Giải hóa hoc bìa nguyên tử bán kính

4 Bài tập Hóa Đại Cương 1 Câu 6: Giả sử ta phát hiện một hạt tích điện dương có tên là whizatron. Ta muốn xác định điện tích cho hạt này bằng một thiết bị tương tự như thiết bị giọt dầu rơi của Milikan. a) Cần phải hiệu chỉnh thiết bị của Milikan như thế nào để có thể đo được điện tích hạt Whizatron. b) Kết quả đo điện tích các hạt dầu như sau: Giọt dầu Điện tích ( 10  19 C) Giọt dầu Điện tích ( 10  19 C) 1 5,76 4 7, 2 2,88 5 10, 3 8,

Hãy xác định điện tích của hạt whizatron. 1,44-

Câu 7: Bán kính nguyên tử Hydrogen bằng 0,0529 nm. Bán kính hạt proton bằng 1,5 10  15 m. Giả sử cả hai hạt đều có dạng hình cầu. Hãy tính tỉ lệ thể tích chiếm bởi hạt nhân Hydrogen so với thể tích toàn nguyên tử.

V =. 4 π.R 3 3 suy ra %(Vhạt nhân/ V nguyên tử) =

33

3

4 .π.R' 3 .100% ' 100% 4 .π.R 3

R R   = 2,28-12 (%)

Câu 8: Bán kính hạt neutron bằng 1,5 10  15 m. Khối lượng hạt bằng 1,675 10  27 kg. hãy tính tỉ khối của hạt neutron.

 

n 17 3 3

• * D =mm= = =1,185. 44

1,675× V .π.R .π. 1 3 ,5× 3 0

(kg/m 3 )

Câu 9: Trước năm 1962, thang đo khối lượng nguyên tử được xây dựng bằng cách gán khối lượng nguyên tử bằng 16 amu cho oxy tự nhiên (hỗn hợp nhiều đồng vị). Biết khối lượng nguyên tử của Co là 58,9332 amu theo thang Cabon 12. Hãy tính khối lượng nguyên tử của Co theo thang oxy. Theo thang carbon thì Câu 10: Hãy xác định số lượng proton, neutron, electron có tronG các nguyên tử và ion sau: 4020 Ca, 4521 Sc, 409140 Zr, 3919 K, 6530 Zn 2 , 10847 Ag

Số proton Số neutron Số electron 40 20 Ca 20 20 4521 Sc 21 24 21

4091 Zr 40 51 3919 K 19 20 18

3065 Zn 2  30 35 108 47 Ag

 47 61 46

Bài tập Hóa Đại Cương A1 5

Câu 11: Trong tự nhiên Sắt có 4 đồng vị như sau:

Đồng vị Khối lượng (amu) Hàm lượng (%) 54 Fe 53,9396 5, 56 Fe 55,9349 91, 57 Fe 56,9354 2, 58 Fe 57,9333 0,

Hãy tính khối lượng nguyên tử trung bình của Fe

53,9396 5,82 55,9349 91, 66 56,9354 2,19 57,9333 0, 5,82 91, 66 2,19 0, 55, 3

        72    (amu)

Câu 12: Khối phổ đồ của các ion có điện tích +1 của một nguyên tố có dạng như sau. Hãy xác định khối lượng nguyên tử của nguyên tố này. Cho biết đây là nguyên tố gì?

