Lý Thuyết Cấu Tạo Vỏ Nguyên Tử Hóa 10 Và Bài Tập Vận Dụng

Cấu tạo vỏ nguyên tử là nội dung quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 10. Team Marathon Education đã tổng hợp các lý thuyết về cấu tạo vỏ nguyên tử, các lớp electron, các bài tập vận dụng có lời giải chi tiết và chia sẻ đến các em qua bài viết sau. Các em hãy theo dõi bài viết nhé!

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Và Cách Học Thuộc Nhanh Bảng Tuần Hoàn Hóa Học Lớp 10

Lý thuyết cấu tạo vỏ nguyên tử

Khái niệm nguyên tử

Nguyên tử là những hạt có kích thước vô cùng nhỏ. Những hạt này trung hoà về điện và có khả năng tạo nên các chất và các nguyên tố hoá học.

Thành phần cấu tạo nên nguyên tử

Nguyên tử cấu tạo từ vỏ nguyên tử và hạt nhân.

• Cấu tạo vỏ nguyên tử bao gồm những electron mang điện tích âm. 
• Hạt nhân bao gồm những hạt proton và notron. Hạt nhân nằm giữa nguyên tử và có điện tích dương.
• Số electron có trong vỏ nguyên tử = số proton có trong hạt nhân = Z

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Hóa 10: Thành Phần Nguyên Tử, Kích Thước Và Khối Lượng

Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử

Các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân nguyên tử. Chúng tạo thành một đám mây electron và không theo những quỹ đạo xác định.

>>> Xem thêm: Hạt Nhân Nguyên Tử Là Gì? Cấu Tạo Của Hạt Nhân Nguyên Tử

Obitan nguyên tử

Obitan nguyên tử là gì?

Obitan nguyên tử là khu vực đám mây electron nằm xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (90%). Obitan nguyên tử có kí hiệu là AO.

Obitan nguyên tử có những hình dạng nào?

Obitan nguyên tử có 2 hình dạng phổ biến là:

• Obitan s: có dạng hình cầu
• Obitan p: gồm 3 obitan p_x, p_y và p_z định hướng lần lượt theo các trục Ox, Oy, Oz. Obitan p có dạng số 8 nổi.

Lớp electron và phân lớp electron trong cấu tạo vỏ nguyên tử

Lớp electron

Lớp electron bao gồm các electron có các mức năng lượng gần bằng với nhau.

Ở bảng bên dưới, các electron nguyên tử có các mức năng lượng từ thấp đến cao (từ gần hạt nhân đến xa hạt nhân). Chúng được xếp thành 7 lớp electron.

Phân lớp electron

Mỗi lớp electron được chia tiếp thành các phân lớp nhỏ hơn.

Phân lớp electron có những tính chất như sau:

• Phân lớp electron bao gồm các electron có mức năng lượng bằng nhau.
• 4 phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái s, p, d, f.
• Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó. Ví dụ:
  • Lớp thứ nhất (n = 1) có 1 phân lớp: 1s.
  • Lớp thứ hai (n = 2) có 2 phân lớp: 2s, 2p.
  • Lớp thứ ba (n = 3) có 3 phân lớp: 3s, 3p, 3d.

>>> Xem thêm: Lý Thuyết Và Cách Viết Cấu Hình Electron Nguyên Tử

Số electron tối đa trong cấu tạo vỏ nguyên tử

Số electron tối đa trong phân lớp

Phân lớp electron bão hoà là phân lớp đã có đủ số electron đối đa.

Số electron tối đa trên mỗi lớp

Từ phân lớp đã nêu trên ta có thể suy ra số electron tối đa trong một lớp :

Bài tập về cấu tạo vỏ nguyên tử

Bài 1 Trang 22 SGK Hóa 10

\begin{aligned}
& \small \text{Một nguyên tử M có 75 electron và 110 notron. Kí hiệu của nguyên tử M là:}
\\
& \small A. \ ^{185}_{75}M
\\
& \small B. \ ^{75}_{185}M
\\
& \small C. \ ^{110}_{75}M
\\
& \small D. \ ^{75}_{110}M
\end{aligned}

