny = 0,09. Vậy x = 0,04 và ny = 0,06.

Mặt khác: 56x + My = 2,78 nên My = 0,54. Vậy hay M = 9n.

Ta lập bảng sau:

n

1

2

3

M

9 (loại)

18 (loại)

27 (nhận)

Vậy M là Al.

2.26 Giải:

1. Gọi số mol oxit RO = a mol.

RO  +  H2SO4    RSO4  +  H2O

(mol):   a             a                a                          

Số mol axit H2SO4 dư =  - a = 0,03 - a.

C% (H2SO4) sau phản ứng = 0,98%       =  

 a = 0,025 (mol).

Ta có: (M + 16)a = 2  M = 64 (Cu).

2. Dung dịch A gồm: CuSO4 = 0,025 mol; H2SO4 = 0,005 mol.

H2SO4  +  2NaOH    Na2SO4  +  2H2O

(mol):   0,005        0,01

CuSO4  +  2NaOH    Cu(OH)2  +  Na2SO4 

(mol):   0,025        0,05

Khối lượng dung dịch NaOH cần dùng  =  = 30 (gam).

Thể tích dung dịch NaOH cần dùng  =  = 28,57 (ml)

2.27 Giải

1. Gọi số mol M = a mol.

M  +  H2SO4    RSO4  +  H2

(mol):    a          a                 a                          

Số mol H2 = 0,05 mol nên a = 0,05 mol.

Phần 1:

RSO4  +  2NaOH    R(OH)2  +  Na2SO4

(mol):   0,025                           0,025                          

R(OH)2    RO  +  H2O

(mol):   0,025                 0,025                          

mRO  = 1 gam  (R + 16).0,025 = 1  R = 24 (Mg).

C% (H2SO4) =  = 2,45%.

Phần 2: MgSO4.nH2O = 0,025 mol. Ta có: (120 + 18n).0,025 = 6,15  n = 7.

Vậy công thức muối ngậm nước là MgSO4.7H2O.

2.28 Giải

1. M thuộc nhóm IIIA nên M có hóa trị III.

M  +  4HNO3    M(NO3)3   +  NO +  2H2O                           (1)

(mol):   a          4a                   a                 a       

10M  +  36HNO3    10M(NO3)3   +  3N2 +  18H2O              (2)

(mol):   10b         36b                 10b                 3b

Ta có: a + 3b = 0,25.                                                                                (3)

MA = 14,42 = 28,8    30a + 84b = 7,2      (4)                

Từ (3), (4) ta có:  a = 0,1 mol; b = 0,05 mol.

M(a + 10b) = 16,2 M = 27 (Al).

2. Số mol HNO3 dư = 2,5 - 4a - 36b = 0,3 (mol).

Khối lượng dung dịch HNO3 ban đầu = 50001,25 = 6250 (gam).

Khối lượng dung dịch sau phản ứng = 6250 + 16,2 - 30a - 84b = 6259 (gam).

C% (HNO3 sau phản ứng) =  = 0,30%.

2.29 Giải

1. Vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn:

A: ô số 4, chu kỳ 2, nhóm IIA.

B: ô số 20, chu kỳ 4, nhóm IIA.

C: ô số 9, chu kỳ 2, nhóm VIIA.

D: ô số 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA.

E: ô số 2, chu kỳ 1, nhóm VIIIA.

2. B là kim loại mạnh nhất. Hai kim loại A, B cùng thuộc nhóm IIA, theo chiều từ trên xuống, tính kim loại tăng dần.

C là phi kim mạnh nhất. Hai phi kim C, D cùng thuộc nhóm VIIA, theo chiều từ trên xuống, tính phi kim giảm dần.

E là nguyên tố kém hoạt động nhất vì lớp vỏ đã bão hòa electron.

2.30 Giải 

Gọi kí hiệu chung của hai kim loại kiềm là M.

Gọi số mol trong 46 gam hỗn hợp đầu: M = a mol và Ba = b mol.

Các phương trình phản ứng:

2M  +  2H2O     2MOH   +   H2                                                              (1)

(mol):   a                              a               0,5a

Ba  +  2H2O     Ba(OH)2   +   H2                                                            (2)

(mol):   b                              b                  b

Số mol H2 = 0,5 mol nên: 0,5a + b = 0,5   a + 2b = 1.                            (3)

Khi cho dung dịch thu được tác dụng với dung dịch Na2SO4:

Ba(OH)2  +  Na2SO4    BaSO4  +  2NaOH                                   (4)

Khi thêm 0,18 mol Na2SO4, trong dung dịch còn dư Ba(OH)2 nên b > 0,18.

Khi thêm 0,21 mol Na2SO4, trong dung dịch còn dư Na2SO4   nên b < 0,21.

Mặt khác: Ma  + 137b = 46                                                                      (5)

Kết hợp (3), (5) ta có: b =

Mặt khác: 0,18 < b < 0,21   29,7  < M < 33,34.

Khối lượng mol trung bình của 2 kim loại kiềm liên tiếp là: 29,7  < M < 33,34. Hai kim loại đó là Na (Na = 23) và K ( K = 39).

2.31  Hướng dẫn: 

1. Hai nguyên tố A, B đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì trong bảng tuần hoàn nên điện tích hạt nhân hơn kém nhau 1 đơn vị.

Theo bài ra ta tìm được: ZA = 12 và ZB = 13.

A: 1s22s22p63s2  : A thuộc chu kỳ 3, nhóm IIA là Mg

B: 1s22s22p63s23p1 : B thuộc chu kỳ 3, nhóm IIIA.

2. A và B đều là kim loại, tính kim loại của A mạnh hơn B.

Oxit BO có tính bazơ yếu hơn oxit AO.

2.32 Hướng dẫn: 

1. Trong một chu kì, theo chiều từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng dần và bán kính nguyên tử giảm dần, điều đó làm tăng khả năng hút electron của nguyên tử trong phân tử, do đó độ âm điện tăng dần.

Trong một nhóm, theo chiều từ trên xuống dưới, bán kính nguyên tử tăng dần và chiếm ưu thế so với sự tăng điện tích hạt nhân, điều đó làm giảm khả năng hút electron của nguyên tử trong phân tử, do đó độ âm điện giảm dần.

