Giáo án Hóa học 11 (Ban cơ bản) - Bài 8: Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình Electron nguyên tử của các nguyên tố Hóa học

Bài 8: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC MỤC TIÊU Về kiến thức Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có sự biến đổi tuần hoàn. Số electron ngoài cùng quyết định tính chất của các nguyên tố thuộc nhóm A. Về kỹ năng Dựa vào vị trí của một nguyên tố trong nhóm A suy ra số electron hóa trị và tính chất tương ứng của nó. Giải thích sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố. CHUẨN BỊ Bảng tuần hoàn Mendeleev (dạng bảng dài) Phiếu học tập. Bảng cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A. TỔ CHỨC CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Các hoạt động dạy học Nội dung tóm tắt Hoạt động 1: Điểm danh, kiểm tra vệ sinh lớp, tác phong của học sinh. Hoạt động 2: Kiểm tra bài cũ (2 học sinh) Học sinh 1: (học sinh có lực học trung bình) Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn ? Nêu khái niệm về chu kỳ và nhóm là gì ? Nguyên tố Na (Z=11) thuộc chu kỳ nào ? Nhóm nào ? Tại sao ? Học sinh 2: Nguyên tố Ca (Z=20) thuộc chu kỳ nào ? Nhóm nào ? Tại sao ? Cho các nguyên tố có cấu hình như sau: A: 1s2 2s2 B: 1s2 2s2 2p6 3s2 C: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 - Nguyên tố nào thuộc cùng chu kỳ với Ca ? - Nguyên tố nào thuộc cùng nhóm với Ca ? HS: Trả lời. HS khác nghe và nhận xét, sửa và bổ sung cho câu trả lời của bạn. GV: Nhận xét, tổng kết và cho điểm. Hoạt động 3: Mở đầu bài giảng GV: Trong bài trước chúng ta đã tìm hiểu về nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố và cấu tạo của bảng tuần hoàn. Nhưng chúng ta chưa thấy yếu tố tuần hoàn thể hiện ra sao. Trong bài học hôm nay và các bài học sau chúng ta sẽ làm rõ vấn đề này. Hoạt động 4: Tìm hiểu về sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố GV: Yêu cầu học sinh xem bảng 5 – trang 38/SGK và trả lời vào phiếu học tập số 1. Phiếu số 1: Dựa vào bảng 5 – trang 38/SGK. Em hãy trả lời những câu hỏi sau: Trong chu kỳ 2, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, số electron ngoài cùng của các nguyên tố biến đổi như thế nào ? Tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ 2 biến đổi ra sao ? Sự thay đổi đó có lặp lại ở các chu kỳ sau không ? HS: Trình bày trước lớp. HS khác nhận xét, bổ sung. GV: “Trong chu kỳ 2, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, số electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố nhóm A tăng dần từ 1 đến 8. Do đó tính chất của các nguyên tố trong chu kỳ 2 cũng biến đổi từ kim loại sang phi kim và kết thúc là khí hiếm. Ở các chu kỳ sau chúng ta vẫn thấy sự biến đổi đó được lặp lại.” GV: “Như vậy trong bảng tuần hoàn, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, cấu hình electron của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn làm cho tính chất của các nguyên tố cũng biến đỗi tuần hoàn theo”. Hoạt động 5: Tìm hiểu về cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A. GV: “Dựa vào bảng 5 – trang 38/SGK, em cho biết các nguyên tố thuộc cùng một nhóm có những đặc điểm gì giống nhau ?” HS: Trả lời. HS khác nhận xét, bổ sung. GV: Tổng kết thành kiến thức cho học sinh. Hoạt động 6: Tìm hiểu về một số nhóm A tiêu biểu. GV: Yêu cầu học sinh liệt kê tên các nguyên tố trong mỗi nhóm A. HS: Trả lời. GV: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nhóm VIIIA (IA, VIIA) là gì ? HS: Trả lời. GV: “Với cấu hình electron lớp ngoài cùng như vậy, em hãy dự đoán tính chất của các nguyên tố thuộc nhóm này ?” HS: Trả lời. GV: Với cấu hình có 8 electron ngoài cùng rất bền vững. Do đó các nguyên tố thuộc nhóm VIIIA hầu như không tham gia các phản ứng hóa học. Chúng tồn tại ở dạng khí đơn nguyên tử. Vì vậy chúng còn được gọi tên là khí trơ. GV: Với cấu hình có 1 electron ở lớp ngoài cùng thì các nguyên tố nhóm IA là những kim loại mạnh – gọi là kim loại kiềm. GV: Với cấu hình có 7 electron ở lớp ngoài cùng, các nguyên tố của nhóm VIIA là nhựng phi kim mạnh – phi kim điển hình. Hoạt động 8: Củng cố bài giảng và dặn bài tập về nhà. GV: Giải thích sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố nhóm A ? GV:Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố nhóm B : * Các nguyên tố nhóm B đều thuộc chu kỳ lớn.Chúng là các nguyên tố d và nguyên tố f, còn được gọi là nguyên tố kim loại chuyển tiếp. * Cấu hình electron nguyên tử có dạng : (n–1)da ns2 Với a trong khoảng 1→ 10 : Đặt S = a + 2 : – Nếu S < 8 thì S = số thứ tự nhóm – Nếu 8 S 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIIIB * Số electron hóa trị của các nhóm d và f tính bằng số e nằm ở lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng nhưng chưa bão hòa. HS: Làm các bài tập trang 41. Bài 8: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ Nhận xét: * Mở đầu mỗi chu kỳ là các nguyên tố có cấu hình electron ngoài cùng là ns1 (kim loại kiềm). * Kết thúc mỗi chu kỳ là các nguyên tố có cấu hình electron ngoài cùng là ns2 np6 (khí hiếm). Kết luận: * Cấu hình electron của các nguyên tố trong cùng một nhóm A được lặp lại sau mỗi chu kỳ. Chúng biến đổi tuần hoàn. * Sự biến đổi tuần hoàn về cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố. CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM A 1.Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A * Các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A có cùng số electron lớp ngoài cùng. Vì vậy, chúng có tính chất hóa học giống nhau. * Số thứ tự của nhóm A = Số electron lớp ngoài cùng = Số electron hóa trị * Các electron hóa trị của nhóm IA và IIA là electron s → nguyên tố thuộc nhóm IA và IIA là nguyên tố s. Các electron hóa trị của nhóm IIIA đến VIIIA là electron p → nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến VIIIA là nguyên tố p. 2. Một số nhóm A tiêu biểu a- Nhóm VIIIA – nhóm khí trơ (khí hiếm) * Gồm các nguyên tố: Neon (Ne), Argon (Ar), Kripton (Kr), Xenon (Xe) và Radon (Rn) * Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2 np6 (rất bền) → hầu hết không tham gia phản ứng hóa học, tồn tại ở trạng thái khí gồm 1 nguyên tử (tính trơ) b- Nhóm IA – Nhóm kim loại kiềm * Gồm các nguyên tố: Liti (Li), Natri (Na), Kali (K), Rubidi (Rb), Xesi (Cs), Franxi (Fr – nguyên tố phóng xạ). * Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns1 → dễ nhường 1 electron thể hiện tính kim loại mạnh (hóa trị I). Hóa tính: * Tác dụng với O2 → oxit kim loại kiểm. 4M + O2 → 2M2O Oxit kim loại kiềm tan được trong nước tạo thành dung dịch hydroxit (dung dịch kiềm) M2O + H2O → 2MOH * Tác dụng với H2O → dung dịch kiềm + H2 2M + 2H2O → 2MOH + H2 * Tác dụng với phi kim (C, S, …) → muối M + Cl2 → 2MCl (muối Clorua) 2M + S → M2S (muối Sunfua) c- Nhóm VIIA – Nhóm halogen: * Gồm các nguyên tố: Flo (F), Clo (Cl), Brom (Br), Iot (I), Astatin (At – nguyên tố phóng xạ) * Cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2 np5 → dễ nhận thêm 1 electron thể hiện tính phi kim mạnh (hóa trị 1) Hóa tính: * Tác dụng với kim loại → Muối halogenua 2M + nX2 → 2MXn * Tác dụng với H2 → Khí Hydro halogenua X2 + H2 → 2HX * Các hydroxit của halogen là những axit mạnh: HClO3, HClO4, …