M = 84,91170,7215 + 86,90850,2785 = 85,4678 (amu) Câu 13: Trong một thí nghiệm đo khối lượng của các ion điện tích +1 của Ge (khối lượng nguyên tử bằng 72,61 amu), máy in gắn với máy khôi phổ bị kẹt giấy khi bắt đầu in và ở đoạn cuối trang giấy. Phổ đồ thu được (có thể bị mất mũi tín hiệu ở đầu hoặc cuối trang giấy) có dạng như sau:

Từ kết quả phổ này hãy cho biết: a) Có mũi tín hiệu nào bị mất không? b) Nếu có mũi tín hiệu bị mất thì sẽ bị mất ở phía nào? a) Có mất tín hiệu. b) Mất mũi ở phía bên trái

Bài tập Hóa Đại Cương A1 7  Bản chất sóng – hạt của electron  Cấu tạo lớp vỏ electron theo thuyết cơ học lượng tử  Ý nghĩa hàm sóng, orbital  Cấu hình electron của nguyên tử  Hệ thống tuần hoàn Câu 1: Hãy xác định tần số, số sóng và năng lượng của bức xạ có bước sóng bằng 410 nm.

Số sóng : ῡ = 1 λ = 1/410 = 2,439-3 (nm-1)

Tần số: λ = c = c v suy ra v = λ

c = (3 8 )/(410-9) = 7,31 14 (s-1)

Năng lượng ε = h = hc  λ = (6,625*.10-34.3 8 )/(410*10-9) = 4,848-19 (J) = 3,030 eV

Câu 2: Cs thường được dùng làm anot của tế bào quang điện. Bước sóng ngưỡng quang điện của Cs là 660 nm. Hãy cho biết khi chiếu bức xạ có bước sóng 486 nm vào tấm Cs thì có thể làm bật electron ra khỏi tấm Cs không? Nếu có, hãy tính động năng của các quang electron này. Có electron bật ra.

h E + mvo 12 2   suy ra 2 o

hc = hc + mv 1 λ λ 2

Nên ta có:

2 34 8 19 o 99

½ mv hc – 6,625 .3 111 – 1 =1,078 ( ) λ λ 486 660.

E =   J  



Câu 3: Hiệu ứng quang điện trên K và Ag được mô tả trong hình sau:

Hãy giải thích. a) Vì sao các đường biểu diễn không đi qua gốc tọa độ? b) Kim loại nào dễ nhường electron hơn?

1. Vì mỗi kim loại có một công thoát electron tối thiểu λo

hc (năng lượng liên kết của các electron ở trên

mạng tinh thể kim loại. b) Ag.

8 Bài tập Hóa Đại Cương 1 Câu 4: Khi chiếu ánh sáng có độ dài sóng 205,0 nm vào bề mặt tấm bạc kim loại, các electron bị bứt ra với tốc độ trung bình 7,5 105 ms 1. Hãy tính năng lượng liên kết theo eV của electron ở lớp bề mặt của mạng tinh thể bạc? Cho me = 9,11 10  28 g; h = 6,626 10  34 J; c  3  108 ms– 1.

Ta có: h E + mvo 12   2 hay 2 o

hc = hc + mv 1 λ λ 2

Năng lượng liên kết:

2 34 8 31 5 9 Eo hc 1 mv 6, 625 .3 1 .9,11 .(7,5 2 .10 ( ) 19 λ ) 7, 205 2 J

     

Câu 5: Khi chiếu một chùm ánh sáng với tần số bằng 2 1016 Hz xuống bề mặt kim loại M thì thấy electron bị bật ra khỏi bề mặt kim loại và có động năng bằng 7,5 10  18 J. Hãy xác định tần số ngưỡng quang điện của kim loại.

Ta có: h E + mvo 12 2   hay h h o+ mv 12 2 

Nên: 6,625.10-34.2 16 = 6,625.10-34 + 7,5 10  18 Vậy tần số ngưỡng quang điện của kim loại vo = 8,679 15 Hz Câu 6: Biết rằng một số vạch phổ của nguyên tử hidro nằm trong vùng UV được đặc trưng bằng những bước chuyển electron từ các lớp vỏ bên ngoài về lớp vỏ sát nhân (có n =1). Hãy tính bước sóng của các vạch phổ khi electron chuyển từ: a) n = 3 về n = 1. b) n = 4 về n =1. Ta có:

34 8

22 22

18 22

hc λ hc λ

6,

E 11 E 11

2,178 11 1

625 .3. λ

H f i H fi fi

i

R E E R nn nn

n

 

