Title CHUYÊN ĐỀ 12.doc ✅

Trang 1 CHUYÊN ĐỀ 12 - BÀI TẬP VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC I – KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1. Tóm tắt kiến thức về nguyên tử và bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học 2-Một số chú ý khi giải bài tập. • Đa số các nguyên tố thường gặp thỏa mãn điều kiện sau: 1,5323,5 3,53 TSHTSH ZNZZNZZZ (N: số nơtron; Z: so proton; TSH: tổng số hạt electron, proton, nơtron) • Tổng số proton trong phân tử: Phân tử A x B y → tổng số prton là: ...Z.ZABABpxpypxy  (hạt) Ví dụ: Phân tử nước (H 2 O) → 22.11.810HOp  (hạt) • Hợp chất khí của phi kim với hidro: RH x (x ≤ 4) • Oxit cao nhất: R 2 O 11 (n ≤ 7) • Quan hệ số proton của 2 nguyên tố A, B trong bảng tuần hoàn (giả sử P B > P A ): * Nếu A,B cùng một chu kỳ và thuộc 2 nhóm liên tiếp: P A − P B = 1 * Nếu A,B cùng một nhóm, ở 2 chu kỳ liên tiếp: 8() 18 () 32 BA BA BA PPchukynho PP chukylon PP        * Nếu A,B thuộc 2 nhóm (chính) liên tiếp và 2 chu kỳ liên tiếp thì chúng ở vị trí
Trang 2 chéo nhau trong bảng tuần hoàn: Nếu A,B thuộc chu kỳ nhỏ Nếu A,B thuộc chu kỳ lớn TH1: p B −p A = 7 TH2: p B −p A = 9 TH1: p B −p A = 17 TH2: p B −p A = 19 * Nếu A, B đứng liền kề nhau trong bảng tuần hoàn mà P A + P B < 30 cả A,B đều thuộc chu kỳ nhỏ (các chu kỳ 1,2,3). * Nếu nguyên tố A (trừ H và He) thuộc nhóm thứ n thì P A ≥ 2 + n Lưu ý: Mở rộng kiến thức (tác giả giới thiệu phần này đế các em học sinh tham khảo, kiến thức này sẽ được học kỳ ở chương trình hóa học bậc THPT): * Sự hình thành ion (có ở phần đọc thêm thuộc sách giáo khoa Hóa học 8) * Nguyên tử kim loại và hidro thường nhường electron → ion dương (cation) 0 n MMne * Nguyên tử phi kim thường nhận electron → ion âm (anion) 0 m XmeX * Điện tích ion = 0: ()() 0: am ionduongq pione ioionq qn      3- Phương pháp giải một số dạng bài tập thường gặp 3.1-Dạng 1: Xác định nguyên tố khi biết tổng số hạt cơ bản trong nguyên tử a) Các bước giải (thường gặp): • Bước 1: Lập phương trình: 2p + n = TSH (1) • Bước 2: Lập thêm một phương trình thứ 2, giải tìm số prton hoặc biện luận để xác định giới hạn của số proton.  Phương trình thứ 2 (hoặc bất phương trình) thường căn cứ vào một số dữ kiện sau: * Nếu biết trong nguyên tử có số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là ∆ thì => 2pn (2) * Nếu biết tỷ lệ gữa số hạt mang điện và số hạt không mang điện trong nguyên tử bằng a b thì 2pa nb (2) * Biết khối lượng nguyên tử < A (đvC) thì => pnA ……. Nếu chỉ có 1 phương trình (1) thì thường biện luận theo khoảng: Từ (l) => 221,5 3,53 aa nTSHppTSHppp → giá trị p (nguyên, dương) • Bước 3: Dựa vào giá trị so proton tìm được → tên nguyên tố tương ứng. b) Ví dụ minh họa Ví dụ 1. Tổng số hạt cơ bản trong 1 nguyên tử X là 40, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 12. Tìm số lượng từng loại hạt có trong X và tên nguyên tố X. (Trích đề thi vào lớp 10 chuyên hóa tỉnh Bến Tre, năm học 2015-2016) Phân tích