2. Trong một chu kì, theo chiều từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng dần và bán kính nguyên tử giảm dần, điều đó làm tăng lực hút của hạt nhân đối với các electron hóa trị, do đó năng lượng ion hóa tăng dần.

Trong một nhóm, theo chiều từ trên xuống dưới, bán kính nguyên tử tăng dần và chiếm ưu thế so với sự tăng điện tích hạt nhân, điều đó làm giảm lực hút của hạt nhân đối với các electron hóa trị, do đó năng lượng ion hóa giảm dần.

2.33 Hướng dẫn: 

Từ Na đến Cl, bán kính nguyên tử giảm dần tuân theo quy luật biến đổi bán kính trong một chu kỳ. Đó là, trong một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải điện tích hạt nhân tăng dần trong khi số lớp electron ở vỏ nguyên tử không đổi, do đó bán kính nguyên tử giảm dần.

Từ Li đến Cs, bán kính nguyên tử tăng dần tuân theo quy luật biến đổi bán kính trong một phân nhóm. Đó là, trong một phân nhóm, khi đi từ trên xuống dưới số lớp electron ở vỏ nguyên tử tăng lên và chiếm ưu thế hơn so với sự tăng điện tích hạt nhân, do đó bán kính nguyên tử tăng dần.

2.34 Hướng dẫn: 

1. Theo bài ra, hóa trị của X trong hợp chất với hiđro là II nên hóa trị cao nhất trong oxit là VI.

Vậy X thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn. X là S.

2. Các phương trình phản ứng:

H2S  +  4Cl2  +  4H2  H2SO4  +  8HCl

H2S  +  2FeCl3     2FeCl2  +  S   +  2HCl

H2S  +  CuSO4     CuS   +  H2SO4

2.35 Hướng dẫn:

1. Gọi số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n. Ta có: m + n = 8.

Mặt khác, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2   m - 2n = 2.

Từ đây tìm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhóm VI.

Số khối của R < 34 nên R là O hay S. Do oxi không tạo được số oxi hóa cao nhất là +6 nên R là lưu huỳnh.

2. Trong hợp chất X, R có số oxi hóa thấp nhất nên X có công thức là H2S.

Gọi công thức oxit Y là SOn.

Do %S = 50% nên  =  n =  2.  Công thức của Y là SO2.

2.36 Hướng dẫn:

1. Gọi công thức chung của hai muối là M2CO3 = a mol.

M2CO3  +  HCl    MHCO3  +  MCl

(mol):    a                a                a

MHCO3  +  HCl    MCl  +  CO2  +  H2O

(mol):    0,1              0,1          0,1        0,1                

Dung dịch A gồm MCl = a + 0,1 mol và MHCO3 = a - 0,1 mol.

MHCO3  +  Ca(OH)2    CaCO3  +  MOH   +  H2O

(mol):   a - 0,1                                 a - 0,1                

Theo bài: số mol CaCO3 = 0,2 mol nên a - 0,1 = 0,2  a = 0,3.

Ta có: (2M + 60).0,3 = 35  M = 28,33. Do hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp nên đó là Na và K.

2. Gọi số mol Na2CO3 = b mol và K2CO3 = c mol.

Ta có b + c = 0,3 và 106b + 138c = 35.

Từ đây tìm được b = 0,2 mol; c = 0,1 mol.

m21,2 gam; m 13,8 gam.

2.37 Hướng dẫn:

1. Gọi công thức chung của hai muối là MCl2 và số mol có trong 15,05 gam hỗn hợp là a mol.

MCl2  +  2AgNO3    M(NO3)2  +  2AgCl

(mol):                                                      0,8a

Số mol AgNO3 = 0,12 mol nên 0,8a = 0,12  a = 0,15 mol.

Ta có: (M + 71)a = 15,05  M = 29,33.

Như vậy, A có khối lượng nguyên tử nhỏ hơn 29,33, A có thể là Be hoặc Mg.

Nếu A là Be thì MB =  = 15: loại

Nếu A là Mg thì MB =  = 40: Vậy B là Ca.

2.38 Hướng dẫn:

1. Gọi công thức chung của hai muối là MCO3 và số mol có trong 3,6 gam hỗn hợp là a mol.

MCO3  +  2HCl    MCl2  +  CO2  +  H2O

(mol):    a                                               a

Khí B là CO2 = a mol. Cho toàn bộ lượng khí B hấp thụ hết bởi dung dịch chứa 0,045 mol Ca(OH)2, xảy ra 2 trường hợp:

 

Trường hợp 1: Ca(OH)2 dư ( a < 0,045 mol)

CO2  +  Ca(OH)2    CaCO3  +  H2O

(mol):   a              a                     a

Số mol CaCO3 = 0,04 mol  a = 0,04 (thỏa mãn điều kiện a < 0,045 mol).

Ta có: (M + 60).0,04 = 3,6  M = 30.  Hai kim loại kế tiếp là Mg và Ca.

 

Trường hợp 2: Ca(OH)2 không dư ( a  0,045 mol)

CO2  +  Ca(OH)2    CaCO3  +  H2O

(mol):  0,04         0,04               0,04

2CO2  +  Ca(OH)2    Ca(HCO3)2

(mol):   0,01         0,005                 

Số mol CO2 = 0,05 mol  a = 0,05 (thỏa mãn điều kiện a  0,045 mol).

Ta có: (M + 60).0,05 = 3,6  M = 12.  Hai kim loại kế tiếp là Be và Mg.

2.39 Hướng dẫn:

Gọi công thức oxit là MxOy , có số mol là a mol.

MxOy  +  yH2   xM  +  yH2O

(mol):    a             ay         ax

Ta có: a(Mx + 16y) = 8 và ay = 0,15. Như vậy M.a.x = 5,6.

Đặt n là hóa trị của kim loại M (1 £ n £3).

2M  +  2nHCl    2MCln  +   nH2

(mol):  ax                                            0,5n.a.x

Ta có: 0,5n.a.x = 0,1 hay n.a.x = 0,2.

Lập tỉ lệ: . Vậy M = 28n.

Ta lập bảng sau:

n

1

2

3

M

28 (loại)

56 (nhận)

84 (loại)

Vậy kim loại M là Fe.

Lập tỉ lệ: .

Vậy công thức oxit kim loại là Fe2O3.