     

          

  

 

  

Thay số vào ta có: a) ni = 3 thì λ = 1,0266-7 (m) = 102,66 nm b) ni = 3 thì λ = 9,7337-8 = 97,337 nm Câu 7: Dựa vào công thức của Bohr hãy xác định: a) Bước sóng (nm) của các vạch phổ ứng với quá trình chuyển electron từ mức năng lượng có n = 4, 5, 6, 7 xuống mức n = 3 trong nguyên tử Hydro. b) Năng lượng kích thích dùng để chuyển electron trong nguyên tử Hydro từ mức cơ bản lên mức có n = 3. c) Năng lượng ion hóa (năng lượng cần để bứt electron ra khỏi nguyên tử ) của nguyên tử Hydro. Giải: a) Ta có:

10 Bài tập Hóa Đại Cương 1 Giải:

Ta có. h x 4 π     xp hay . v h x 4 πm 2m    x  , thay số vào ta có:

1. ∆v/v=10 5 nên ∆v = v-5 = 108-5 suy ra ∆x ≥ 0,05366 (m) b) ∆v/v=10 5 nên ∆v = v-5 = 30-5 suy ra ∆x ≥ 1,758-28 (m) c) Toạ độ và động lượng (còn được gọi là xung lượng) của hạt vi mô không thể đồng thời có những giá trị xác định. Câu 10: Orbital là gì? Hãy cho biết ý nghĩa của hàm sóng? Trang 40, 41. Câu 11: Hãy giải thích các kí hiệu sau đây: 1s; 2s; 2p; 4p; 3d; 4f. Số 1, 2, 3, 4... chỉ lớp. s, p, d, f chỉ phân lớp và hình dạng của orbital. Câu 12: Trong số các kí hiệu orbital sau đây, kí hiệu nào là sai? Tại sao? 1s, 1p, 7d, 9s, 3f, 4f, 2d. Sai: 1p, 2d, 3f. Vì tối đa lớp n chỉ có n phân lớp. Câu 13: Trong các bộ số lượng tử sau đây, bộ nào là đúng? bộ nào không thể hiện trạng thái cho phép của electron trong nguyên tử? Tại sao? a) n = 2, l = 1 , ml = –1. b) n = 1, l = 1, ml = 0. c) n = 1, l = 0 , ml = +2. d) n = 3, l = 2, ml = +2. e) n = 0, l = 0, ml = 0. f) n = 2, l = –1, ml = +1. Đúng: a, d, e Sai: b, c, f b) sai vì n = 1 thì l = 0 c) n = 1 thì l = 0, ml = 0 f) n = 2 thì l = 0, 1 và ml = +1, 0, - Câu 14: Trong nguyên tử hiđro có bao nhiêu orbital có thể được kí hiệu là: a) 5p b) 3px c) 4d d) 4s e) 5f Cho biết các số lượng tử ứng với các orbital đó? a) 3 với n = 5, l = 1, ml = +1, 0, - b) 1 với n = 3, l = 1, ml = +1 hoặc 0 hoặc -1. c) 5 với n = 4, l = 2, ml = +2, +1, 0, -1, -2. d) 1 với n = 4, l = 0, ml = 0 e) 7 với n = 5, l = 3, ml = +3, +2, +1, 0, -1, -2, -3. Câu 15: Hãy cho biết ý nghĩa của các số lượng tử n, l, ml. Trang 41, 42 Câu 16: Có bao nhiêu orbital 2p? Các orbital đó có điểm gì giống nhau? khác nhau? Có 3 orbital. Chúng có cùng giá trị n = 2 và l = 1. Câu 17: Giữa các orbital 2s và 3s; 2p và 3p có điểm gì khác nhau? Khác số lớp n Câu 18: Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron có giá trị của các số lượng tử như sau:

Bài tập Hóa Đại Cương A1 11 a) n = 1, l = 0, ml = 0. b) n = 2, l = 1. c) n = 2, l = 1, ml = –1. d) n = 3. e) n = 3, l = 2. f) n = 3, l = 2, ml = +1. a) 2. b) 6. c) 2. d) 18. e) 10. f) 2. Câu 19: Hãy viết cấu hình electron ở trạng thái cơ bản của các nguyên tố có số thứ tự (Z) như sau: 5, 7, 10, 17, 22, 24, 29, 47, 59. Hãy cho biết các nguyên tố đó thuộc chu kì nào? Phân nhóm nào? Những electron nào là electron hóa trị của chúng? SV tự viết (tham khảo bảng tuần hoàn) cấu hình electron. Từ số lớp và số electron lớp dễ dàng suy ra chu kì và phân nhóm.

Câu 20: Hãy viết cấu hình electron nguyên tử ở trạng thái cơ bản của các nguyên tố sau: a) Nguyên tố thuộc chu kì 3, phân nhóm chính nhóm VII. b) Nguyên tố thuộc chu kì 5, phân nhóm chính nhóm I. c) Nguyên tố thuộc chu kì 4, phân nhóm phụ nhóm VII. d) Nguyên tố thuộc chu kì 4, phân nhóm phụ nhóm II. Hãy cho biết số thứ tự của nguyên tố đó. SV tự viết (tham khảo bảng tuần hoàn)

a)

b)

3. d) Câu 21: Trong số những nguyên tố dưới đây hãy cho biết những nguyên tố nào thuộc cùng một chu kì hoặc cùng một phân nhóm của bảng hệ thống tuần hoàn? Giải thích. Ti (Z = 22) S (Z = 16) N (Z = 7) P (Z = 15) Zr (Z = 40) Cr (Z = 24) Mo (Z = 42) V (Z = 23) SV tự viết cấu hình electron và suy ra chu kì và phân nhóm (tham khảo bảng tuần hoàn) chu kì 2, nhóm VA

Bài tập Hóa Đại Cương A1 13 Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Mg: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 P: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 S: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Và dữ liệu thực nghiệm từ bảng tuần hoàn, ta thấy: trong cùng một chu kì thì năng lượng ion hóa thường tăng theo chiều tăng điện tích hạt nhân Z. Do vậy, Na có năng lượng ion hóa nhỏ nhất. Đáng lẽ S phải có năng lượng ion hóa lớn hơn P nhưng do P đang có có cấu hình bán bão hòa ở các obital 3p nên khi đó P lại có năng lượng ion hóa lớn hơn năng lượng ion hóa của S. Do đó, P có năng lượng ion hóa lớn nhất. (Ngoài ra, khi xảy ra sự ion hóa nguyên tử, P sẽ mất electron độc thân 3p, nhưng S mất electron ghép cặp, vì có tương tác đẩy giữa các electron ghép cặp nên S sẽ dễ mất electron thứ nhất hơn P, do đó năng lượng ion hóa thứ nhất của S nhỏ hơn P) Câu 25: Một nguyên tố có 3 trị số năng lượng ion hóa đầu tiên (tính ra kJ/mol) là: 11800; 500; 7300. a) Hãy chỉ ra năng lượng ion hoá thứ nhất, thứ hai, thứ ba của nguyên tố. b) Nguyên tố đã cho là nguyên tố nào trong 3 nguyên tố sau đây: Zn, Li, Cl. Vì sao? a) I 1 = 500, I 2 = 7300, I 3 = 11800 b) Nguyên tố Li. Vì I 2 >>I 1 do I 1 nhỏ vì Li có 1e lớp ngoài cùng nên có khuynh hướng mất 1 e để thành Li+ có cấu hình e bão hòa bền vững của khí hiếm. Câu 26: Cấu hình electron của một số nguyên tố (ở trạng thái cơ bản) được cho như sau: i) 1s 2 2s 2 2p 5 ii) 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 i)[Ar] 4s 2 iv) [Kr] 5s 2 4d 2 v) [Kr]5s 2 4d 10 5p 4 vi) [Ar] 4s 2 3d 10 Hãy cho biết: a) Các nguyên tố đó chiếm vị trí nào trong bảng hệ thống tuần hoàn? b) Các nguyên tố đó thể hiện khuynh hướng nhường electron hay nhận electron mạnh hơn? Các nguyên tố đó là kim loại hay phi kim loại? c) Viết cấu hình electron của ion đơn giản tạo thành từ các nguyên tử của các nguyên tố đó. i) F, ô 9, chu kì 2, nhóm VIIA, nhận e, phi kim, F- : 1s 2 2s 2 2p 6 ii) Na, ô 11, chu kì 3, nhóm IA, nhường e, kim loại, Na+: 1s 2 2s 2 2p 6 iii) Ca, ô 12, chu kì 4, nhóm IIA, nhường e, kim loại Ca+ : [Ar] 4s 2 , Ca2+: 1s 2 2s 2 2p 6 iv) Zr, ô 40, chu kì 5, nhóm IVB, nhường e, kim loại, Kr+: [Kr] 5s 1 4d 2 , Kr2+: [Kr] 4d 2 v) Te, ô 52, chu kì 5, nhóm VIA, nhận e, phi kim., Te- : [Kr]5s 2 4d 10 5p 5 , Te2- : [Kr]5s 2 4d 10 5p 6 vi) Zn, ô 30, chu kì 4, nhóm IIB, nhường e, kim loại, Zn+: [Ar] 4s 1 3d 10 , Zn2+: [Ar]3d 10 Câu 27: Trong mỗi nhóm, sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần năng lượng ion hóa thứ nhất: a) Na, Mg, Al. b) C, N, O. c) B, N, P.