Trang 3 Vì số proton bằng số electron nên tong số hạt cơ bản là 2p + n (ở cấp THCS không nhất thiết phải viết 2Z + N). Đây là bài toán khá căn bản trong hệ thống bài tập về nguyên tử. Đề bài cho đủ 2 dữ kiện để lập 2 phương trình toán, giải tìm số proton và số nơtron. Hướng dẫn Gọi p, n, e lần lượt là số proton, số nơtron, số electron trong nguyên tử X. Theo đề ta có: 24013 21214 pnp pnn     Vậy số p = số e = 13 ; số n = 14 Vì số proton p =13 nên X là nguyên tố nhôm (Al). Ví dụ 2. Nguyên tử của nguyên tố A có tổng số hạt cơ bản (electron, proton, nơtron) là 60, khối lượng nguyên tử A không quá 40 đvC. Nguyên tử của nguyên tố B có tổng số hạt cơ bản ít hơn nguyên tử A là 20 hạt, trong hạt nhân B số hạt mang điện ít hơn số hạt mang điện 1 hạt. a) Xác định các nguyên tố A,B. b) Cho 9,4 (gam) hỗn hợp X gồm A, B vào nước dư đến khi phản ứng kết thúc thấy thoát ra 6,272 lít khí (đktc). Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp X. Phân tích Khác với ví dụ 1, nguyên tố A chỉ có một dữ kiện để lập phương trình toán là tổng số hạt cơ bản. Do đó ta chỉ lập được một phương trình toán, không thể tìm được 2 ẩn. Vỉ vậy phải biện luận: p ≤ n ≤ 1,5p Nguyên tử khối < 40 là cơ sở để xác định giá trị chính xác của số proton. Ở câu b, nhiều học sinh sẽ ngộ nhận Al hết hoặc Ca(OH) 2 hết. Vì nước dư nên Ca hết, còn Al hết hay không thì phụ thuộc vào lượng Ca(OH) 2 nhiều hay ít. Hướng dẫn a) • Xét nguyên tố A: Ta có: 2p + n = 60 => n = 60 − 2p (*) Mặt khác: 6060 1,56021,517,120 3,53pnppppp 18;19;20p Bảng biện luận (theo *): p 18 19 20 p 24 22 20 NTK = n + p 42 > 40 41 > 40 40 Kết luận Loại Loại Nhận Vậy A là nguyên tố Canxi (Ca). • Xét nguyên tố B: Ta có : '2'40'13 ''1'14 npp npn     B là nguyên tố Nhôm (Al) b) Hỗn hợp X gồm Ca và Al Vì nước dư nên Ca phản ứng hết, còn Al tan trong kiềm nên có thể hết hoặc dư Gọi X là số mol Ca, y là số mol Al phản ứng. 2222(OH)CaHOCaH x x x (mol)
Trang 4 222222(OH)(AlO)3AlCaHOCaH y 0,5y 1,5y (mol) • Trường hợp 1: Nếu Al hết Theo đề cho ta có: 40279,40,198 1,56,272:22,40,280,0545 xyx xyy     m Ca = 0,198.40 = 7,92(gam); m Al = 9,4 − 7,92 = l,48(gam) • Trường hợp 2: Nếu Al dư → Ca(OH) 2 phản ứng hết với Al. Ta có : 0,50,07 1,50,280,14 xyx xyy     Khối lượng mỗi kim loại trong X là: m Ca = 0,07.40 = 2,8(gam); m Al = 9,4 − 2,8 = 6,6(gam) Ví dụ 3. Nguyên tử X có tổng số hạt electron, proton, nơtron bằng 46. số hạt không mang điện bằng 8 15 số hạt mang điện. a) Xác định số lượng mỗi loại hạt cơ bản trong nguyên tử X ? Nguyên tử X thuộc nguyên tố hóa học nào? b) Không tra bảng tuần hoàn, hãy cho viết vị trí của nguyên tố X trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (ô, chu kỳ, nhóm) (Trích đề thi HSG môn hóa học lớp 9 tỉnh Phú Thọ, năm học 2012-2013) Phân tích Câu a: Chỉ cần lập hệ 2 phương trình là giải tìm được giá trị số p, số n Câu b: Đây là kiến thức giảm tải, tuy nhiên nhiều kỳ thi vào trường chuyên (hoặc năng khiếu) vẫn thường xuất hiện loại này. Thực chất loại câu hỏi này không khó, chỉ cần phân bố các electron vào các lớp electron là sẽ xác định được vị trí (trong giới hạn số p < 20 thì dùng quy luật 2e/8e/8e/... luôn đúng). Hướng dẫn: a) Theo đề ta có: 246 24615 8 1615016 215 pn pnp n pnn p       số p = sổ e = 15 ; số n = 16 X là nguyên tố photpho (P) b) Các lớp electron trong nguyên tử: 2e/8e/5e Vị trí của X trong bảng tuần hoàn: ô 15; chu kỳ 3; nhóm V 3.2- Dạng 2: Xác định 2 nguyên tố A, B trong bảng tuần hoàn khi biết tổng số proton trong 2 nguyên tử. a) Các bước giải (thường gặp) • Bước 1: Thiết lập phương trình: P A + P B = k (1) (k = tổng số proton) • Bước 2: Căn cứ vào vị trí A, B trong bảng tuần hoàn để lập một phương trình thứ 2 (có chứa ẩn là P A , P B ) (2) • Bước 3: Giải hệ phương trình (1) và (2) tìm P A , P B → tên các nguyên tố. b) Ví dụ minh họa Ví dụ 4. a) Một nguyên tố R có công thức hợp chất với hiđro là RH. Trong oxit bậc cao nhất, R chiếm 74,2% theo