2.40 Hướng dẫn:

1. Từ Na đến Cl, bán kính nguyên tử giảm dần tuân theo quy luật biến đổi bán kính trong một chu kỳ. Đó là, trong một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần, số electron ở lớp ngoài cùng tăng dần trong khi số lớp electron ở vỏ nguyên tử không đổi, do đó bán kính nguyên tử giảm dần.

Năng lượng ion hóa thứ nhất tăng dần do điện tích hạt nhân tăng dần, bán kính nguyên tử giảm dần, lực hút của hạt nhân với electron hóa trị tăng dần.

2. Tính chất axit - bazơ trong dãy oxit và hiđroxit biến đổi theo chiều giảm dần tính bazơ và tăng dần tính axit.

Na2O

MgO

Al2O3

SiO2

P2O5

SO3

Cl2O7

Oxit bazơ

mạnh

Oxit bazơ

trung bình

Oxit

lưỡng tính

Oxit axit

yếu

Oxit axit

trung bình

Oxit axit

mạnh

Oxit axit

mạnh

NaOH

Mg(OH)2

Al(OH)3

H2SiO3

H3PO4

H2SO4

HClO4

Bazơ kiềm

Bazơ

trung bình

Hiđroxit lưỡng tính

Axit yếu

Axit

trung bình

Axit mạnh

Axit

rất mạnh

 

F. THÔNG TIN BỔ SUNG

Sách giáo khoa Hóa học 10 nâng cao giới thiệu bảng tuần hoàn dạng dài có rất nhiều ưu điểm. Để có thêm thông tin, chúng tôi xin giới thiệu một số kiểu bảng tuần hoàn khác.

1. Dạng kim tự tháp

2. Dạng bảng tuần hoàn xoáy trôn ốc

3.  Dạng bảng tuần hoàn có kí hiệu đặc biệt


Chương 3

LIÊN KẾT HÓA HỌC

 

A. TÓM TẮT LÍ THUYẾT

I. Liên kết liên kết ion và cộng hóa trị

            - Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tố tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững hơn.

            - Các nguyên tử của các nguyên tố có khuynh hướng liên kết với nguyên tử khác tạo thành để đạt được cấu hình electron bền vững như của khí hiếm (có 2 hoặc 8 electron lớp ngoài cùng).

1. Liên kết ion

      Định nghĩa: Là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu.

      Sự hình thành liên kết ion

Nguyên tử kim loại nhường electron hóa trị trở thành ion dương (cation).

Nguyên tử phi kim nhận electron trở thành ion âm (anion). Các ion trái dấu hút nhau tạo thành liên kết ion.

Thí dụ: Liên kết trong phân tử CaCl2

        + Nguyên tử Ca nhường 2 electron tạo thành ion dương.

                        Ca -®  Ca2+    +   2e

        + Nguyên tử clo nhận 1 electron tạo thành ion âm.

                        Cl2  +  2e ® 2Cl-

Ion Ca2+ và 2 ion Cl- hút  nhau tạo thành phân tử CaCl2.

      Điều kiện hình thành liên kết ion

Các nguyên tố có tính chất khác hẳn nhau (kim loại và phi kim điển hình).

Quy ước hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết ³ 1,7 là liên kết ion.

Các hợp chất ion có nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi cao, dẫn điện khi tan trong nước hoặc nóng chảy.

2. Liên kết cộng hóa trị

      Định nghĩa: Là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bằng một hay nhiều cặp electron dùng chung.

      Điều kiện  hình thành liên kết cộng hóa trị

Các nguyên tử giống nhau hoặc gần giống nhau, liên kết với nhau bằng cách góp chung các electron hóa trị. Thí dụ Cl2, H2, N2, HCl, H2O...

Quy ước hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết < 1,7 là liên kết cộng hóa trị.

      Liên kết cộng hóa trị có cực và không cực

Khi cặp electron dùng chung phân bố đối xứng giữa hai hạt nhân nguyên tử tham gia liên kết thì đó là liên kết cộng hóa trị không phân cực.

Khi cặp electron dùng chung bị hút lệch về nguyên tử có độ âm điện lớn hơn thì đó là liên kết cộng hóa trị có cực.

Quy ước hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử liên kết 0,4 £ Dc < 1,7 là liên kết cộng hóa trị có cực, nếu giá trị này nhỏ hơn 0,4 thì liên kết là cộng hóa trị không cực.

II. Sự lai hóa các obitan nguyên tử

1. Sự lai hóa

            Sự lai hóa obitan nguyên tử là sự tổ hợp một số obitan nguyên tử trong một nguyên tử  để được các obitan lai hóa giống nhau, có số lượng bằng tổng số obitan tham gia lai hóa, nhưng định hướng khác nhau trong không gian.

2. Các kiểu lai hóa thường gặp

a. Lai hóa sp: Là sự tổ hợp 1 obitan s với 1 obitan p tạo thành 2 obitan lai hóa sp nằm thẳng hàng với nhau, hướng về hai phía.

b. Lai hóa sp2: Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 2 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 3 obitan lai hóa sp2 nằm trong một mặt phẳng, định hướng từ tâm đến các đỉnh của tam giác đều.

                     

c. Lai hóa sp3: Là sự tổ hợp của 1 obitan s với 3 obitan p của một nguyên tử tham gia liên kết tạo thành 4 obitan lai hóa sp3 định hướng từ tâm đến các 4 đỉnh của tứ diện đều.

                     

III. Sự tạo thành liên kết cộng hóa trị

1. Liên kết đơn

            Được hình thành do sự xen phủ trục của các obitan (liên kết s). Các liên kết s thường rất bền vững.

Thí dụ:  H - Cl ; H - O - H

2. Liên kết đôi.

            Bao gồm 1 liên kết s hình thành do sự xen phủ trục và 1 liên kết ở hình thành do sự xen phủ bên của các obitan lai hóa. Liên kết ở thường kém bền.

Thí dụ  CH2 = CH2;  O = C = O

3. Liên kết ba.

Bao gồm 1 liên kết s và 2 liên kết ở.

Thí dụ

IV. Hóa trị và số oxi hóa

1. Hóa trị

            - Trong các hợp chất ion: hóa trị (còn gọi là điện hóa trị) chính bằng điện tích của ion đó.

            - Trong hợp chất cộng hóa trị: hóa trị (cộng hóa trị) chính bằng số liên kết của nguyên tử nguyên tố đó tạo ra được với các nguyên tử khác.

