Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 4: Cấu tạo vỏ nguyên tử

Bài 4: CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I. MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức Học sinh hiểu: Trong nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân tạo nên vỏ electron của nguyên tử. Cấu tạo vỏ electron của nguyên tử. Lớp, phân lớp electron. Số electron có trong mỗi lớp, mỗi phân lớp. Về kỹ năng Học sinh rèn luyện kỹ năng để giải các bài tập có liên quan đến các kiến thức sau: phân biệt lớp electron và phân lớp electron; số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp; cách kí hiệu các lớp, phân lớp; sự phân bố electron trên các lớp (K, L , M) và phân lớp (s, p, d). II. CHUẨN BỊ Tranh vẽ các loại mô hình vỏ electron của nguyên tử. III. KIỂM TRA BÀI CŨ 1. Thế nào là đồng vị? IV. BÀI GIẢNG HOẠT ĐÔNG THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG GHI BẢNG Hoạt động 1: Sự chuyển động của e trong nguyên tử * HS quan sát sơ đồ mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ- dơ- pho và Bo và nhận xét sự chuyển động của electron. * GV nêu những ưu điểm của thuyết Bo và những mặt hạn chế. Mô hình hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho và Bo có tác dụng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử nhưng không đầy đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử. Ngày nay, người ta đã biết các electron chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân nguyên tử không tuân theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ electron của nguyên tử. * GV: Vậy thì các electron được phân bố xung quanh hạt nhân theo quy luật nào? Hoạt động 2: Lớp electron * GV: Trong nguyên tử, mỗi e có một mức năng lượng nhất định. Các electron có mức năng lượng gần bằng nhau được xếp vào cùng một lớp. Có 7 lớp electron được đánh số và kí hiệu lần lượt là K, L, M, N,… * GV: Em hãy cho biết nguyên tử được tạo nên từ những hạt gì? Điện tích của chúng ra sao? * HS: Nguyên tử gồm: Q hạt nhân mang điện tích dương Q electron mang điện tích âm. * GV: Như vậy hạt nhân có hút e không? Nếu có, các e gần bị hút mạnh hay yếu hơn các e ở xa nhân? Tại sao? * HS: Electron xa hạt nhân hơn có mức năng lượng cao hơn, bị hạt nhân hút yếu hơn. 2 GV: Như vậy, lớp K là lớp gần nhân nhất có mức năng lượng thấp nhất. Càng ra xa nhân năng lượng electron càng cao. Hoạt động 3: GV củng cố các nội dung trên, tập trung vào hai ý: 1. Nguyên tố Ca thuộc ô thứ 20 trong HTTH, có thể suy ra số hạt nào trong cấu tạo nguyên tử? 2. Có mấy lớp electron? Lớp electron nào có mức năng lượng thấp nhất? Hoạt động 4: Phân lớp electron * GV: Các e có năng lượng như thế nào thì thuộc cùng một phân lớp? * HS: Các electron có năng lượng bằng nhau xếp vào cùng một phân lớp . * GV thông báo: Tùy thuộc vào đặc điểm của từng lớp mà mỗi lớp có thể có một hay nhiều phân lớp. Lớp thứ n có n phân lớp. Có 4 phân lớp được kí hiệu: s, p, d, f. Suy ra lớp thứ 1 có 1 phân lớp: 1s Lớp thứ 2 có 2 phân lớp: 2s, 2p Lớp thứ 3 có 3 phân lớp: 3s, 3p, 3d Lớp thứ 4 có 4 phân lớp: 4s, 4p, 4d, 4f Hoạt động 5: Số electron tối đa trong 1 phân lớp, 1 lớp * GV: Phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lớp p chứa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron. Phân lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron đã bão hòa. * GV hướng dẫn HS điền vào các ô trong bảng. Từ đó rút ra số electron tối đa ở mỗi lớp là 2n2. Hoạt động 6: GV cho HS nghiên cứu bảng 2 trong SGK Hoạt động 7: Bài tập minh họa * GV làm thí dụ minh họa: Sắp xếp electron váo các lớp của nguyên tử nitơ * HS lập luận tương tự để sắp xếp electron vào các lớp của nguyên tử * GV cho HS nghiên cứu hình 1.7 SGK thể hiện sự phân bố electron trên các lớp của nguyên tử N và Mg để củng cố kiến thức phần này. Hoạt động 8: Củng cố 1. Số dơn vị điện tích hạt nhâ của Flo là 9. Cho biết mức năng lượng cao nhất của F có chứa mấy electron? 2. Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Cho biết nguyên tố X có bao nhiếu số đơn vị điện tích hạt nhân? I. SỰ CHUYỂN ĐỘNG CỦA CÁC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ: - Theo mẫu hành tình nguyên tử của Bo: sgk - Theo quan điểm hiện đại, các e chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo một quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử. II. LỚP ELECTRON VÀ PHÂN LỚP ELECTRON: 1. Lớp electron: - Các electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau. - Các lớp electron được xếp theo mức năng lượng từ thấp đến cao: n = 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp K L M N O P Q 2. Phân lớp electron: - Mỗi lớp chia thành các phân lớp. - Các electron trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau. - Các phân lớp được ký hiệu : s, p, d, f Số phân lớp = số thứ tự của lớp (Thực tế chỉ đúng tới lớp thứ tư) Lớp Số phân lớp Phân lớp 1 1 s 2 2 s p 3 3 s p d 4 4 s p d f - Các e ở phân lớp s gọi là electron s. - Các e ở phân lớp p gọi là electron p III. SỐ ELECTRON TỐI ĐA TRONG 1 PHÂN LỚP, MỘT LỚP 1. Số electron tối đa trong 1 phân lớp: Phân lớp s p d f Số e tối đa 2 6 10 14 Sự phân bố e vào phân lớp s2 p6 d10 f14 2. Số electron tối đa trong 1 lớp Lớp Các phân lớp Phân bố electron trên các phân lớp Số electron tối đa của lớp lớpK(n=1) s 1s2 2 lớpL(n=2) s, p 2s22p6 8 lớpM(n=3) s, p, d 3s23p63d10 18 …… Tóm lại: n phân lớp - Lớp thứ n có tối đa 2.n2 electron - Phân lớp có chứa đủ số electron tối đa gọi là phân lớp bão hoà. - Lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là lớp electron bão hoà. VD: Xác định số lớp electron của nguyên tử sau: - Nguyên tử N có Z = 7 g hạt nhân có 7 proton, vỏ nguyên tử có 7 electron được phân bố: 2 electron trên lớp K (n = 1) và 5 electron trên lớp L (n = 2). - Mg ( Z = 12) có: 7 proton và 7 electron gồm: 2 electron trên lớp K (n = 1); 6 electron trên lớp L (n = 2) và 2 electron trên lớp M (n = 3).