Giải bài tập Hóa lớp 10 Bài 4: Ôn tập chương 1

I. Hệ thống hóa kiến thức

Hoàn thành sơ đồ hệ thống hóa kiến thức trang 26 Hóa học 10.

Lời giải:

- Nguyên tử có kích thước: vô cùng nhỏ bé, khối lượng: m_e + m_p + m_n; Z = số proton = số electron.

- AO s có dạng hình cầu; AO p gồm AO p_x, AO p_y, AO p_z; AO p có dạng hình số 8 nổi.

- Thứ tự năng lượng các phân lớp từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s …

- Cấu hình electron:

+ Nguyên lí vững bền: Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao 1s 2s 2p 3s 3p 4s …

+ Nguyên lí Pauli: Trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau.

+ Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau.

- Nguyên tố hóa học:

+ Số khối (A) = Z + N

+ Kí hiệu nguyên tử: ${}_Z{}^{A}X$

+ Đồng vị ${}_a{}^{b}X$ và ${}_a{}^{d}X$⇒ $\overline{A}=\frac{b\times x_1+d\times x_2}{x_1+x_2}$ với x₁ và x₂ lần lượt là phần trăm số nguyên tử của 2 đồng vị.

II. Luyện tập

Câu 1 trang 27 Hóa học 10: Số proton, neutron và electron của ${}_{19}{}^{39}K$lần lượt là

A. 19, 20, 39.                                

B. 20, 19, 39.

C. 19, 20, 19.                                

D. 19, 19, 20.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

${}_{19}{}^{39}K$ có:

Số hiệu nguyên tử Z = số proton = số electron = 19

A = Z + N ⇔ N = A – Z = 39 – 19 = 20

Vật số proton, neutron và electron của ${}_{19}{}^{39}K$ lần lượt là 19, 20, 19

Câu 2 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có 3 electron thuộc lớp ngoài cùng?

A. ${}_{11}{}^{23}Na$            

B. ${}_7{}^{14}N$               

C. ${}_{13}{}^{27}Al$             

D. ${}_6{}^{12}C$

Lời giải:

Đáp án C

- Cấu hình electron của Na (Z = 11) là 1s²2s²2p⁶3s¹

⇒ Nguyên tử Na có 1 electron lớp ngoài cùng.

- Cấu hình electron của N (Z = 7) là 1s²2s²2p³

⇒ Nguyên tử N có 5 electron lớp ngoài cùng.

- Cấu hình electron của Al (Z = 13) là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

⇒ Nguyên tử Al có 3 electron lớp ngoài cùng.

- Cấu hình electron của C (Z = 6) là 1s²2s²2p²

⇒ Nguyên tử C có 4 electron lớp ngoài cùng.

Câu 3 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố potassium có 19 electron. Ở trạng thái cơ bản, potassium có số orbital chứa electron là

A. 8                   

B. 9                   

C. 11                 

D. 10

Lời giải:

Đáp án D

Cấu hình electron của potassium là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

Cấu hình electron của potassium được biểu diễn theo ô orbital như sau:

⇒ Potassium có 10 orbital chứa electron.

Câu 4 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố sodium (natri) (Z = 11) có cấu hình electron là

A. 1s²2s²2p⁶3s².                            

B. 1s²2s²2p⁶.

C. 1s²2s²2p⁶3s¹.                            

D. 1s²2s²2p⁵3s².

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cấu hình electron của nguyên tử sodium (natri) (Z = 11) là 1s²2s²2p⁶3s¹.

Câu 5 trang 27 Hóa học 10: Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X là 58. Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18. X là

A. Cl.                

B. Ca.                

C. K.                 

D. S.

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Gọi số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X lần lượt là p, n và e.

Theo bài ta có:

Tổng số hạt proton, neutron và electron trong nguyên tử X là 58

⇒ p + e + n = 58 (1)

Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 18

⇒ (p + e) – n = 18 (2)

Nguyên tử trung hòa về điện

⇒ p = e  (3)

Giải hệ phương trình (1), (2), (3) ta được: p = e = 19; n = 20

⇒ Số proton = số electron = số hiệu nguyên tử Z = 19

⇒ Vậy X là K (Z = 19)

Câu 6 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tố chlorine có Z = 17. Hãy cho biết số lớp electron, số electron thuộc lớp ngoài cùng, số electron độc thân của nguyên tử chlorine.

Lời giải:

Cấu hình electron của chlorine (Z = 17) là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

⇒ Nguyên tử chlorine có 3 lớp electron và 7 electron lớp ngoài cùng.

Cấu hình electron theo ô orbital là

⇒ Số electron độc thân bằng 1.

Câu 7 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tử khối trung bình của vanadium (V) là 50,9975. Nguyên tố V có 2 đồng vị trong đó đồng vị ${}_{23}{}^{50}V$ chiếm 0,25%. Tính số khối của đồng vị còn lại.

Lời giải:

Giả sử đồng vị còn lại của V có số khối là A

Phần trăm đồng vị ${}_{23}{}^{A}V$ bằng 100% - 0,25% = 99,75%

⇒ $50,9975=\frac{50.0,25+A.99,75}{100}$

⇒ A = 51

Vậy đồng vị còn lại là ${}_{23}{}^{51}V$

Câu 8 trang 27 Hóa học 10: Cấu hình electron của:

- Nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹;

- Nguyên tử Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

a) Mỗi nguyên tử X và Y chứa bao nhiêu electron?

b) Hãy cho biết số hiệu nguyên tử của X và Y.

c) Lớp electron nào trong nguyên tử X và Y có mức năng lượng cao nhất?

d) Mỗi nguyên tử X và Y có bao nhiêu lớp electron, bao nhiêu phân lớp electron?

e) X và Y là nguyên tố kim loại, phi kim hay khí hiếm?

Lời giải:

a) Nguyên tử X chứa 19 electron, nguyên tử Y chứa 16 electron.

b) Số hiệu nguyên tử Z = số proton = số electron.

⇒ Số hiệu nguyên tử của X là 19

Số hiệu nguyên tử của Y là 16

c) Các electron sắp xếp thành từng lớp và phân lớp theo năng lượng từ thấp đến cao.

Trong nguyên tử X: Lớp electron thứ 4 có mức năng lượng cao nhất.

Trong nguyên tử Y: Lớp electron thứ 3 có mức năng lượng cao nhất.

d) Dựa vào cấu hình electron của X và Y, ta có:

- Nguyên tử X có 4 lớp electron và 6 phân lớp electron (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s).

- Nguyên tử Y có 3 lớp electron và 5 phân lớp electron (1s, 2s, 2p, 3s, 3p).

e) Nguyên tử X có 1 electron lớp ngoài cùng nên X là kim loại.

Nguyên tử Y có 6 electron lớp ngoài cùng nên Y là phi kim.

Câu 9 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tố X được dùng để chế tạo hợp kim nhẹ, bền, dùng trong nhiều lĩnh vực: hàng không, ô tô, xây dựng, hàng tiêu dùng, .... Nguyên tố Y ở dạng $Y{O}_4^{3-}$, đóng vai trò quan trọng trong các phân tử sinh học như DNA và RNA. Các tế bào sống sử dụng $Y{O}_4^{3-}$ để vận chuyển năng lượng. Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p¹. Nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p³. Viết cấu hình electron nguyên tử của X và Y. Tính số electron trong các nguyên tử X và Y. Nguyên tố X và Y có tính kim loại hay phi kim?

Lời giải:

- Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p¹.

+ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

+ Nguyên tố X có 13 electron trong nguyên tử.

+ Lớp ngoài cùng có 3 electron. ⇒ Nguyên tố X là kim loại.

- Nguyên tử của nguyên tố Y có cấu hình electron kết thúc ở phân lớp 3p³.

+ Cấu hình electron nguyên tử của Y là 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

+ Nguyên tố Y có 15 electron trong nguyên tử.

+ Lớp ngoài cùng có 5 electron. ⇒ Nguyên tố Y là phi kim.

Câu 10 trang 27 Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản (proton, electron, neutron) là 49, trong đó số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện. Xác định điện tích hạt nhân, số proton, số electron, số neutron và số khối của X.

Lời giải:

Gọi số hạt proton, electron, neutron lần lượt là p, e, n.

Tổng số hạt cơ bản (proton, electron, neutron) là 49

⇒ p + e + n = 49 (1)

Số hạt không mang điện bằng 53,125% số hạt mang điện

⇒ $n=\frac{53,125}{100}(p+e)$  (2)

Mặt khác, nguyên tử trung hòa về điện

⇒ p = e (3)

Giải hệ (1), (2), (3) ta được: p = e = 16; n = 17

Vậy số proton = số electron = 16 hạt, số neutron = 17 hạt

Điện tích hạt nhân là +16 và số khối A = số proton + số neutron = 16 + 17 = 33