2. Số oxi hóa

            Số oxi hóa của một nguyên tố trong hợp chất là điện tích của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử nếu giả định liên kết trong phân tử là liên kết ion.

            Xác định số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử theo nguyên tắc:

            + Số oxi hóa của các đơn chất bằng không.

            + Tổng số oxi hóa của các nguyên tử trong phân tử bằng không

.           + Số oxi hóa của các ion bằng điện tích của ion đó.

            + Trong hầu hết các hợp chất, số oxi hóa của hiđro là +1, của oxi là -2.

V. Liên kết kim loại

            - Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do dự tham gia của các electron tự do.

            - Các mạng tinh thể kim loại thường gặp: Lập phương tâm khối, lập phương tâm diện, lục phương.

            - Các kim loại dẫn điện, dẫn nhiệt tốt, có tính dẻo, có ánh kim là do cấu tạo tinh thể kim loại quy định.

B. BÀI TẬP CÓ LỜI GIẢI

3.1  Viết cấu hình electron của Cl (Z=17) và Ca (Z=20). Cho biết vị trí của chúng (chu kì, nhóm) trong bảng tuần hoàn. Liên kết giữa canxi và clo trong hợp chất CaCl2 thuộc loại liên kết gì? Vì sao? Viết sơ đồ hình thành liên kết đó.

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH- CĐ khối B năm 2004)

3.2  Hai nguyên tố M và X tạo thành hợp chất có công thức là M2X. Cho biết:

- Tổng số proton trong hợp chất bằng 46.

- Trong hạt nhân của M có n - p = 1, trong hạt nhân của X có n' = p'.

- Trong hợp chất M2X, nguyên tố X chiếm   khối lượng.

1. Tìm số hạt proton trong nguyên tử M và X.

2. Dựa vào bảng tuần hoàn hãy cho biết tên các nguyên tố M, X.

3. Liên kết trong hợp chất M2X là liên kết gì? Tại sao? Viết sơ đồ hình thành liên kết trong hợp chất đó.

3.3 Viết cấu hình electron của  các nguyên tử A, B biết rằng:

- Tổng số các loại hạt cơ bản trong nguyên tử A là 34. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10.

- Kí hiệu của nguyên tử B là B.

2. Liên kết trong hợp chất tạo thành từ A và B thuộc loại liên kết gì? Vì sao? Viết công thức của hợp chất tạo thành .

3.4 X, Y, Z là những nguyên tố có điện tích hạt nhân lần lượt là 9, 19, 8.

1. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó. Cho biết tính chất hóa học đặc trưng của X, Y, Z.

2. Dự đoán liên kết hóa học có thể có giữa các cặp X và Y, Y và Z, X và Z. Viết công thức phân tử của các hợp chất tạo thành.

3.5  Một hợp chất có công thức XY2 trong đó Y chiếm 50% về khối lượng. Trong hạt nhân của X có n = p và hạt nhân Y có n' = p'. Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32.

a. Viết cấu hình electron của X và Y.

b. Dựa vào bảng tuần hoàn, cho biết X, Y là những nguyên tố gì? Cho biết bản chất liên kết và công thức cấu tạo của phân tử XY2.

3.6 Tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử một nguyên tố R nhóm VIIA là 28.

1. Tính số khối của R. Dựa vào bảng tuần hoàn, cho biết R là nguyên tố gì?

2. Viết công thức phân tử và công thức cấu tạo của phân tử đơn chất R.

3. Viết công thức electron và công thức cấu tạo hợp chất của R với hiđro.

3.7 Phân tử NH3 có cấu tạo dạng chóp tam giác với góc liên kết HNH bằng 1070.

1. Theo lý thuyết lai hóa, nguyên tử nitơ trong phân tử NH3 ở trạng thái lai hóa nào? Mô tả sự hình thành liên kết trong NH3 theo giả thiết lai hóa đó.

2. Giải thích tại sao góc liên kết trong phân tử NH3 lại nhỏ hơn so với góc của tứ đều (109,5o)?

3.8  Phân tử H2O có cấu tạo hình chữ V với góc liên kết HOH bằng 104,50.

1. Theo lý thuyết lai hóa, nguyên tử oxi trong phân tử H2O ở trạng thái lai hóa nào? Mô tả sự hình thành liên kết trong H2O theo giả thiết lai hóa đó.

2. Giải thích tại sao góc liên kết trong phân tử H2O lại nhỏ hơn so với góc của tứ đều (109,5o)?

3.9 Trình bày cấu trúc của tinh thể nước đá. Tinh thể nước đá thuộc kiểu tinh thể nguyên tử, phân tử hay ion?

2. Hãy giải thích vì sao nước đá lại nổi trên bề mặt nước lỏng?

3.10 Nguyên tố R có hóa trị cao nhất trong oxit gấp 3 lần hóa trị trong hợp chất với hiđro.

a. Hãy cho biết hóa trị cao nhất của R trong oxit.

b. Trong hợp chất của R với hiđro, R chiếm  phần khối lượng.

Không dùng bảng tuần hoàn, cho biết kí hiệu của nguyên tử R.

c. Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết R là nguyên tố gì? Viết công thức electron và công thức cấu tạo oxit cao nhất của R.

3.11  Hợp chất X tạo bởi hai nguyên tố A, B và có phân tử khối là 76. A và B có số oxi hóa cao nhất trong các oxit là +nO  và + mO, và số oxi hóa âm trong các hợp chất với hiđro là -nH và -mH thỏa mãn điều kiện nO = nH và mO = 3mH.

1. Tìm công thức phân tử của X, biết rằng A cố số oxi hóa cao nhất trong X.

2. Biết rằng X có cấu trúc phân tử thẳng. Hãy cho biết trạng thái lai hóa của nguyên tử A và bản chất liên kết trong X.

3.12  X là nguyên tố thuộc chu kì 3, X tạo với hiđro một hợp chất khí có công thức  H2X, trong đó X có số oxi hóa thấp nhất.

1. Xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

2. Trong oxit cao nhất của R thì R chiếm 40% khối lượng. Tìm khối lượng nguyên tử của R.

3. Dựa vào bảng tuần hoàn hãy cho biết X là nguyên tố nào. Viết phương trình phản ứng khi lần lượt cho H2X tác dụng với nước Cl2, dung dịch FeCl3, dung dịch CuSO4.

