Giáo án bài 5 (1 tiết): lớp và phân lớp electron

Giáo án bài 5 (1 tiết): Lớp và phân lớp electron I. Mục tiêu bài học. Học sinh biết: Thế nào là lớp và phân lớp. Số lượng các obitan trong một phân lớp và một lớp. Sự giống nhau, khác nhau giữa các obitan trong cùng một phân lớp. Dùng kí hiệu để phân biệt các lớp, phân lớp obitan. II. chuẩn bị Giáo viên: mô phỏng hình dạng các obitan s, p, d. Học sinh: Ôn bài sự chuyển động của electron trong nguyên tử. III. Kiểm tra bài cũ IV. Giảng bài mới Hoạt động của giáo viên Ghi bảng Hoạt động 1: Từ kiến thức mật độ xác suất có mặt electron trong nguyên tử không đồng đều, GV đặt vấn đề: Tại sao electron có khu vực ưu tiên? GV giải thích: điều này có liên quan đến năng lượng của electron. Trong nguyên tử, mỗi electron có một trạng thái năng lượng nhất địmh. Ví dụ như mỗi người có một trạng thái sức khỏe khác nhau. Tùy vào trạng thái năng lượng này, mỗi electron có khu vực ưu tiên riêng. GV yêu cầu HS nhắc lại cấu tạo nguyên tử? HS: Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và electron mang điện tích âm. GV: Như vậy hạt nhân hút electron nhờ lực hút tĩnh điện. Electron gần nhân bị hút mạnh hơn, liên kết với hạt nhân chặt chẽ hơn. Người ta nói electron ở gần nhân có năng lượng thấp. Ngược lại, electron ở xa nhân liên kết yếu với hạt nhân, có năng lượng cao. Vậy electron có năng lượng thấp thường xuyên có mặt ở khu vực gần hạt nhân, hình thành một lớp electron có kích thước nhỏ. Còn electron có năng lượng cao hơn thường xuyên có mặt ở khu vực xa nhân hơn, hình thành một lớp electron có kích thước lớn hơn. GV dùng tranh vẽ obitan s làm thí dụ: quả cầu nhỏ mô tả lớp electron gần nhân, còn quả cầu lớn hơn mô tả lớp electron xa nhân hơn. GV lưu ý nói rõ cho HS biết lớp K là lớp gần nhất. Hoạt động 2: GV yêu cầu HS cho biết lớp K, L, M, N có mấy phân lớp, viết kí hiệu các phân lớp đó. Hoạt động 3: GV yêu cầu HS nhắc lại hình dạng, đặc điểm của các obitan. GV phân tích: - Obitan s có dạng khối cầu, không có phương ưu tiên. Hay nói cách khác, obitan s chỉ có 1 cách định hướng trong không gian. Như vậy, phân lớp s chỉ có 1 obitan. - Obitan p có dạng hình số 8 nổi, nằm dọc theo các trục tọa độ, nhận các trục tọa độ x, y, z làm trục đối xứng. Như vậy, obitan p có 3 cách định hướng khác nhau trong không gian. Phân lớp p có 3 obitan, kí hiệu: px, py, pz. GV nhấn mạnh: 3 obitan p của cùng một phân lớp định hướng khác nhau trong không gian, nhưng có năng lượng bằng nhau. - GV mở rộng: Hình dạng các obitan càng phức tạp, càng có nhiều cách định hướng trong không gian. Obitan d có 5 cách định hướng, phân lớp d có 5 obitan. Obitan f hình dạng phức tạp hơn, có 7 cách định hướng. Do đó phân lớp f có 7 obitan. Hoạt động 4: Củng cố bài Lớp và phân lớp electron I. Lớp electron - Hạt nhân mang điện tích dương, electron ở lớp vỏ mang điện tích âm. Vì vậy: + Electron ở gần hạt nhân thì liên kết với hạt nhân chặt chẽ hơn, tức có năng lượng thấp hơn. + Electron ở xa hạt nhân thì liên kết với hạt nhân kém chặt chẽ hơn, tức có năng lượng cao hơn. - Định nghĩa lớp electron: những electron có năng lượng gần bằng nhau được xếp vào 1 lớp. - Cách biểu diễn lớp electron: n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 Kí hiệu: K, L, M, N, O, P, Q II. Phân lớp electron - Phân lớp electron nằm trong từng lớp. - Định nghĩa: các electron có mức năng lượng bằng nhau nằm ở một phân lớp. - Cách tính số phân lớp trong một lớp: số thứ tự của lớp = số phân lớp. - Kí hiệu các phân lớp: s, p, d, f… Lớp K (n=1): 1 phân lớp: 1s Lớp L (n=2): 2 phân lớp: 2s, 2p Lớp M (n=3): 3 phân lớp: 3s, 3p, 3d Lớp N (n=4): 4 phân lớp: 4s, 4p, 4d, 4f III. Số obitan trong một phân lớp electron. Số lượng và hình dạng của obitan không như nhau, phụ thuộc vào đặc điểm của mỗi phân lớp electron: - Phân lớp s: có 1 obitan_hình cầu. - Phân lớp p: có 3 obitan_hình số 8 Hình dạng phức tạp nổi - Phân lớp d: có 5 obitan - Phân lớp f: có 7 obitan IV. Số obitan trong một lớp electron. Số obitan trong lớp electron thứ n là n2 obitan: - Lớp K (n=1): 12 = 1 obitan: 1s - Lớp L (n=2): 22 = 4 obitan: 1 obitan 2s, 3 obitan 2p. - Lớp M (n=3): 32 = 9 obitan: 1 obitan 3s, 3 obitan 3p, 5 obitan 3d. - Lớp N (n=4): 42 = 16 obitan: 1 obitan 4s, 3 obitan 4p, 5 obitan 4d, 7 obitan 4f. Bài 2, 3 sách giáo khoa trang 22.