Bài giảng Bài 5 : cấu hình electron nguyên tử

Tiết 9 CHƯƠNG I : NGUYÊN TỬ BÀI 5 : CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ I - Mục tiêu bài học: 1. Kiến thức: Học sinh biết: - Qui luật sắp xếp các electron trong vỏ nguyên tử của các nguyên tố. -Đặc điểm lớp electron ngoài cùng. 2 .Kỹ năng: Học sinh vận dụng: - Viết cấu hình electron nguyên của 20 nguyên tố đầu trong bảng HTTH. II – Chuẩn bị đồ dùng dạy học: * Sơ đồ phân bố mức năng lượng của các lớp và các phân lớp. * Bảng cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu. III- Hoạt động dạy học: Hoạt động 1 Hoạt động của giáo viên Hoạt động của trò Nội dung GV: kiểm tra bài cũ. 1- Các electron ở cùng lớp, phân lớp có đặc điểm gì giống nhau? 2- Cho biết số phân lớp electron ứng với n=1, =2, =3, =4. 3- Cho biết số electron tối đa trên mỗi lớp và mỗi phân lớp? 4- Lớp electron bão hoà, phân lớp electron bão hoà là gì? Cho ví dụ? HS trả lời câu hỏi. 1- Các electron cùng lớp có mức năng lương tương đương nhau; các electron cùng phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. 2- Số phân lớp tương ứng la 1(s ),2 (s,p) ,3 (s,p,d), 4 (s,p,d,f). 3- s=2; p=6; d=10; f=14 electron. Số electron tối đa trên lớp n là 2n2. 4- Lớp e bão hòa là: là lớp, phân lớp có đủ số e tối đa. VD: s2; p6; d10; f14 Hoạt động 2 I. THỨ TỰ CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG TRONG NGUYÊN TỬ. GV: Giới thiệu sơ đồ phân bố mức năng lượng của các lớp và các phân lớp (hình 1.10 SGK trang 24). Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao. Mức năng lượng n thứ tự từ 1 đếùn 7. Phân mức năng lượng theo thứ tự s, p, d, f. HS xem sơ đồ hình 1.10 trang 24 SGK Khi điện tích tăng, có sự chèn năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d. + Thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s5f 6d7p… Hoạt động 3 II. CẤU HÌNH ELECTRONG CỦA NGUYÊN TỬ. GV dựa vào bảng cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu và đưa ra khái niệm: về cấu hình electron nguyên tử… GV làm mẫu để HS quan sát: rồi cho HS viết cấu hình đối vơi Be,C,S… Sau đó so sánh với bảng. Chú ý nhắc lại số e tối đa trên mỗi lớp và mỗi phân lớp… GV vấn đáp HS theo SGK. Các bước tiến hành viết cấu hình electron của nguyên tử. GV hướng dẫn HS xem và sử dụng bảng trang 26 SGK. + Viết cấu hình và cấu hình dạng ngắn gọn. - Sự sắp xếp e ở lớp 1 bão hoà tại He là 1s2 viết là - Sự sắp xếp e ở lớp 2 bão hoà tại Ne là 2s22p6 viết là ( hiểu rằng trước đó có cả lớp bão hoà1s2) … - Tiếp tục ta cũng có 3s2 3p6 bão hoà và viết là trước đó có các lớp bão hoà 1s2 và 2s22p6. + Ngoài ra còn có thể viết cấu hình theo lớp: VD 11Na: HS xem sơ đồ và nhận xét từng nội dung của bài học. HS xem SGK về KN nguyên tố s, p, d, f trang25. 1.Cấu hình electron của nguyên tử. a. Cấu hình electron của nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. b. Qui ước viết cấu hình electron của nguyên tử. * Số thứ tự lớp ghi bằng số: 1, 2, 3… * Thứ tự phân lớp ghi bằng chữ cái thường: (s, p, d, f) có số e tối thiểu (s1…, p1… d1… f1…) đến tối đa (s2, p6, d10, f14). Số e tối đa trên 1 lớp: 2n2. Các bước tiến hành viết cấu hình electron của nguyên tử. Bước 1: Xác định tổng số electron của NT. Bước 2: Viết sự phân bố electron lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng nguyên tử. Bước 3: Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f … Số electron ghi phía trên bên phải của phân lớp. 2. Cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu. Ví dụ: a/ Nguyên tử H: Z = 1 (có 1e)….1s1. b/ Nguyên tử He: Z= 2 (2e)……..1s2 c/ Nguyên tử Li: Z = 3 (3e)…1s2 2s1 viết gọn: 2s1 d/ Nguyên tử Cl: Z= 17 1s22s2 2p6 3s2 3p5 viết gọn: 3s2 3p5 e/ nguyên tử Fe: Z=26 (26e) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d6 cấu hình: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p63d64s2 viết gọn: 3d64s2 * Khái niệm về ng. tố s, p, d, f. Cấu hình theo lớp: VD 11Na: theo lớp là 2, 8, 1. GV cho HS tham khảo SGK và hỏi: - Lớp electron ngoài cùng của nguyên tử có những đặc điểm gì? ( Nhận xét theo bảng trang 26 SGK đối với nguyên tử 20 nguyên tố đầu). HS tham khảo SGK trang 27 và trả lời câu hỏi. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng. Đối cới tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron. Nguyên tử có: 1s2 và ns2p6 là nguyên tử có số electron ngoài cùng bão hoà (bền), không tham gia vào các phản ứng hoá học: gọi đó là các nguyên tử của nguyên tố khí hiếm. Các nguyên tử có từ 1, 2, 3 e ngoài cùng, trong phản ứng hoà học dễ dàng nhường số electron ngoài cùng này đó là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (trừ H, He, B). - Các nguyên tử có từ 5, 6, 7 e ngoài cùng, trong phản ứng hoà học dễ dàng nhận thêm electron ngoài cùng đó là nguyên tử của các nguyên tố phi kim loại . Các nguyên tử có 4e ngoài cùng có thể là kim loại hoặc phi kim. Hoạt động 4: Củng cố bài học GV:1/ Làm thế nào để viết được cấu hình nguyên tử của một nguyên tố? 2/ Bài tập 1,2 SGK. Hoạtđộng 5 Hướng dẫn về nhà: Bài tập: 3, 4, 5, 6. trang 27,28 SGK.(Cách học bài, hướng dẫn học sinh làm các bài tập, hướng dẫn cách chuẩn bị bài mới, nhắc lại mục tiêu cần đạt của bài học). Hướng dẫn bài tập 4: Theo bài: p + n + e = 13 (1), cho biết trong nguyên tử có: a/ Vì số p = số e = Z nên (1) có thể viết là 2 Z + n = 13. Tìm giới hạn của Z ta có: Vì tức Z N suy ra 2Z + Z 13 vậy 3Z 13 Z4,3 (a) Và vì tức N 1,5Z cộng 2 vế với 2Z được 2Z + N 1,5Z +2Z được 133,5Z tức Z 3,7 (b) Kết hợp (a) và (b) có giới hạn là 3,7 Z4,3 vì Z là một số nguyên dương nên chỉ có 1 nghiêm phù hợp là Z= 4. Vì A = Z + N. Nên phải tìm N từ (1) ta có N = 13- 2Z = 13- 2.4 = 13 – 8 = 5. Vây A = Z + N = 4 + 5 = 9. b/ Cấu hình electron: 1s22s2. đây là nguyên tố s. Hướng dẫn bài tập 5: Có bao nhiêu eletron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt bằng 3, 6, 9, 18? (3). 1s22s1 có 1 (6). 1s22s22p2 có 4 (9). 1s22s22p5 có7 (18).1s22s22p63s23p6 có 8 Hướng dẫn bài tập 6: Viết cấu hình electron nguyên tử của các cặp nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử có số proton là: a) 1, 3 b) 8, 16 c) 7, 9. Những nguyên tố nào kim loại ? phi kim ? Vì sao? a) 1, 3 (1). 1s1 phi kim (3). 1s22s1 kim loại b) 8, 16. (8). 1s22s22p4 phi kim (16). 1s22s22p63s23p4 phi kim c) 7, 9. (7). 1s22s22p3 phi kim (9). 1s22s22p5 phi kim