3.13  R  là một nguyên tố phi kim. Tổng đại số số oxi hóa dương cao nhất với 2 lần số oxi hóa âm thấp nhất của R là +2. Tổng số proton và nơtron của R nhỏ hơn 34.

1. Xác định R

2. X là hợp chất khí của R với hiđro, Y là oxit của R có chứa 50% oxi về khối lượng. Xác định công thức phân tử của X và Y.

3. Viết công thức cấu tạo các phân tử RO2; RO3; H2RO4.

3.14 Cation X+ do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố hóa học tạo nên. Tổng số proton trong X+ là 11.

1. Xác định công thức và gọi tên cation X+.

2. Viết công thức electron của ion X+. Cho biết cấu trúc hình học của ion này?

3.15  Anion Y2-  do 5 nguyên tử của 2 nguyên tố hóa học tạo nên. Tổng số electron trong Y2- là 50.

1. 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.

2. Viết công thức electron của ion Y2-. Cho biết cấu trúc hình học của ion này?

3.16  Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị n). Chia A làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch HCl loãng, được 1,568 lit khí H2.

Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được 2,016 lit khí SO2.  

Viết các phương trình hóa học và xác định tên kim loại M. Các thể tích khí đo ở đktc.

3.17  Để khử hoàn toàn 8 gam oxit của một kim loại thành kim loại cần dùng 3,36 lit H2. Hòa tan hết lượng kim loại thu được vào dung dịch HCl loãng thấy thoát ra 2,24 lit khí H2. Biết các khí đo ở đktc.

Xác định công thức của oxit. Cho biết số oxi hóa và hóa trị của kim loại trong oxit.

3.18  Khử hoàn toàn 4,06 gam một oxit kim loại bằng CO ở nhiệt độ cao thành kim loại. Dẫn toàn bộ khí sinh ra vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, thấy tạo thành 7 gam kết tủa. Nếu lấy lượng kim loại sinh ra hòa tan hết vào dung dịch HCl dư thì thu được 1,176 lit khí H2 (đktc).

1. Xác định công thức oxit kim loại.

2. Cho 4,06 gam oxit kim loại trên tác dụng hoàn toàn với 500ml dung dịch H2SO4 đặc, nóng (dư) được dung dịch X và có khí SO2 bay ra.

Hãy xác định nồng độ mol/lit của muối trong dung dịch X.

Coi thể tích của dung dịch không thay đổi trong suốt quá trình phản ứng.

(Trích đề thi tuyển sinh ĐH- CĐ khối A năm 2003)

3.19  Hòa tan hoàn toàn 7 gam kim loại M trong 200 gam dung dịch HCl vừa đủ thu được 206,75 gam dung dịch A.

1. Xác định M và nồng độ % của dung dịch HCl.

2. Hòa tan 6,28 gam hỗn hợp X gồm M và một oxit của M trong 170 ml dung dịch HNO3 2M (loãng, vừa đủ) thu được 1,232 lit NO (đktc).

Tìm công thức của oxit. Cho biết số oxi hóa và hóa trị của M trong oxit.

C. BÀI TẬP TỰ LUYỆN

3.20  Trong mạng tinh thể kim loại, người ta dùng độ đặc khít  là phần trăm thể tích mà các nguyên tử chiếm trong tinh thể để đặc trưng cho từng kiểu cấu trúc. Với kiểu cấu trúc lập phương tâm khối, = 68%; kiểu cấu trúc lập phương tâm diện, = 74%. Bằng tính toán cụ thể, hãy chứng minh các kết quả trên.

3.21  Thừa nhận rằng các nguyên tử Ca, Cu đều có dạng hình cầu sắp xếp đặc khít bên cạnh nhau, thì thể tích chiếm bởi các nguyên tử kim loại chiếm 74% so với toàn bộ khối tinh thể. Hãy tính bán kính nguyên tử Ca, Cu  (theo đơn vị Å), biết khối lượng riêng của các tinh thể kim loại ở điều kiện chuẩn tương ứng là 1,55g/cm3 và 8,90g/cm3.

Cho biết: Ca = 40,08; Cu =63,55; 1 Å = 10-8 cm; 1u = 1,67.10-24 g.

3.22  Trình bày bản chất liên kết kim loại. So sánh liên kết kim loại với liên kết cộng hóa trị và liên kết ion.

2. Hãy giải thích tại sao các kim loại có những tính chất vật lý đặc trưng là có ánh kim, có tính dẻo và có khả năng dẫn điện, dẫn nhiệt tốt.

3.23  Kim loại Na có cấu trúc mạng tinh thể theo kiểu lập phương tâm khối với độ dài mỗi cạnh hình lập phương là a = 0,429 nm. Hãy tính:

1. Bán kính nguyên tử Na.

2. Khối lượng riêng (g/cm3) của natri. Natri có thể nổi trên nước không?

Cho biết khối lượng nguyên tử của natri là 23u ( 1u = 1,67.10-24 g).

3.24  Kim loại Ni có cấu trúc mạng tinh thể theo kiểu lập phương tâm diện. Bán kính nguyên tử của Ni là r = 1,24.10-8 cm. Hãy tính:

1. Độ dài mỗi cạnh hình lập phương.

2. Khối lượng riêng (g/cm3) của niken.

Cho biết khối lượng nguyên tử của niken là 58,7u ( 1u = 1,67.10-24 g).

3.25  Cấu trúc mạng tinh thể của hợp chất ion NaCl được biểu diễn dưới đây:

 

 

 

 

 

 

 


Trong đó các quả cầu lớn (ion Cl-) phân bố theo kiểu lập phương tâm diện, các quả cầu nhỏ (ion Na+) phân bố ở tâm và ở giữa các cạnh của hình lập phương.

1. Tính số ion Na+ và Cl- có trong một hình lập phương.

2. Tính bán kính ion Na+ và Cl-.

Cho biết hình lập phương có cạnh là a = 0,552 nm và tỉ lệ bán kính .

D. BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

3.26  Liên kết hóa học trong phân tử H2 được hình thành nhờ sự xen phủ của  các orbitan nào?

 

A.

B.

C.

D. Một kết quả khác.

3.27 Liên kết hóa học trong phân tử HCl được hình thành nhờ sự xen phủ của  các orbitan nào?

A.

B.

C.

