Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 5: Cấu hình Electron nguyên tử

Bài 5 CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ (2 tiết) I. MỤC TIÊU BÀI HỌC Về kiến thức: Học sinh hiểu: Thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử. Sự phân bố electron trên các phân lớp, lớp và cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu tiên. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng: Lớp ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron (ns2np6), lớp ngoài cùng của nguyên tử khí hiếm có 8 electron (riêng heli có 2 electron). Hầu hết các nguyên tử kim loại có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng. Hầu hết các nguyên tử phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng. Về kĩ năng: HS vận dụng: Viết được cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố hoá học đầu Biết dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử suy ra tính chất hoá học cơ bản của nguyên tố tương ứng. II. CHUẨN BỊ: Phiếu học tập số 1 và số 2 Bảng cấu hình electron và sơ đồ phân bố electron trên các obitan của 20 nguyên tố đầu tiên. III. BÀI GIẢNG: HOẠT ĐỘNG THẦY - TRÒ GHI BẢNG Hoạt động 1: Tìm hiểu về thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử * GV cho HS nghiên cứu hình 1.10 SGK – Tr 23. Yêu cầu HS nhận xét về cách trình bày sơ đồ phân bố mức năng lượng của các phân lớp và các lớp. * HS hoạt động theo nhóm cử đại diện nhóm trình bày được các nội dung sau: - Sắp xếp theo chiều tăng mức năng lượng của các lớp, của phân lớp. - Các electron trong nguyên tử lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao. * GV lưu ý với HS: Mức năng lượng 4s thấp hơn 3d. Hoạt động 2: Tìm hiểu cấu hình electron của nguyên tử GV: Cho HS nghiên cứu thí dụ SGK và cho biết cách biểu diễn cấu hình electron của nguyên tử hiđro (H), heli (He), Liti (Li)? HS: H (Z = 1): có 1 electron. Cấu hình electron của H là 1s1 He (Z =2): có 2 electron. Cấu hình electron của He là 2s2 Li (Z = 3): có 3 electron. Cấu hình electron của Li là 122 2s1 GV: Hướng dân HS cách biểu diễn cấu hình electron theo lớp và cấu hình electron viết gọn của Li: Li (2 /1) hoặc viết gọn là: [He] 2s1 * GV nêu các bước viết cấu hình electron của nguyên tử? * HS làm việc với SGK GV: Nêu các quy ước về cách biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp và các lớp? HS: Làm việc với SGK - HS vận dụng viết cấu hình electron của một số nguyên tố Cl, Fe - GV: Trong các cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trên, hãy xác định xem nguyên tố đó thuộc nguyên tố s, p hay d? - HS trả lời và rút ra ghi chú. Hoạt động 3: Tìm hiểu cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu. - GV: Dựa vào các thí dụ ở phần trên hãy viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có (Z = 1 đến Z= 20)? - GV tổ chức cho 4 nhóm HS lên bảng. Mỗi nhóm viết cấu hình của 5 nguyên tố. Hoạt động 4: Nghiên cứu đặc điểm của lớp electron ngoài cùng GV: Nhìn vào cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu hãy nhận xét số electron lớp ngoài cùng? HS: Nhận xét: Đối với các nguyên tố lớp ngoài cùng có nhiều nhất 8 electron. GV: Thông báo cho HS những nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng như thế nào thì thuộc các nguyên tố khí hiếm, các nguyên tố kim loại, các nguyên tố phi kim. HS: Làm việc với SGK và phân biệt được nguyên tố kim loại, phi kim, khí hiếm. HS rút ra kết luận: Biết cấu hình electron của nguyên tử thì dự đoán được tính chất của