14 Bài tập Hóa Đại Cương 1

1. Na < Al < Mg b) C < O < N c) B < P < N Câu 28: Trong mỗi nhóm, sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần ái lực electron thứ nhất: a) F, Cl, Br, I. b) Si, P, Cl. c) K, Na, Li. d) S, Cl, Se.

1. Cl < F < Br < I b) Cl < Si < P c) Na < K < Li d) Cl < S < Se Câu 29: Sắp các ion trong mỗi dãy sau theo trật tự bán kính tăng dần: a) Cu, Cu+, Cu2+. b) Mg2+, Al3+, F–, Na+. c) S 2 – , Se 2 – , O 2 –. d) Mg2+, Be2+, Ca2+, Ba2+. a) Cu2+ < Cu+ < Cu b) Al3+ < Mg2+ < Na+ < F– c) O 2 – < S 2 – < Se 2 – d) Be2+ < Mg2+ < Ca2+ < Ba2+ Câu 30: So sánh kích thước của các nguyên tử và ion sau: a) Mg2+ và Na+ b) Na+ và Ne c) K+ và Cu+ d) Ca2+, Sc3+, Ga3+, Cl– e) B3+, Al3+, Ga3+ a) Mg2+ < Na+

16 Bài tập Hóa Đại Cương 1

Câu 33: Tra số liệu trong sổ tay hóa học và vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi của năng lượng ion hóa thứ nhất theo đơn vị điện tích hạt nhân (Z) cho các nguyên tố thuộc chu kỳ 3. Giải thích quy luật biến đổi.

Câu 34: Thực nghiệm cho biết năng lượng ion hoá thứ nhất (I 1 ) và năng lượng ion hoá thứ hai (I 2 ) của ba nguyên tử sau (tính ra kJ/mol): Li Be B I 1 : 520 899 801 I 2 : 7300 1757 2430 Hãy giải thích vì sao: a) I 1 của Be lớn hơn I 1 của Li, B. b) I 2 của B nhỏ hơn I 2 của Li nhưng lớn hơn I 2 của Be. c) I 2 của Be nhỏ hơn I 2 của Li. a) Do Be có cấu hình bão hòa bền. b) Do Li+ có cấu hình của khí hiếm heli [He] bền vững nên I 2 (Li) > I 2 (B); vì nếu Be+ mất 1 e thì sẽ đạt cấu hình bão hòa của khí hiếm He nên I 2 (B) > I 2 (Be). c) Vì Be+ nếu mất 1 e sẽ đạt cấu hình bền của khí hiếm, còn Li+ đang có cấu hình khí hiếm nên khó mất đi 1e nữa do vậy I 2 (Be) < I 2 (Li).

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 5 10 15 20

Ionization energies (kJ/mol)

Atomic number

Bài tập Hóa Đại Cương A1 17 Câu 35: Tần số các vạch phổ trong dãy Lyman của nguyên tử Hydro là 2,466; 2,923; 3,083; 3,221, 3,157 1015 Hz. Hãy tính năng lượng ion hóa của H?

I = E∞ - E 1 = 2,179*10-18 J = 1312 kJ/mol

3. LIÊN KẾT HÓA HỌC

Nội dung cần lưu ý

 Phân loại liên kết hóa học, các lý thuyết về liên kết hóa học  Khái niệm năng lượng liên kết, năng lương mạng tinh thể, độ dài liên kết, góc liên kết  Liên kết ion: giải thích sự hình thành liên kết ion theo thuyết Lewis, xây dựng chu trình Born Haber để xác định năng lượng mạng tinh thể, so sánh năng lượng liên kết của các hợp chất ion  Liên kết cộng hóa trị: giải thích liên kết CHT theo thuyết Lewis, viết công thức Lewis cho các hợp chất CHT,hình dạng phân tử CHT, thuyết tương tác các cặp electron (VSEPR), thuyết liên kết hóa trị (VB), khái niện tạp chủng orbital, các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền liên kết CHT, mô tả sự hình thành các liên kết trong phân tử CHT theo thuyết VB.  Thuyết vân đạo phân tử (MO) : các luận điểm chính của thuyết MO, xây dựng giản đồ năng lượng cho các MO của phân tử 2 nguyên tử, sử dụng thuyết MO giải thích độ bề liên kết và từ tính của các phân tử CHT, liên kết trong kim loại. Câu 1: Giữa các nguyên tử có thể hình thành các loại liên kết nào? Hãy cho biết đặc tính của các loại liên kết đó. Trang 77 – 89 Câu 2: Hãy giải thích sự khác nhau giữa các khái niệm: a) Liên kết cộng hóa trị và liên kết cộng hóa trị phân cực. b) Liên kết cộng hóa trị phân cực và liên kết ion. Trang 77 – 89

Bài tập Hóa Đại Cương A1 19

Công thức Lewis

Trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm

Hình học phân tử

sp 3 Tứ diện AX 4

sp 3 Tháp đáy tam giác AX 3 E

sp

3 Chữ V AX 2 E 2

sp 2 Tam giác phẳng AX 3

sp Thẳng AX 2

sp 3 d Bập bênh AX 4 E

sp 3 d

Lưỡng tháp tam giác

AX 5

sp

3 d Thẳng AX 2 E 3

sp 3 d 2 Vuông phẳng AX 4 E 2

20 Bài tập Hóa Đại Cương 1

sp 3 d 2 Bát diện AX 6

sp 3 d 2 Tháp đáy vuông AX 5 E

sp 3 d 2 Chữ T AX 3 E 2

sp 3 Tứ diện AX 4

Câu 8: Dự đoán trạng thái tạp chủng của nguyên tử lưu huỳnh trong các phân tử và ion sau: SO 2 ; SO 3 ; SO 42 ; S 2 O 32  (có mạch S-S-O); S 2 O 82  (có mạch O-S-O-O-S-O); SF 4 ; SF 6 ; SF 2 ; F 3 S-SF).