Hướng dẫn:

\begin{aligned}
& \small \text{Số khối của nguyên tử M: A = Z + N = 75 + 110 = 185}
\\
& \small \text{Kí hiệu của nguyên tử M sẽ có dạng tổng quát là } \ ^A_ZM
\\
& \small \text{Vậy ta chọn đáp án }A. \ ^{185}_{75}M.
\end{aligned}

Bài 2 Trang 22 SGK Hóa 10

\begin{aligned}
& \small \text{Nguyên tử nào trong các nguyên tử sau đây chứa đồng thời 20 notron, 19 proton và 19 electron?}
\\
& \small A. \ ^{37}_{17}Cl
\\
& \small B. \ ^{39}_{19}K
\\
& \small C. \ ^{40}_{18}Ar
\\
& \small D. \ ^{40}_{19}K
\end{aligned}

Hướng dẫn:

\begin{aligned}
& \small \text{Theo đề bài, nguyên tử sau chứa đồng thời 20 notron, 19 proton và 19 electron}
\\
& \small \implies Z = P = E = 19
\\
& \small \implies A = Z + N = 19 + 20 = 39
\\
& \small \text{Vậy ta chọn đáp án }B. \ ^{39}_{19}K.
\end{aligned}

Bài 3 Trang 22 SGK Hóa 10

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9. Trong nguyên tử flo, số electron ở mức năng lượng cao nhất là:

A. 2

B. 5

C. 9

D. 11

Hướng dẫn:

Theo đề bài, số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử flo là 9 nên nguyên tử flo có 9 electron phân bố vào các phân lớp như sau 1s²2s²2p⁵.

Do đó, flo có 5 electron ở mức năng lượng cao nhất. Vậy ta chọn đáp án B.

Bài 4 Trang 22 SGK Hóa 10

Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử X là:

A. 6

B. 8

C. 14

D. 16

Hướng dẫn:

Theo đề bài, các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 mức năng lượng, lớp thứ 3 có 6 electron nên nguyên tử X có cấu hình electron như sau 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

Điện tích hạt nhân của nguyên tử X là Z = 2 + 2 + 6 + 2 + 4 = 16⁺. Vậy ta chọn đáp án D.

Bài 5 Trang 22 SGK Hóa 10

a. Thế nào là lớp và phân lớp electron ? Sự khác nhau giữa lớp và phân lớp electron?

b. Tại sao lớp N chứa tối đa 32 electron.

Hướng dẫn:

a.

Lớp electron là gồm các electron có năng lượng gần bằng nhau.

Phân lớp electron là gồm các electron có mức năng lượng bằng nhau.

Sự khác nhau giữa lớp và phân lớp electron thể hiện ở điểm lớp thì gồm các electron có năng lượng gần bằng nhau còn phân lớp thì các electron có năng lượng bằng nhau.

b.

Lớp N là lớp thứ 4 có các phân lớp s, p, d, f có số electron tối đa tương ứng các phân lớp là 2, 6, 10, 14 (1s²2s²2p⁶3s²3p⁴4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴) nên có số electron tối đa là 2 + 6 + 10 + 14 = 32.

Bài 6 Trang 22 SGK Hóa 10

\begin{aligned}
& \small \text{Nguyên tử agon có kí hiệu là } ^{40}_{18}Ag
\\
& \small \text{a. Hãy xác định số proton, số proton trong hạt nhân và số electron ở vỏ electron của nguyên tử.}
\\
& \small \text{b. Hãy xác định sự phân bố electron trên các lớp.}
\end{aligned}

Hướng dẫn:

\begin{aligned}
& \small \text{a. Từ kí hiệu nguyên tử } ^{40}_{18}Ag
\\
& \small \implies Z = P = E = 18 \text{ và } N = A - Z = 40 - 18 = 22
\\
& \small \text{b. Sự phân bố của 18 electron trên lớp vỏ nguyên tử agon như sau } 1s^22s^22p^63s^23p^6.
\end{aligned}

Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education

Với những lý thuyết cấu tạo vỏ nguyên tử Hóa 10 mà Team Marathon Education đã chia sẻ qua bài viết trên, hy vọng các em có thể hiểu rõ hơn về nội dung này và biết cách giải các bài tập về cấu tạo vỏ nguyên tử. Các em hãy truy cập vào website của Marathon thường xuyên để học trực tuyến nhiều kiến thức Toán – Lý Hóa – Văn bổ ích khác nhé! Chúc các em học tập tốt và luôn đạt điểm cao!