D. Một kết quả khác.

3.28    Liên kết hóa học trong phân tử Cl2 được hình thành nhờ sự xen phủ của  các orbitan nào?

A.

B.

C.

D. Một kết quả khác.

 

3.29  Chọn hình vẽ mô tả đúng sự tạo thành liên kết trong phân tử H2S .

A.                                     B.

C.                                         D.

 

3.30  Hình nào dưới đây mô tả sự lai hóa sp?

 

A.

B.

C.

 

D. Một đáp án khác.

3.31  Cho hình vẽ mô tả sự tạo thành orbitan lai hóa sp2.

Sự lai hóa sp2 sau đây xảy ra ở một nguyên tử do:

A.     sự tổ hợp của 1orbitan s và 2 orbitan p của nguyên tử đó.

B.      sự tổ hợp của 2orbitan s và 2 orbitan p của nguyên tử đó.

C.      sự tổ hợp của 2orbitan s và 1 orbitan p của nguyên tử đó

D.     sự tổ hợp của 1orbitan s và 3 orbitan p của nguyên tử đó

3.32  Cho 3 dạng lai hóa lần lượt như hình vẽ.

                    

                 sp                                   sp2                                 sp3

Góc giữa các orbitan lai hóa lần lượt là:

A. 1800, 1200, 109028'               B. 1200 ; 1800 ; 109028'

C. 109028' ;1200 ;1800               D. 1800 ; 109028' ;1200

3.33  Sự xen phủ nào sau đây tạo thành liên kết σ?

A.

B.

C.

D. cả A, B, C đều đúng.

3.34 Sự xen phủ nào sau đây tạo thành liên kết π.

A.

B.

C.                                    

D.

3.35 Cho các tinh thể sau:

                                                        

Kim cương( C )                                I2                                                 H2O    

Tinh thể nào là tinh thể phân tử:

A.Tinh thể kim cương và Iốt                      B.Tinh thể kim cương và nước đá.

C.Tinh thể nước đá và Iốt.             D.Cả 3 tinh thể đã cho.

3.36 Liên kết trong phân tử nào sau đây hình thành do sự xen phủ của các obitan s

            A. HCl                                                 B. H2O

            C. Cl2                                                   D. H2

3.37  Cho các phân tử N2, HCl, NaCl, MgO. Các phân tử đều có liên kết cộng hóa trị là

            A. N2 và HCl                                       B. HCl và MgO

            C. N2 và NaCl                                      D. NaCl và MgO

3.38 Một phân tử XY3 có tổng các hạt proton, electron, notron bằng 196. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 60, số hạt  mang điện của X ít hơn số hạt mang điện của Y trong phân tử là 76. XY3 là công thức nào sau đây ?

            A. SO3             B. AlCl3           C. BF3              D. NH3

   3.39 X, Y là hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm A, ở hai chu kỳ liên tiếp. Cho biết tổng số electron trong anion XYlà 42. Xác định hai nguyên tố X, Y và XY trong số các phương án sau

               A. Be, Mg và MgBe3                            B. S, O và SO32-

               C. C, O và CO32-                                  D. Si, O và SiO32-

3.40     Liên kết trong phân tử chất nào sau đây mang nhiều tính chất ion nhất?

      A. LiCl                         B. NaCl                   C. CsCl                    D. RbCl

   

E. ĐÁP ÁN VÀ HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP

3.26.        A

3.27.        B

3.28.        C

3.29.        A

3.30.        A

3.31.        A

3.32.        A

3.33.        D

3.34.        C

3.35.        C

3.36.        D

3.37.        A

3.38.        B

3.39.        B

3.40.        C

3.1  Hướng dẫn:

Cl (Z = 17)       : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Ca (Z = 20)      : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2

Clo nằm ở ô số 17, chu kỳ 3, nhóm VIIA.

Canxi nằm ở ô số 20, chu kỳ 4, nhóm IIA.

Liên kết trong hợp chất CaCl2 là liên kết ion vì Ca là kim loại điển hình, Cl là phi kim điển hình.

Sơ đồ hình thành liên kết:

2Cl  +  21e    2Cl-

Ca    Ca2+  +  2e

Các ion Ca2+ và Cl- tạo thành mang điện tích trái dấu, chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành hợp chất CaCl2:

Ca2+  +  2Cl-    CaCl2

3.2  Hướng dẫn:

1. Tổng số proton trong hợp chất M2X bằng 46 nên : 2p + p' = 46.       (1)

Trong hợp chất M2X, nguyên tố X chiếm   khối lượng nên:

    39p' = 8(2p + 1).              (2)

Từ (1), (2) ta tìm được: p = 19; p' = 8.

2. M là kali (K) và X là oxi (O).

3. Liên kết trong hợp chất K2O là liên kết ion vì K là kim loại điển hình, O là phi kim điển hình.

Sơ đồ hình thành liên kết:

O  +  2e    O2-

2K    2K+  +  21e

Các ion K+ và O2- tạo thành mang điện tích trái dấu, chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành hợp chất K2O:

2K+  +  O2-    K2O

3.3 Hướng dẫn:

1. Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử A là P, N, E (trong đó P = E).

Ta có: P + N + E = 34 và P + E - N = 10.

Từ đây tìm được P = E = 11; N = 12.

Kí hiệu của nguyên tử B là B nên ZB = 9

Cấu hình electron của A, B:

A (Z = 11)        : 1s2 2s2 2p6 3s1

B (Z = 9)          : 1s2 2s2 2p5

2. Liên kết trong hợp chất giữa A và B là liên kết ion vì A là kim loại điển hình (nhóm IA), B là phi kim điển hình (nhóm VIIA).

Sơ đồ hình thành liên kết:

  A+  +  1e

B  +  1e    B-

Các ion A+ và B- tạo thành mang điện tích trái dấu, chúng hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành hợp chất AB:

A+  +  B-    AB.

3.4 Hướng dẫn:

1. Cấu hình electron của các nguyên tử X, Y, Z:

X:  (Z = 9)        : 1s2 2s2 2p5

Y:  (Z = 19)      : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1

Z:  (Z = 8)        : 1s2 2s2 2p4

Tính chất đặc trưng của Y là tính kim loại, của X và Z là tính phi kim.

2. Liên kết giữa X và Y, giữa Y và Z là liên kết ion.

- Sự hình thành liên kết giữa X và Y:

X  +  1e    X-

  Y+  +  1e

Các ion Y+ và X- hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành hợp chất YX.