nguyên tố. Phiếu học tập số 1: Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng của 10 nguyên tố đầu tiên. Dự đoán tính chất hóa học đặc trưng của các nguyên tố đó? - HS hoàn thành phiếu học tập số 1 vào vở bài tập Hoạt động 5: Củng cố GV: Nhắc lại nguyên tắc sắp xếp các electron trong vỏ nguyên tử của nguyên tố. Cách viết cấu hùnh electron. Đặc điểm của electron lớp ngoài cùng? HS nhắc lại kiến thức cơ bản đã học. Phiếu học tập số 2: 1. Viết cấu hình electron đầy đủ của nguyên tử một số nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2 np6 (n = 2, 3, 4). Suy ra số e, số p? 2. Xây dựng mối quan hệ giữa số electron tối đa trong 1 lớp theo mâu sau: - Lớp 1 có 1 phân lớp s tối đa 2 e -Lớp2 …………………………………………… -Lớp3 …………………………………………… -Lớp4 …………………………………………… -Lớpn …………………………………………… 3. Yêu cầu HS chú thích cho cách viết cấu hình electron: 2p6 ; 3s2 Hướng dẫn HS làm các bài tập trong SGK, SBT. HS: suy nghĩ độc lập, mỗi nhóm trả lời 1 phần trong phiếu học tập số 2, trình bày nội dung câu trả lời trước lớp. HS cần trả lời được: 1. 1s2 2s2 2p6 ; Số e= số p = 8…. 2. Điền theo mẫu hướng dẫn. 3. n = 2, phân lớp p có 6 electron. n = 3, phân lớp s có 2 electron. I. THỨ TỰ CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG TRONG NGUYÊN TỬ - Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s… II- CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ: 1. Cấu hình electron: Cấu hình e biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. - Cách viết cấu hình e: * Xác định số electron của nguyên tử * Phân bố các electron theo thứ tự mức năng lượng ( 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…) và tuân theo quy tắc sau: phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6e, phân lớp d chứa tối đa 10 electron, phân lớp f chứa tối đa 14 e. - Qui ước cách viết cấu hình e: * Số thứ tự của lớp được viết bằng các số (1,2,3,...) * Phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường: s p d f * Số e viết trên kí hiệu của các phân lớp như số mũ (s2, p6) Y Ví dụ: * H (Z=1): 1s1 g H là nguyên tố s * Li (Z = 3): 122 2s1 g Li là nguyên tố s * Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 g Cl là nguyên tố p * Fe (Z = 26): 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d6 g Fe là nguyên tố d hay 1s2 2s2 2p6 3s23p6 3d6 4s2 Y Ghi chú : + Nguyên tố s: e cuối cùng điền vào phân lớp s. + Nguyên tố p: e cuối cùng điền vào phân lớp p + Nguyên tố d: e cuối cùng điền vào phân lớp d 2. Cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu tiên: Z Kí hiệu Cấu hình electron 1 H 1s1   2 He 1s2   3 Li 1s22s1   4 Be 1s22s2   5 B 1s22s22p1   6 C 1s22s22p2   7 N 1s22s22p3   8 O 1s22s22p4   9 F 1s22s22p5   10 Ne 1s22s22p6 11 Na 1s22s22p6 3s1 12 Mg 1s22s22p6 3s2 13 Al 1s22s22p6 3s2 3p1 14 Si 1s22s22p6 3s2 3p2 15 P 1s22s22p6 3s2 3p3 16 S 1s22s22p6 3s2 3p4 17 Cl 1s22s22p6 3s2 3p5 18 Ar 1s22s22p6 3s2 3p6 19 K 1s22s22p6 3s2 3p6 4s1 20 Ca 1s22s22p6 3s2 3p6 4s2 3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng - Nguyên tử của tất cả các nguyên tố có tối đa 8 e lớp ngoài cùng. Số e lớp ngoài cùng Tính chất *1, 2, 3 e *4 e *5, 6, 7 e *8 e (trừ He) *kim loại (trừ H, He, B) *kim loại hoặc PK *phi kim *khí hiếm (khí trơ) Y Ví dụ: * Na (Z=11): 1s2 2s2 2p6 3s1(kim loại) * Cl (Z=17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5(phi kim) * Ar (Z=18): 1s2 2s2 2p6 3s23p6(khí hiếm) Y Nhận xét: Các electron lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của các nguyên tố.