Giáo án Hóa học Lớp 10 - Bài 5: Cấu hình electron của nguyên tử

Bài 5 : CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ A. Mục tiêu. Giúp HS hiểu được quy luật sắp xếp các electron trong vỏ electron. Biết vận dụng viết cấu hình electron nguyên tử thuộc 20 nguyên tố đầu bảng tuần hoàn. B. Chuẩn bị. GV: Phóng to hình 1.10 và bảng cấu hình elctron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu (trang 26 SGK) HS: Ôn lại khái niệm lớp và phân lớp electron. C. Tiến trình dạy – học. HĐ của GV HĐ của HS Hoạt động 1: (kiểm tra bài cũ) (3 phút) GV: Khái niệm về AO, lớp và phân lớp e. Sự phân bố e trong một lớp và phân lớp với nguyên tử O. Hoạt động 2: (10 phút) I. THỨ TỰ CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG TRONG NGUYÊN TỬ GV: Cho HS quan sát hình 1.10 SGK GV: Các electron trong nguyên tử lần lượt chiếm các mức năng lượng như thế nào ? GV: Từ đó hãy sắp xếp dãy thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử ? GV: Mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 kể từ hạt nhân, và của các phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f. Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng làm cho mức năng lượng phân lớp 3d > 4s, 5d > 4f > 6s và 6d > 5f > 7s. Hoạt động 3: (30 phút) II. CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ 1. Cấu Hình Electron Của Nguyên Tử GV: Yêu cầu hs quan sát cấu hình của 20 nguyên tố đầu. GV: Cấu hình e nguyên tử biểu diễn sự phân bố e trên phân lớp thuộc các lớp khác nhau. GV: Trình bày các quy ước viết cấu hình e. GV: Viết mẫu cấu hình e nguyên tử H để minh họa quy ước trên. Hãy viết cấu hình e của nguyên tử He, Li, Cl? GV: Electron cuối cùng của nguyên tử Li điền vào phân lớp s ® Li là nguyên tố s. Electron cuối cùng của nguyên tử Cl điền vào phân lớp p ® Cl là nguyên tố p. GV: Trình bày các bước viết cấu hình e nguyên tử các nguyên tố ? GV: Viết cấu hình e của Fe (Z = 26). GV nhận xét: Electron cuối cùng của nguyên tử Fe điền vào phân lớp d ® Fe là nguyên tố d. Tuy nhiên e lớp ngoài cùng phải biểu diễn theo nghĩa cấu hình e có nghĩa là 4s2 chứ không phải là 3d6. 2. Cấu Hình Electron Nguyên Tử Của 20 Nguyên Tố Đầu GV: Cho hs tự chọn các nguyên tố từ Z = 1 ® 20 để viết cấu hình e. Sau đó so sánh với bảng (tr. 26 SGK) để nhận xét và sửa sai. 3. Đặc Điểm Của Lớp Electron Ngoài Cùng GV: Dựa vào bảng (tr. 26 SGK) cho biết nguyên tử chỉ có thể có tối đa bao nhiêu e ở lớp ngoài cùng? GV: Các nguyên tử có 8 e ngoài cùng (ns2np6) điều rất bền vững, chúng không tham gia các phản ứng hoá học (trừ một số trường hợp đặc biệt). Đó là các khí hiếm. GV: Hãy viết cấu hình e của các kim loại Na, Mg, Al, K, Ca và cho biết có bao nhiêu e ở lớp ngoài cùng? GV: Hãy viết cấu hình e của các phi kim N, O, F, P, S, Cl và cho biết có bao nhiêu e ở lớp ngoài cùng? GV: Hướng dẫn hs rút ra kết luận. GV: Các nguyên tử có 4 e ở lớp ngoài cùng có thể là kim loại (nếu thuộc chu kỳ lớn) hoặc phi kim (nếu thuộc chu kỳ nhỏ). HS: Trả lời theo SGK. 1s22s2sp4. HS: Quan sát GV: Theo thứ tự từ thấp đến cao. HS: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p HS: Quan sát HS: Ghi định nghĩa cấu hình e. HS: Người ta quy ước viết cấu hình e như sau: Số thứ tự lớp e được ghi bằng chữ số (1, 2, 3, ) Phân lớp được ghi bằng chữ cái thường (s, p, d, f). Số e được ghi bằng chữ số ở phía trên bên phải của phân lớp (s2, p6, ) HS: H (Z = 1) : 1s1 . He (Z = 2) : 1s2 (đã bão hoà). Li (Z = 3) : 1s22s1. Cl(Z = 17): 1s22s22p63s23p5 hay [Ne]3s23p5 HS: Các bước viết cấu hình e: Xác định số e của nguyên tử (Z). Sắp xếp các e theo thứ tự tăng dần mức năng lượng: 1s22s22p63s23p64s23d104p6 Sắp xếp theo cấu hình e: theo thứ tự từng lớp (1 ® 7), trong mỗi lớp theo thứ tự từng lớp (s ® p ® d ® f). HS: 1s22s22p63s23p64s23d6. ® cấu hình e: 1s22s22p63s23p63d64s2. hay [Ar] 3d64s2 HS: Tự chọn và viết cấu hình e So sánh và sửa sai nếu có. HS: Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất là8 electron (trừ He có 2 e) HS: Na, K có 1 e ở lớp ngoài cùng. Mg, Ca có 2 e ở lớp ngoài cùng. Al có 3 e ở lớp ngoài cùng. HS: N, P có e ở lớp ngoài cùng. O, S có e ở lớp ngoài cùng. F, Cl có e ở lớp ngoài cùng. HS: Kết luận: Những nguyên tử kim loại thường có 1, 2, 3 e ở lớp ngoài cùng. Những nguyên tử phi kim thường có 5, 6, 7 e ở lớp ngoài cùng. Những nguyên tử khí hiếm thường có 8 e ở lớp ngoài cùng (trừ He). Hoạt động 4: (2 phút) CỦNG CỐ VÀ BÀI TẬP VỀ NHÀ Yêu cầu HS phải: Biết cách viết cấu hình e của nguyên tử các nguyên tố khi biết giá trị của Z Dựa vào cấu hình e lớp ngoài cùng để dự đoán tính chất kim loại, phi kim của một nuyên tố.