- Sự hình thành liên kết giữa Y và Z:

Z  +  2e    Z2-

2Y    2Y+  +  21e

Các ion Y+ và Z2- hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, tạo thành hợp chất Y2Z.

- X và Z là các phi kim nên liên kết giữa chúng là liên kết cộng hóa trị. Để đạt được cấu hình bền vững, mỗi nguyên tử X cần góp chung 1e, mỗi nguyên tử Z cần góp chung 2e. Như vậy 2 nguyên tử X sẽ tham gia liên kết với 1 nguyên tử Z bằng 2 liên kết cộng hóa trị đơn nhờ 2 cặp electron góp chung. Do đó công thức phân tử của hợp chất là X2Z.

3.5  Hướng dẫn:

a. Trong hợp chất XY2, X chiếm 50% về khối lượng nên:

    p = 2p'.

Tổng số proton trong phân tử XY2 là 32 nên p + 2p' = 32.

Từ đây tìm được: p = 16 và p' = 8 .

Cấu hình electron của X: 1s22s22p63s23p4 và của Y: 1s22s22p4

b. Dựa vào bảng tuần hoàn ta thấy X là S, Y là O. Hợp chất cần tìm là SO2.

Sơ đồ hình thành liên kết trong phân tử SO2:

 

 

 

 

 

 

 

 


Tương ứng với công thức cấu tạo:        

      3.6 Hướng dẫn:

1. Gọi tổng số hạt proton, nơtron, electron của nguyên tử R là P. N, E. Trong đó P = E.

Theo bài: P + N + E = 28  2P + N = 28  N = 28 - 2P.

Mặt khác, P  N  1,5P   P  28 - 2P  1,5P    8  P  9,3

Vậy P = 8 hoặc 9. Do nguyên tố R thuộc nhóm VIIA nên nguyên tử nguyên tố R có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

P = 8: 1s22s22p4: loại

P = 9: 1s22s22p5: thỏa mãn. Vậy P = E = 9; N = 10.

Số khối  A= N + P = 19. R là flo.

2. Từ cấu hình electron của F ta thấy lớp ngoài cùng của nguyên tử F có 7 electron, còn thiếu một electron để đạt cấu hình bền vững của khí hiếm gần nhất. Do đó ở dạng đơn chất, nguyên tố F tồn tại dưới dạng phân tử 2 nguyên tử, liên kết giữa hai nguyên tử là liên kết cộng hóa trị đơn hình thành từ một cặp electron dùng chung.

Công thức phân tử là F2, công thức cấu tạo là F - F.

3. Công thức electron và công thức cấu tạo hợp chất của R với hiđro như sau:

 


                                                                                    H - F

 

Công thức electron                                     Công thức cấu tạo

 

 

3.7 Hướng dẫn:

1. Để giải thích cấu trúc hình học của phân tử NH3, thuyết lai hóa cho rằng nguyên tử N ở trạng thái lai hóa tứ diện sp3.

 

 

 

Sự hình thành các liên kết trong phân tử NH3 được giải thích như sau:

 

 

Ba obitan lai hóa chứa electron độc thân sẽ xen phủ với 3 obitan 1s của 3 nguyên tử H tạo thành 3 liên kết .

 

Một obitan lai hóa chứa cặp electron của N không tham gia liên kết hướng về một đỉnh của hình tứ diện.

 

                       

    

 

 

 

Hình 1. Cấu tạo phân tử NH3

 

2. Do cặp electron không liên kết trên nguyên tử N chỉ chịu lực hút của hạt nhân nguyên tử N nên cặp electron này chiếm vùng không gian rộng hơn so với 3 cặp electron liên kết (chịu lực hút của hai hạt nhân).  Do vậy nó tạo ra lực đẩy đối với đám mây các cặp electron liên kết, làm các đám mây này hơi bị ép lại, do vậy góc liên kết thực tế là 1070 hơi nhỏ hơn so với góc của tứ diện đều.

3.8  Hướng dẫn:

1. Để giải thích cấu trúc hình học của phân tử H2O, thuyết lai hóa cho rằng nguyên tử O ở trạng thái lai hóa tứ diện sp3.

 

 

Sự hình thành các liên kết trong phân tử H2O được giải thích như sau:

Hai obitan lai hóa chứa electron độc thân sẽ xen phủ với 2 obitan 1s của 2 nguyên tử H tạo thành 2 liên kết .

Hai obitan lai hóa chứa cặp electron của O không tham gia liên kết hướng về hai đỉnh của hình tứ diện.


2. Do 2 cặp electron không liên kết trên nguyên tử O chỉ chịu lực hút của hạt nhân nguyên tử O nên 2 cặp electron này chiếm vùng không gian rộng hơn so với 2 cặp electron liên kết (chịu lực hút của hai hạt nhân).  Do vậy nó tạo ra lực đẩy đối với đám mây các cặp electron liên kết, làm các đám mây này hơi bị ép lại, do vậy góc liên kết thực tế là 104,50 nhỏ hơn so với góc của tứ diện đều.

 

 

                       

    

 

 

 

 

 

Hình 2. Cấu tạo phân tử H2O

3.9 Hướng dẫn:

Mạng tinh thể nước đá thuộc kiểu mạng tinh thể phân tử. Mỗi phân tử nước liên kết với 4 phân tử nước khác gần nó nhất nằm trên bốn đỉnh của một hình tứ diện đều.

Như vậy, trong mạng tinh thể, mỗi phân tử nước đều ở tâm của một hình tứ diện đều và liên kết với 4 phân tử nước trên 4 đỉnh nhờ tạo thành 4 liên kết hiđro.

 

 

                       

    

 

 

 

 

 

Hình 3. Mô hình tinh thể nước đá

 

2. Cấu trúc tinh thể phân tử nước đá là cấu trúc tứ diện, là cấu trúc rỗng nên có tỉ khối nhỏ hơn khi nước ở trạng thái lỏng, do vậy nước đá nổi trên bề mặt nước lỏng. Thể tích nước của đá khi đông đặc lớn hơn khi ở trạng thái lỏng.

3.10 Hướng dẫn:

a. Gọi hóa trị cao nhất của R trong oxit là m, hóa trị trong hợp chất với hiđro là n.

Hóa trị cao nhất của R trong oxit là m nên ở lớp ngoài cùng nguyên tử R có m electron.

Hóa trị trong hợp chất của R với hiđro là n nên để đạt được cấu hình 8 electron bão hòa của khí hiếm, lớp ngoài cùng nguyên tử R cần nhận thêm n electron.

Như vậy ta có: m + n = 8. Theo bài: m = 3n. Từ đây tìm được m =6; n = 2.

b. Công thức hợp chất R với hiđro là H2R. Theo bài:  nên R = 32.

Gọi tổng số hạt proton, nơtron của R là P, N. Ta có P + N = 32.

Ta có: P  1,5P   P  1,5P   12,8  16.

Mặt  khác, R thuộc nhóm VI (hóa trị cao nhất trong oxit bằng VI) nên dựa vào cấu hình electron khi P = 13, 14, 15, 16 ta thấy P = 16 thỏa mãn.

Vậy kí hiệu của nguyên tử R là: .

c. R là lưu huỳnh. Hóa trị cao nhất của S trong oxit là VI nên công thức oxit là SO3. Công thức electron và công thức cấu tạo của oxit SO3 như sau:

 

 

 

 

 


Công thức electron                                                   Công thức cấu tạo

3.11  Hướng dẫn:

a. A, B có số oxi hóa cao nhất trong các oxit là +nO  và + mO nên lớp ngoài cùng của A, B có số electron là nO  và mO.

A, B có số oxi hóa âm trong các hợp chất với hiđro là -nH  và - mH nên ta thấy để hoàn thành lớp vỏ bão hòa 8 electron, lớp ngoài cùng của A, B cần nhận thêm số electron là nH  và mH.

Như vậy: nO + nH = 8 và mO + mH = 8.

Theo bài: nO = nH và mO = 3mH.

Từ đây tìm được nO = nH = 4, mO = 6, nH = 2.

A có số oxi hóa dương cao nhất là +4 nên A thuộc nhóm IV, B có số oxi hóa dương cao nhất là +6 nên B thuộc nhóm VI.

Trong hợp chất X, A có số oxi hóa +4 (nhường 4 electron) nên một nguyên tử A liên kết với 2 nguyên tử B, trong đó B có số oxi hóa -2.

Công thức phân tử của X là AB2.

Theo bài: khối lượng phân tử của X là 76u nên MA + 2MB = 76u.

MB <  = 38u.

Mặt khác, B thuộc nhóm VI và tạo được số oxi hóa cao nhất trong oxit là +6 nên B là lưu huỳnh. Vậy MB = 32u, suy ra MA = 76u - 232u = 12u. A là cacbon.

Công thức của X là CS2.

2. Theo bài, CS2 có cấu trúc thẳng nên nguyên tử C ở trạng thái lai hóa sp.

 

        Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử lưu huỳnh:

 

 

 

 

 

 

 


Liên kết trong phân tử CS2 được hình thành như sau:

Hai obitan lai hóa sp của C xen phủ trục với hai obitan 3p chứa electron độc      thân của 2 lưu huỳnh tạo thành 2 liên kết .

Hai obitan 2px, 2py không tham gia lai hóa của C xen phủ bên với hai obitan 3p chứa electron độc thân của 2 lưu huỳnh tạo thành 2 liên kết .

Như vậy, nguyên tử cacbon tạo với mỗi nguyên tử lưu huỳnh 1 liên kết  và 1 liên kết . Công thức cấu tạo của phân tử CS2 như sau:

 


3.12 Hướng dẫn: 

1. Theo bài ra, hóa trị của X trong hợp chất với hidro là II nên hóa trị cao nhất trong oxit là VI.

Vậy X thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn.

2. R thuộc nhóm VI nên hóa trị cao nhất trong oxit là VI, vậy công thức oxit cao nhất có dạng RO3. Trong oxit này R chiếm  40% khối lượng nên:

  MR = 32.

3. X là S. Các phương trình phản ứng:

H2S  +  4Cl2  +  4H2  H2SO4  +  8HCl

H2S  +  2FeCl3     2FeCl2  +  S   +  2HCl

H2S  +  CuSO4     CuS   +  H2SO4

3.13  Hướng dẫn:

1. Gọi số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm thấp nhất của R lần lượt là +m và -n.

Số oxi hóa cao nhất của R trong oxit là +m nên ở lớp ngoài cùng nguyên tử R có m electron.

Số oxi hóa trong hợp chất của R với hiđro là -n nên để đạt được cấu hình 8 electron bão hòa của khí hiếm, lớp ngoài cùng nguyên tử R cần nhận thêm n electron.

Ta có: m + n = 8.  Mặt khác, theo bài ra: +m + 2(-n) = +2   m - 2n = 2.

Từ đây tìm được: m = 6 và n = 2. Vậy R là phi kim thuộc nhóm VI.

Số khối của R < 34 nên R là O hay S. Do oxi không tạo được số oxi hóa cao nhất là +6 nên R là lưu huỳnh.

2. Trong hợp chất X, S có số oxi hóa thấp nhất nên X có công thức là H2S.

Gọi công thức oxit Y là SOn.

Do %S = 50% nên  =  n =  2.  Công thức của Y là SO2.

3. Công thức cấu tạo của SO2; SO3; H2SO4:

 

 

 


3.14 Hướng dẫn:

1. Số proton trung bình của một hạt nhân nguyên tử trong X+= 2,2. Vậy một nguyên tố trong X+ có điện tích hạt nhân nhỏ hơn 2,2, nguyên tố đó là H (Z = 1). Ta loại trường hợp He (Z = 2) vì He là khí hiếm không tạo được hợp chất.

Vậy công thức ion X+ có dạng: [A5-n­Hn]+. Trong đó : (5-n).ZA + n = 11.

Ta lập bảng sau:

N

1

2

3

4

ZA (A)

2,5 (loại)

3 (Li)

4 (Be)

7 (N)

Ta loại các trường hợp A là Li, Be vì các ion X+ tương ứng không tồn tại. 

Trường hợp A là nitơ thỏa mãn vì ion amoni tồn tại. Vậy X+ là ion NH.

2. Công thức electron của ion NHnhư sau:

 

 

 

 

 

 

Công thức electron                                                   Công thức cấu tạo

3.15  Hướng dẫn:Gọi công thức của Y2-.

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-= 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.

2. Công thức electron của ion SO như sau: