TỰ LUẬN
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
Câu 1: Hãy nêu sự khác biệt giữa Lý Thuyết và Định Luật Nêu ra 3 định luật và 3 lý thyết
Câu 2: Hãy nêu các luận điểm của: a) Định luật tỉ lệ bội b) Định luật thành phần xác định c) Thuyết Nguyên tử
Câu 3: Giá trị khối lượng và điện tích của electron được xác định như thế nào?
Tổng khối lượng của 6 proton và 6 neutron là khoảng 12,012 u Tuy nhiên, khối lượng của một nguyên tử carbon-12 (12C) chỉ là 12 u Sự khác biệt này được giải thích bởi năng lượng liên kết giữa các hạt nhân, dẫn đến hiện tượng mất mát khối lượng do quá trình tổng hợp hạt nhân.
Câu 5: Kết quả đo điện tích của các giọt dầu bằng một thiết bị tương tự như thiết bị của Milikan được trình bày trong bảng sau:
Giọt dầu Điện tích (10 -19 C) Giọt dầu Điện tích (10 -19 C)
Biết các điện tích này đều là bội số của một điện tích cơ bản Hãy xác định điện tích cơ bản đó
Để xác định điện tích của hạt whizatron, cần hiệu chỉnh thiết bị giọt dầu của Milikan bằng cách điều chỉnh điện trường và áp suất không khí sao cho hạt whizatron có thể được giữ ổn định trong khoảng không gian đo Kết quả đo điện tích các hạt dầu sẽ cung cấp dữ liệu cần thiết để so sánh và tính toán điện tích của hạt whizatron.
Giọt dầu Điện tích (10 -19 C) Giọt dầu Điện tích (10 -19 C)
Hãy xác định điện tích của hạt whizatron
Bán kính nguyên tử Hydrogen là 0,0529 nm, trong khi bán kính hạt proton là 1,5 × 10^-15 m Giả sử cả hai hạt đều có hình dạng cầu, ta có thể tính tỉ lệ thể tích của hạt nhân Hydrogen so với thể tích toàn bộ nguyên tử.
Câu 8: Bán kính hạt neutron bằng 1,510 -15 m Khối lượng hạt bằng 1,67510 -27 kg Hãy tính tỉ khối của hạt neutron
Trước năm 1962, thang đo khối lượng nguyên tử được xác định bằng cách gán khối lượng 16 amu cho oxy tự nhiên, một hỗn hợp gồm nhiều đồng vị khác nhau.
Co là 58,9332 amu theo thang Carbon 12 Hãy tính khối lượng nguyên tử của Co theo thang oxy
Câu 10: Hãy xác định số lượng proton, neutron, electron có trong các nguyên tử và ion sau:
20Ca, 45 21 Sc, 40 91 Zr, 39 19 K , 65 30 Zn 2 , 108 47 Ag
Câu 11: Trong tự nhiên Sắt có 4 đồng vị như sau: Đồng vị Khối lượng (amu) Hàm lượng (%)
Hãy tính khối lượng nguyên tử trung bình của Fe?
Khối phổ đồ của các ion có điện tích +1 của một nguyên tố cho thấy các đỉnh đặc trưng với khối lượng khác nhau Để xác định khối lượng nguyên tử của nguyên tố này, ta cần phân tích các đỉnh trong khối phổ và so sánh với các nguyên tố đã biết Qua đó, ta có thể nhận diện nguyên tố dựa trên các giá trị khối lượng ion.
Trong một thí nghiệm đo khối lượng của các ion điện tích +1 của Germanium (Ge) với khối lượng nguyên tử 72,61 amu, máy in kết nối với máy khối phổ gặp sự cố kẹt giấy ở đầu và cuối trang Kết quả phổ đồ thu được có thể bị thiếu mũi tín hiệu ở hai đầu trang giấy.
Từ kết quả phổ này hãy cho biết: a) Có mũi tín hiệu nào bị mất không? b) Nếu có mũi tín hiệu bị mất thì sẽ bị mất ở phía nào?
Trong bài toán này, chúng ta có các nguyên tử sau: 35 17 Q, 14 7 R, 37 17 T, 15 7 X, 16 7 Y, và 16 8 Z Để tính số proton (p), số neutron (n) và số electron (e) của từng nguyên tử, ta dựa vào số hiệu nguyên tử và khối lượng nguyên tử Các nguyên tử đồng vị là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số neutron, trong khi đó các nguyên tử đồng khối có cùng số khối Tên các nguyên tố tương ứng với các nguyên tử trên lần lượt là: Q (Clor), R (Nitơ), T (Clor), X (Nitơ), Y (Cacbon) và Z (Oxi).
Câu 15: Trong thiên nhiên, oxi có 3 đồng vị bền là: 16 O, 17 O và 18 O, còn carbon có 2 đồng vị bền là:
12C và 13 C Hỏi có thể tạo bao nhiêu loại phân tử khí carbonic?
Để tính khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố, ta có các kết quả sau: a) Iridi: 191 Ir (37,3%) và 193 Ir (62,7%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 192,16 u b) Antimon: 121 Sb (57,25%) và 123 Sb (42,75%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 121,76 u c) Bạc: 107 Ag (51,82%) và 109 Ag (48,18%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 108,12 u d) Argon: 36 Ar (0,34%), 38 Ar (0,07%) và 40 Ar (99,59%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 39,96 u e) Sắt: 54 Fe (5,85%), 56 Fe (91,68%), 57 Fe (2,17%) và 58 Fe (0,41%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 55,85 u f) Niken: 58 Ni (67,76%), 60 Ni (26,16%), 61 Ni (2,42%) và 62 Ni (3,66%) cho khối lượng nguyên tử trung bình là 58,69 u.
Lá vàng trong thí nghiệm của Rutherford có độ dày khoảng 0,0002 inch, tương đương với khoảng 5,08 micromet Với đường kính của một nguyên tử vàng là 2,9 x 10^-8 cm, ta có thể tính được lá vàng này dày khoảng 175 nguyên tử vàng.
CẤU TẠO LỚP VỎ ELECTRON – HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
Mối liên hệ giữa tần số, bước sóng, năng lượng bức xạ Hiệu ứng quang điện
Bản chất sóng – hạt của electron
Cấu tạo lớp vỏ electron theo thuyết cơ học lượng tử
Cấu hình electron của nguyên tử
Câu 1: Hãy xác định tần số, số sóng và năng lượng của bức xạ có bước sóng bằng 410 nm
Câu 2: Cs thường được dùng làm anot của tế bào quang điện Bước sóng ngưỡng quang điện của
Bức xạ có bước sóng 486 nm khi chiếu vào tấm Cs có thể làm bật electron ra khỏi tấm này Để tính động năng của các electron quang, trước tiên cần xác định năng lượng của bức xạ bằng công thức E = hc/λ, trong đó h là hằng số Planck và c là tốc độ ánh sáng Sau khi tính được năng lượng, ta so sánh với năng lượng ion hóa của Cs là 660 nm để tìm ra động năng của electron.
Câu 3: Hiệu ứng quang điện trên K và Ag được mô tả trong hình sau:
Hãy giải thích a) Vì sao các đường biểu diễn không đi qua gốc tọa độ? b) Kim loại nào dễ nhường electron hơn?
Khi ánh sáng có bước sóng 205,0 nm chiếu vào bề mặt tấm bạc kim loại, các electron được bứt ra với tốc độ trung bình 7,5×10^5 m/s Để tính năng lượng liên kết của electron ở lớp bề mặt của mạng tinh thể bạc theo đơn vị eV, cần áp dụng các công thức liên quan đến năng lượng và vận tốc của electron.
Khi chiếu chùm ánh sáng có tần số 2×10^16 Hz lên bề mặt kim loại M, electron được bật ra với động năng 7,5×10^-18 J Để xác định tần số ngưỡng quang điện của kim loại, ta cần sử dụng công thức liên quan đến năng lượng photon và động năng của electron.
Trong bài toán này, chúng ta sẽ tính bước sóng của các vạch phổ của nguyên tử hydro trong vùng UV khi electron chuyển từ các lớp vỏ bên ngoài về lớp vỏ sát nhân (n = 1) Cụ thể, khi electron chuyển từ n = 3 về n = 1, và từ n = 4 về n = 1, ta sẽ sử dụng công thức tính bước sóng để xác định giá trị cụ thể cho từng trường hợp.
Dựa vào công thức của Bohr, chúng ta có thể xác định bước sóng (nm) của các vạch phổ khi electron chuyển từ các mức năng lượng n=4, 5, 6, 7 xuống mức n=3 trong nguyên tử Hydro Đồng thời, năng lượng kích thích cần thiết để đưa electron từ mức cơ bản lên mức n=3 cũng được tính toán Cuối cùng, năng lượng ion hóa, tức năng lượng cần thiết để bứt electron ra khỏi nguyên tử Hydro, cũng được xác định.
Để tính bước sóng de Broglie cho các vật thể, ta áp dụng công thức λ = h / p, với h là hằng số Planck và p là động lượng Đối với electron có khối lượng 9,1×10⁻³¹ kg và vận tốc 10⁸ m/s, bước sóng de Broglie được tính toán Tương tự, với quả bóng đá nặng 0,4 kg chuyển động với vận tốc 5 m/s, ta cũng tính được bước sóng So sánh hai kết quả cho thấy electron có bước sóng lớn hơn nhiều so với quả bóng đá, chứng tỏ tính chất sóng của electron rõ rệt hơn so với quả bóng đá.
Để xác định độ bất định về vị trí của hai vật chuyển động, ta xem xét hai trường hợp: a) Electron có khối lượng 9,1×10⁻³¹ kg chuyển động với vận tốc 10⁸ m/s; b) Viên đạn có khối lượng 1 gam chuyển động với vận tốc 30 m/s, với giả thiết sai số tương đối về vận tốc là ∆v/v = 5 Qua phân tích, ta nhận thấy rằng độ bất định về vị trí của electron sẽ lớn hơn nhiều so với viên đạn do khối lượng nhỏ và vận tốc cao của nó, điều này phản ánh tính chất lượng tử của electron Trong khi đó, viên đạn, với khối lượng lớn hơn và vận tốc thấp hơn, có độ bất định vị trí nhỏ hơn, cho thấy chuyển động của nó có thể được dự đoán chính xác hơn.
Câu 10: Orbital là gì? Hãy cho biết ý nghĩa của hàm sóng?
Câu 11: Hãy giải thích các kí hiệu sau đây: 1s; 2s; 2p; 4p; 3d; 4f
Câu 12: Trong số các kí hiệu orbital sau đây, kí hiệu nào là sai? Tại sao? 1s, 1p, 7d, 9s, 3f, 4f, 2d
Câu 13: Trong các bộ số lượng tử sau đây, bộ nào là đúng? bộ nào không thể hiện trạng thái cho phép của electron trong nguyên tử? Tại sao? a) n = 2, = 1 , m = –1 b) n = 1, = 1, m = 0 c) n = 1, = 0 , m = +2 d) n = 3, = 2, m = +2 e) n = 0, = 0, m= 0 f) n = 2, = –1, m = +1
Câu 14: Trong nguyên tử hiđro có bao nhiêu orbital có thể được kí hiệu là: a) 5p b) 3px c) 4d d) 4s e) 5f
Cho biết các số lượng tử ứng với các orbital đó?
Câu 15: Hãy cho biết ý nghĩa của các số lượng tử n, , m
Câu 16: Có bao nhiêu orbital 2p? Các orbital đó có điểm gì giống nhau? khác nhau?
Câu 17: Giữa các orbital 2s và 3s; 2p và 3p có điểm gì khác nhau?
Câu 18: Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron có giá trị của các số lượng tử như sau: a) n = 1, = 0, m = 0 b) n = 2, = 1 c) n = 2, = 1, m = -1 d) n = 3 e) n = 3, = 2 f) n = 3, = 2, m = +1
Câu 19: Hãy viết cấu hình electron ở trạng thái cơ bản của các nguyên tố có số thứ tự (Z) như sau:
5, 7, 10, 17, 22, 24, 29, 47, 59 Hãy cho biết các nguyên tố đó thuộc chu kì nào? Phân nhóm nào? Những electron nào là electron hóa trị của chúng?
Để viết cấu hình electron nguyên tử ở trạng thái cơ bản cho các nguyên tố, cần xác định chu kỳ và phân nhóm của từng nguyên tố Đối với nguyên tố thuộc chu kỳ 3, phân nhóm chính nhóm VII, cấu hình electron sẽ là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵ Nguyên tố thuộc chu kỳ 5, phân nhóm chính nhóm I có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹ Đối với nguyên tố thuộc chu kỳ 4, phân nhóm phụ nhóm VII, cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁵ Cuối cùng, nguyên tố thuộc chu kỳ 4, phân nhóm phụ nhóm II có cấu hình electron là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰.
Hãy cho biết số thứ tự của các nguyên tố đó
Trong bảng hệ thống tuần hoàn, để xác định các nguyên tố thuộc cùng một chu kỳ hoặc cùng một phân nhóm, ta cần xem xét vị trí của chúng Những nguyên tố nằm trong cùng một hàng ngang (chu kỳ) sẽ có số lớp electron giống nhau, trong khi những nguyên tố cùng một cột dọc (phân nhóm) sẽ có tính chất hóa học tương tự do có số electron hóa trị giống nhau Việc phân loại này giúp hiểu rõ hơn về tính chất và sự tương tác của các nguyên tố.
Câu 22: Đối với mỗi cặp nguyên tố sau đây:
(i) Li và K (ii) S và Se (iii) B và N (iv) S và Cl
Trong việc so sánh các nguyên tố, cần xác định: a) Nguyên tố có ái lực với electron mạnh hơn thường là nguyên tố phi kim, vì chúng có xu hướng thu hút electron để đạt cấu hình bền vững b) Nguyên tố có năng lượng ion hóa cao hơn thường là nguyên tố nằm ở phía bên phải của bảng tuần hoàn, do có điện tích hạt nhân lớn hơn và lực hút mạnh hơn đối với electron c) Nguyên tố có bán kính lớn hơn thường là nguyên tố nằm ở phía dưới cùng của nhóm trong bảng tuần hoàn, do có nhiều lớp electron hơn, dẫn đến kích thước nguyên tử lớn hơn.
Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1) của kali (K, Z = 19) thấp hơn so với canxi (Ca, Z = 20), tuy nhiên năng lượng ion hóa thứ hai (I2) của kali lại cao hơn canxi Sự khác biệt này có thể được giải thích bởi cấu trúc electron của hai nguyên tố Kali có một electron ở lớp ngoài cùng, dễ dàng bị loại bỏ, trong khi canxi có hai electron ở lớp ngoài cùng, tạo nên sự tương tác mạnh hơn với hạt nhân Khi loại bỏ electron đầu tiên, canxi trở nên ổn định hơn do có cấu hình electron gần giống khí hiếm, trong khi kali vẫn còn một electron ở lớp ngoài cùng, dẫn đến I2 của kali cao hơn.
Trong số các nguyên tố Na (Z = 11), Mg (Z = 12), P (Z = 15) và S (Z = 16), nguyên tố có năng lượng ion hóa nhỏ nhất là Na, trong khi nguyên tố có năng lượng ion hóa lớn nhất là S Lý do cho sự khác biệt này là do cấu trúc electron và vị trí của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, ảnh hưởng đến khả năng mất electron của chúng.
Câu 25: Một nguyên tố có 3 trị số năng lượng ion hóa đầu tiên (tính ra kJ/mol) là: 11800; 500;
Năng lượng ion hoá thứ nhất, thứ hai và thứ ba của nguyên tố cần được xác định Trong ba nguyên tố là Zn, Li và Cl, nguyên tố được đề cập cần được chỉ ra cùng với lý do cụ thể cho sự lựa chọn đó.
Câu 26: Cấu hình electron của một số nguyên tố (ở trạng thái cơ bản) được cho như sau:
(iv) [Kr] 5s 2 4d 2 (v) [Kr]5s 2 4d 10 5p 4 (vi) [Ar] 4s 2 3d 10
Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn có vị trí cụ thể, cho thấy tính chất hóa học và khả năng nhường hay nhận electron của chúng Để xác định khuynh hướng nhường hoặc nhận electron, ta cần phân biệt giữa kim loại và phi kim loại Cuối cùng, cấu hình electron của các ion đơn giản được hình thành từ các nguyên tử của những nguyên tố này cũng cần được trình bày rõ ràng.
Câu 27: Trong mỗi nhóm, sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần năng lượng ion hóa thứ nhất: a) Na, Mg, Al b) C, N, O c) B, N, P
Câu 28: Trong mỗi nhóm, sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần ái lực electron thứ nhất: a) F, Cl, Br, I b) Si, P, Cl c) K, Na, Li d) S, Cl, Se
Câu 29: Sắp các ion trong mỗi dãy sau theo trật tự bán kính tăng dần: a) Cu, Cu + , Cu 2+ b) Mg 2+ , Al 3+ , F - , Na + c) S 2- , Se 2- , O 2- d) Mg 2+ , Be 2+ , Ca 2+ , Ba 2+
Câu 30: So sánh kích thước của các nguyên tử và ion sau: a) Mg 2+ và Na + b) Na + và Ne c) K + và Cu + d) Ca 2+ , Sc 3+ , Ga 3+ , Cl e) B 3+ , Al 3+ , Ga 3+
Nguyên tử X có cấu hình electron là [Ar] 3d^5 4s^2, tương ứng với ion X 3+ có cấu hình electron [Ar] 3d^3 Nguyên tố X thuộc chu kỳ 4 và phân nhóm d X là một kim loại.
LIÊN KẾT HÓA HỌC
Phân loại liên kết hóa học, các lý thuyết về liên kết hóa học
Khái niệm năng lượng liên kết, năng lương mạng tinh thể, độ dài liên kết, góc liên kết
Liên kết ion được hình thành khi các ion mang điện tích trái dấu tương tác với nhau, theo thuyết Lewis Chu trình Born-Haber được sử dụng để xác định năng lượng mạng tinh thể của các hợp chất ion, cho phép so sánh năng lượng liên kết giữa chúng.
Liên kết cộng hóa trị (CHT) được giải thích qua thuyết Lewis, trong đó công thức Lewis cho các hợp chất CHT giúp thể hiện cách các electron được chia sẻ giữa các nguyên tử Hình dạng phân tử CHT được mô tả thông qua thuyết VSEPR, cho thấy sự sắp xếp không gian của các cặp electron Thuyết liên kết hóa trị (VB) bổ sung cho việc hiểu biết về sự hình thành các liên kết trong phân tử CHT, nhấn mạnh khái niệm tạp chủng orbital Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của liên kết CHT bao gồm độ dài liên kết, điện tích và sự tương tác giữa các nguyên tử trong phân tử.
Thuyết vân đạo phân tử (MO) cung cấp những luận điểm chính về cách thức hình thành các orbital phân tử từ các orbital nguyên tử Việc xây dựng giản đồ năng lượng cho các MO của phân tử hai nguyên tử giúp hiểu rõ hơn về cấu trúc và tính chất của chúng Thuyết MO cũng được áp dụng để giải thích độ bền liên kết và tính từ tính của các phân tử hợp chất hữu cơ, cũng như các liên kết trong kim loại, từ đó làm rõ vai trò của các orbital trong việc xác định tính chất vật lý và hóa học của các chất.
Câu 1: Giữa các nguyên tử có thể hình thành các loại liên kết nào? Hãy cho biết đặc tính của các loại liên kết đó
Liên kết cộng hóa trị là loại liên kết hình thành khi hai nguyên tử chia sẻ cặp electron, trong khi liên kết cộng hóa trị phân cực xảy ra khi cặp electron này không được chia sẻ đều, dẫn đến sự phân bố điện tích không đồng đều Sự khác biệt giữa liên kết cộng hóa trị phân cực và liên kết ion là ở chỗ, liên kết ion được hình thành khi một nguyên tử hoàn toàn chuyển electron cho nguyên tử khác, tạo ra ion dương và ion âm, trong khi liên kết cộng hóa trị phân cực chỉ tạo ra sự khác biệt về điện tích mà không có sự chuyển giao hoàn toàn electron.
Câu 3: Hãy cho biết liên kết trong các chất sau đây thuộc loại liên kết nào? Giải thích a) NaF b) Cl2 c) CO2 d) SO2 e) HF g) Be h) Si i) C j) Cu k) Fe
Khi so sánh năng lượng mạng tinh thể của các hợp chất ion, ta cần xem xét các yếu tố như kích thước ion và điện tích Trong nhóm hợp chất NaF, NaCl, NaBr, NaI, năng lượng mạng tinh thể giảm dần từ NaF đến NaI do kích thước ion halogen tăng lên, làm giảm lực hút giữa các ion Tương tự, trong nhóm MgO, NaF, KCl, năng lượng mạng tinh thể của MgO cao nhất do ion Mg²⁺ có điện tích lớn hơn, tạo ra lực hút mạnh hơn với ion O²⁻.
Hóa trị là khái niệm chỉ khả năng liên kết của nguyên tố với các nguyên tố khác trong hợp chất Điện hóa trị liên quan đến khả năng nhận hoặc cho electron, trong khi cộng hóa trị là sự chia sẻ electron giữa các nguyên tử Số oxi hóa thể hiện trạng thái oxy hóa của nguyên tố trong hợp chất Số oxi hóa của các nguyên tố không luôn trùng với hóa trị của chúng, vì hóa trị phụ thuộc vào cách thức liên kết trong hợp chất, trong khi số oxi hóa phản ánh mức độ mất hoặc nhận electron.
Câu 6: Hãy cho biết cấu hình electron và vị trí trong bảng hệ thống tuần hoàn của nguyên tử N và
P Xét xem các nguyên tố đó có thể có hóa trị mấy? Số oxi hóa mấy?
Câu 7: Viết công thức Lewis của các phân tử sau:
CF4; NF3; OF2; BF3; BeH2; TeF4; AsF5; KrF2; KrF4; SeF6; XeOF4; XeOF2; XeO4
Công thức Lewis cho các phân tử và ion CO, CO3 2-, H2CO3 và HCO3 - cho thấy cấu trúc điện tử và sự phân bố electron trong các liên kết Độ dài nối của liên kết C-O có sự khác biệt giữa các hợp chất và ion này Trong CO, liên kết C-O là liên kết đôi, trong khi trong CO3 2-, H2CO3 và HCO3 - có sự hiện diện của liên kết đơn và liên kết đôi xen kẽ, dẫn đến độ dài nối C-O khác nhau So sánh các cấu trúc Lewis giúp hiểu rõ hơn về tính chất hóa học và cấu trúc của các phân tử và ion này.
Câu 9: Sắp xếp các phân từ dạng AFn sau theo thứ tự tăng dần của giá trị góc liên kết F–A–F: BF3, BeF2, CF4, NF3, OF2
Độ âm điện là khả năng của nguyên tử trong phân tử thu hút electron trong liên kết hóa học Khái niệm này rất quan trọng để đánh giá bản chất của liên kết hóa học, vì nó ảnh hưởng đến tính chất hóa học và vật lý của các hợp chất Việc gán cho mỗi nguyên tố một giá trị độ âm điện không đổi là không hợp lý, bởi vì độ âm điện có thể thay đổi tùy thuộc vào môi trường xung quanh và trạng thái của nguyên tử trong phân tử.
Dựa vào vị trí của các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn, chúng ta có thể sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần của độ âm điện như sau: nhóm a) Mg, Si, Cl sẽ được sắp xếp thành Mg < Si < Cl, và nhóm b) P, As, Sb sẽ được sắp xếp thành P < As < Sb.
Dựa vào khái niệm độ âm điện, chúng ta có thể sắp xếp các nguyên tử và ion theo trật tự độ âm điện tăng dần như sau: a) O 2- < O - < O b) Na + < Mg 2+ < Al 3+.
Dựa vào qui luật biến thiên độ âm điện trong bảng hệ thống tuần hoàn, các liên kết có thể được sắp xếp theo trật tự tăng dần độ phân cực như sau: a) F–F < Ge–F < Si–F < C–F; b) Cl–Cl < P–Cl < S–Cl < As–Cl; c) F–F < Al–Br < Al–Cl < Al–F.
Theo thuyết liên kết hóa trị (VB), để các nguyên tử tạo liên kết cộng hóa trị, cần có sự chồng chéo giữa các orbital hóa trị Các orbital có thể là orbital s, p, d và f Liên kết σ là liên kết hình thành từ sự chồng chéo trực tiếp của các orbital, trong khi liên kết π được tạo ra từ sự chồng chéo bên Liên kết đơn là liên kết chỉ có một cặp electron chia sẻ, trong khi liên kết bội bao gồm nhiều cặp electron chia sẻ, như liên kết đôi hoặc ba.
Câu 15: Năng lượng liên kết cộng hóa trị là gì? Ý nghĩa của nó? Độ bền của liên kết cộng hóa trị phụ thuộc vào các yếu tố nào?
Câu 16: Năng lượng của một số liên kết cộng hóa trị có giá trị như sau:
Liên kết Eliên kết (kJ/mol) Liên kết Eliên kết (kJ/mol)
So sánh độ bền liên kết và giải thích nguyên nhân thay đổi dựa trên thuyết VB
Năng lượng phân ly D của phân tử F2 là 159 kJ/mol và của Cl2 là 243 kJ/mol, cho thấy rằng liên kết Cl–Cl mạnh hơn liên kết F–F Độ dài liên kết F–F là 1,41 Å, trong khi độ dài liên kết Cl–Cl là 1,99 Å, cho thấy rằng liên kết F–F ngắn hơn nhưng yếu hơn Sự khác biệt này có thể được giải thích qua lý thuyết liên kết hóa trị (VB), trong đó liên kết cộng hóa trị giữa các nguyên tử F tạo ra lực đẩy giữa các cặp electron gần nhau, làm giảm độ bền của liên kết.
Câu 18: Dùng thuyết liên kết hóa trị giải thích sự tạo thành các phân tử sau: N2, F2, Cl2
Câu 19: Sự lai hóa là gì? Hãy cho ví dụ
Câu 20: Dự đoán trạng thái lai hóa (trạng thái tạp chủng) của nguyên tử trung tâm, xác định hình dạng phân tử của các phân tử ở Câu 5:
Câu 21: Dự đoán trạng thái tạp chủng của nguyên tử lưu huỳnh trong các phân tử và ion sau: SO2;
SO3; SO4 2-; S2O3 2- (có mạch S–S–O); S2O8 2- (có mạch O–S–O–O–S–O); SF4; SF6; SF2; F3S–SF
Câu 22: a) Hãy viết công thức cấu tạo của các phân tử: C2H6, C2H4, C2H2 b) Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử C trong các phân tử trên
Câu 23: a) Công thức cấu tạo của các phân tử CO2 là O=C=O, SiF4 là F-Si-F (các liên kết đều), và SF6 là F-S-F (các liên kết đều) b) Nguyên tử trung tâm trong CO2 có trạng thái lai hóa sp, hình dạng phân tử là thẳng Nguyên tử trung tâm trong SiF4 có trạng thái lai hóa sp3, hình dạng phân tử là tứ diện Nguyên tử trung tâm trong SF6 có trạng thái lai hóa sp3d2, hình dạng phân tử là hình bát diện.
Công thức cấu tạo và trạng thái lai hóa của các phân tử và ion như sau: O2 có trạng thái lai hóa sp; O3 có cấu trúc không gian dạng hình gấp khúc với trạng thái lai hóa sp2; H2O có trạng thái lai hóa sp3; H2O2 cũng có trạng thái lai hóa sp3; CO2 có trạng thái lai hóa sp; SO2 có trạng thái lai hóa sp2; BF3 có trạng thái lai hóa sp2; BF4- có trạng thái lai hóa sp3; PO4^3- có trạng thái lai hóa sp3; SO4^2- có trạng thái lai hóa sp3; ClO- có trạng thái lai hóa sp2; ClO2- có trạng thái lai hóa sp3; ClO3- có trạng thái lai hóa sp2; ClO4- có trạng thái lai hóa sp3.
CÁC TRẠNG THÁI TẬP HỢP CỦA VẬT CHẤT
Các trạng thái của vật chất bao gồm khí, lỏng và rắn, mỗi trạng thái có những đặc điểm khác nhau Chất rắn có cấu trúc vững chắc và không thay đổi hình dạng, chất lỏng có thể chảy và chiếm không gian của bình chứa, trong khi chất khí không có hình dạng cố định và nén lại dễ dàng Sự khác biệt về nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của các chất phụ thuộc vào lực tương tác giữa các phân tử; các chất có lực liên kết mạnh thường có nhiệt độ nóng chảy và sôi cao hơn, trong khi các chất có lực liên kết yếu có nhiệt độ nóng chảy và sôi thấp hơn.
Một bình Ar có thể tích 35,8 lít được kết nối với một bình trống có thể tích 1875 lít Khi nhiệt độ được duy trì ổn định, áp suất khí đạt 721 mmHg khi ở trạng thái cân bằng Cần tính toán áp suất ban đầu của bình khí theo đơn vị atm.
Câu 3: 4,25 lít khí ở 25,6 o C có áp suất đo được là 748 mmHg Lượng khí đó ở 26,8 o C, 742 mmHg sẽ chiếm thể tích bao nhiêu?
Một bình chứa 10 g chất khí có thể tích 5,25 lít ở nhiệt độ 25°C và áp suất 762 mmHg Sau đó, thêm 2,5 g cùng chất khí vào bình và tăng nhiệt độ lên 62°C Cần tính toán áp suất khí trong bình sau khi thay đổi khối lượng và nhiệt độ.
Câu 5: 35,8 g khí O2 được chứa trong bình có thể tích 12,8 lít ở 46 o C Tính áp suất khí trong bình?
Để xác định công thức phân tử của khí CFC có khối lượng 2,65 g, thể tích 428 ml, áp suất 742 mmHg và nhiệt độ 24,3 °C, ta cần phân tích phần trăm khối lượng các nguyên tố trong CFC, bao gồm 15,5% carbon (C), 23,0% clo (Cl) và 61,5% fluor (F) Sử dụng các thông số này, chúng ta có thể tính toán và xác định công thức phân tử chính xác của khí CFC.
Câu 7: Trong các khí sau, khí nào có khối lượng riêng lớn nhất ở điều kiện tiêu chuẩn: Cl2, SO2,
Câu 8: Một bình khí chứa N2 với khối lượng riêng của chất khí là 1,8 g/l ở 32 o C Tính áp suất khí theo mmHg?
Câu 9: Khối lượng riêng của hơi phosphor ở 310 o C, 775 mmHg là 2.64 g/l Xác định công thức phân tử của P ở điều kiện trên?
Để tính toán lượng khí Ne cần thêm vào bình khí có thể tích 53,7 lít chứa N2 ở áp suất 28,2 atm và nhiệt độ 26°C, nhằm tăng áp suất khí trong bình lên 75,0 atm, ta cần áp dụng định luật khí lý tưởng Cụ thể, áp suất ban đầu và nhiệt độ của N2 sẽ được sử dụng để tính số mol của khí này, sau đó tính toán số mol khí Ne cần thiết để đạt áp suất mục tiêu Kết quả cuối cùng sẽ cho biết lượng gam khí Ne cần thêm vào bình để đạt được áp suất 75,0 atm.
Để đạt được áp suất khí trong bình 2 atm, có một bình có thể tích 2,24 lít ở 0 o C chứa 1,6 g oxy Các lựa chọn bao gồm: a) Thêm 1,6 g O2, b) Lấy ra bớt 0,8 g O2, c) Thêm 2,0 g He, và d) Thêm 0,6 g He.
Câu 12: Nếu 0,00484 mol N2O khuếch tán ra khỏi miệng bình trong 100 phút Hỏi bao nhiêu gam
NO2 sẽ khuếch tán ra khỏi miệng bình trên trong cùng thời gian?
Câu 13: Tính tỉ lệ của vận tốc khuếch tán của N2 đối với O2, của 14 CO2 đối với 12 CO2?
Câu 14: Biết áp suất hơi của nước lỏng ở 25 o C là 0,031atm và nhiệt hóa hơi là 44 kJ/mol Tính áp suất hơi của nước lỏng ở 35 o C (Dùng phương trình Clausius – Clapeyron)?
Câu 15: Nhiệt độ sôi của các chất N2, O2, Cl2, ClNO, CCl4 lần lượt là 77,3; 90,19; 239,1; 266,7; 349,9 K Giải thích sự thay đổi nhiệt độ sôi của các chất trên
Một bình thủy tinh có thể tích 132,10 ml và trọng lượng 56,1035 g trong trạng thái chân không Khi bơm khí hydrocarbon vào bình với áp suất 749,3 mmHg và nhiệt độ 20 oC, trọng lượng của bình tăng lên 56,2445 g Từ đó, cần xác định khối lượng mol của hydrocarbon.
Câu 17: Áp suất hơi của methyl alcohol (CH3OH) là 40 mmHg ở 5 o C, nhiệt hóa hơi của nó là 38,0 kJ/mol Hỏi methyl alcohol sôi ở nhiệt độ nào?
Câu 18: Thế nào là trạng thái tinh thể? Trạng thái vô định hình? Nêu các tính chất vật lý khác nhau giữa hai loại này
Câu 19: Đồng kim loại có cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm diện (ccp) Bán kính nguyên tử
Để tính kích thước ô mạng cơ sở của mạng tinh thể đồng (Cu) với cấu trúc 128 pm, trước tiên cần xác định số nguyên tử Cu trong mỗi ô mạng cơ sở Sau đó, sử dụng thông tin này để tính khối lượng riêng của đồng.
Câu 20: Tungsten kim loại kết tinh trong mạng lập phương tâm thể với bán kính nguyên tử là 139 pm Tính khối lượng riêng của tungsten? Cho biết M = 183,85 g/mol
Bạc Clorua (AgCl) có cấu trúc tinh thể lập phương tâm mặt với ô mạng cơ sở có cạnh dài 5,549 Å Để xác định tỉ khối của AgCl, chúng ta cần biết khối lượng mol của bạc (MAg = 107,86 g/mol) và clor (MCl = 35,45 g/mol) Tỉ khối của AgCl sẽ được tính dựa trên các thông số này.
Hình 1: Cấu trúc của AgCl
Giản đồ pha của CO2 cho thấy rằng ở điều kiện 31 oC và 6 atm, CO2 tồn tại ở thể lỏng Khi giảm dần nhiệt độ từ 31 oC xuống -60 oC dưới áp suất 6 atm, CO2 sẽ trải qua quá trình chuyển pha từ thể lỏng sang thể rắn mà không có giai đoạn khí Điều này xảy ra do áp suất cao giữ cho CO2 không thể thăng hoa ở nhiệt độ thấp Băng khô (CO2 rắn) không nóng chảy mà chỉ thăng hoa ở điều kiện nhiệt độ và áp suất thường, vì ở áp suất này, CO2 rắn không có trạng thái lỏng mà chuyển thẳng thành khí.
Hình 2: Giản đồ pha của CO 2
Câu 23: Giữa các phân tử HF và phân tử nước có thể tạo thành các liên kết hydrogen theo kiểu nào? Vẽ hình biểu diễn các liên kết đó
Câu 24: So sánh nhiệt độ nóng chảy của CaO và KI, biết rằng hai chất có cùng kiểu mạng tinh thể Giải thích:
Câu 25: Xếp các chất sau theo chiều nhiệt độ nóng chảy tăng dần vào giải thích: H2O, SO2, SiO2,
Câu 26: Sắp xếp các chất trong mỗi dãy sau theo trật tự nhiệt độ sôi tăng dần và giải thích: a) C5H12, C4H9OH, C5H11OH b) F2, Cl2, Br2, I2 c) HF, HCl, HBr, HI
Nhiệt độ sôi và phân tử lượng của các chất có mối liên hệ chặt chẽ, tuy nhiên, phân tử lượng của (B) và (C) nhỏ hơn (A) và (D) nhưng chúng lại có nhiệt độ sôi cao hơn Điều này có thể được giải thích bởi sự hiện diện của liên kết hydro hoặc tương tác phân tử mạnh mẽ hơn trong (B) và (C) Ngoài ra, nhiệt độ sôi của (C) cao hơn (B) có thể do cấu trúc phân tử hoặc số lượng liên kết hydro nhiều hơn trong (C), dẫn đến khả năng giữ lại năng lượng nhiệt tốt hơn.
Câu 28: Chất khí nào dễ hóa lỏng nhất trong các khí sau: CH4, CO2, F2, NH3? Tại sao?
Câu 29: Chất nào trong các dãy sau tan nhiều trong nước nhất? Tại sao? a) C2H6, C2H2, C2H5Cl, NH3, H2S b) CH3Cl, CH3OH, CH3OCH3
Câu 30: Các hợp chất liên kết cộng hóa trị có cấu trúc mạng tinh thể và nhiệt độ nóng chảy thế nào?
So sánh cấu trúc tinh thể và nhiệt độ nóng chảy của CO2 và SiO2? Giải thích?
DUNG DỊCH
Để tính toán nồng độ của ethanol trong dung dịch ethanol-nước, chúng ta hòa tan 10,00 ml ethanol (CH3CH2OH) với khối lượng riêng 0,789 g/ml trong nước để tạo ra 100 ml dung dịch có khối lượng riêng 0,982 g/ml Đầu tiên, cần xác định khối lượng ethanol là 7,89 g Sau đó, tính khối lượng nước bằng cách lấy tổng khối lượng dung dịch trừ đi khối lượng ethanol, cho kết quả khoảng 92,11 g nước Từ đó, có thể tính được tỷ lệ % thể tích của ethanol, nồng độ % theo khối lượng, phân mol, nồng độ mol và nồng độ molan Các giả định cần thiết bao gồm việc coi ethanol và nước không tương tác hóa học và dung dịch được pha trộn hoàn toàn.
Trong bài toán này, 11,3 ml methanol lỏng được hòa tan trong nước để tạo ra 75,0 ml dung dịch có khối lượng riêng 0,980 g/ml Để tính phân mol, nồng độ mol và nồng độ molan của dung dịch, cần xác định khối lượng dung dịch bằng công thức khối lượng = thể tích x khối lượng riêng Sau đó, tính số mol của methanol và nồng độ mol bằng cách chia số mol cho thể tích dung dịch tính bằng lít Cuối cùng, nồng độ molan có thể được tính bằng cách chia số mol của methanol cho khối lượng nước trong dung dịch Lưu ý rằng các giả định cần thiết bao gồm việc coi dung dịch là đồng nhất và không có sự thay đổi thể tích khi hòa tan.
Trong các trường hợp sau, dung dịch lý tưởng được tạo ra khi CH3CH2OH (etanol) hòa tan trong nước, do tính tương đồng về khả năng phân cực Trường hợp gần lý tưởng là sự hòa trộn của hexane và octane, vì cả hai đều là hydrocacbon không phân cực và tương thích với nhau Ngược lại, sự kết hợp của octanol và nước không tạo ra dung dịch lý tưởng, do octanol có tính chất phân cực nhưng không hoàn toàn hòa tan trong nước, dẫn đến việc hình thành hai pha riêng biệt.
Câu 4: Tinh thể I2 rắn tan trong dung môi nào: nước hay CCl4 Giải thích
Một dung dịch được tạo ra bằng cách hòa tan 95 g NH4Cl trong 200 g H2O ở nhiệt độ 60 o C Khi hạ nhiệt độ xuống 20 o C, cần tính lượng muối NH4Cl kết tinh Độ tan của NH4Cl trong nước ở 20 o C là 38 g/100 g H2O và ở 60 o C là 56 g/100 g H2O Để tăng hiệu suất kết tinh của NH4Cl, có thể thực hiện các biện pháp như giảm nhiệt độ nhanh chóng hoặc sử dụng phương pháp khuấy trộn để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình kết tinh.
Câu 6: Ở 0 o C và áp suất riêng phần của oxy là 1 atm, độ tan của O2 trong nước là 2,18 10 -3 mol
O2/lít nước Tính nồng độ mol của O2 trong dung dịch nước bão hòa khí O2 ở điều kiện áp suất khí quyển bình thường (
Độ tan của N2 trong máu ở nhiệt độ 37 oC và áp suất 1 atm là 6,2 × 10^-4 M Khi một thợ lặn hít không khí (với phân mol N2 = 0,78) ở độ sâu với áp suất 2,5 atm, nồng độ N2 trong máu cần được tính toán dựa trên áp suất và độ tan của khí.
Áp suất hơi của benzene và toluene ở 25 o C lần lượt là 95,1 mmHg và 28,4 mmHg Khi pha một dung dịch với phân mol của benzene là 0,4, ta cần tính áp suất riêng phần của benzene và toluene, cũng như áp suất hơi tổng cộng của dung dịch.
Câu 9: Tính áp suất thẩm thấu của dung dịch sucrose (C12H22O11) có nồng độ 0,001 M ở 25 o C?
Câu 10: Biết 50 ml dung dịch huyết thanh chứa 1,08 g albumin Dung dịch này có áp suất thẩm thấu là 5,85 mmHg ở 298K Tính khối lượng mol của albumin?
Câu 11: Tính áp suất thẩm thấu của dung dịch MgCl2 có nồng độ 0,053 M ở 25 o C?
Để xác định khối lượng phân tử của hợp chất cộng hóa trị, ta hòa tan 1,20 g hợp chất vào 50 g benzen Nhiệt độ đông đặc của dung dịch thu được là 4,92 °C, trong khi nhiệt độ đông đặc của benzen là 5,48 °C với hệ số điều chỉnh kđ là 5,12 °C/m Từ các dữ liệu này, có thể tính toán khối lượng phân tử của hợp chất.
Nicotine, một hợp chất chiết xuất từ lá cây thuốc lá, là chất lỏng hòa tan hoàn toàn trong nước dưới 60 oC Để tính nồng độ molan của dung dịch nicotine, biết rằng dung dịch đông đặc ở -0,450 oC và hằng số nghiệm đông của nước là 1,86 oC.m-1, ta áp dụng công thức tính nồng độ molan Nếu dung dịch được tạo ra bằng cách hòa tan 1,921 g nicotine vào 48,92 g nước, ta có thể tính khối lượng mol của nicotine từ các dữ liệu này.
Câu 14: Tính nhiệt độ đông đặc của dung dịch MgCl2 với nồng độ molan là 0,00145 m? Biết hằng số nghiệm đông của nước là 1,86 o C.m -1
Dung dịch NH3 trong nước và dung dịch acid acetic (HC2H3O2) đều là những dung dịch dẫn điện yếu Khi kết hợp hai dung dịch này, ta thu được một dung dịch có độ dẫn điện cao hơn Điều này xảy ra do sự tương tác giữa NH3 và HC2H3O2, tạo ra các ion tự do, từ đó làm tăng khả năng dẫn điện của dung dịch.
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ – CẤU HÌNH ELECTRON – BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HOÀN
Trong mỗi câu sau, chọn một câu trả lời thích hợp nhất
Câu 1: Sau đây là một số tính chất của các đồng vị của cùng một nguyên tố:
(i) có cùng bậc số nguyên tử Z và số khối lượng A khác nhau
(ii) khác nhau duy nhất giữa các đồng vị là số neutron chứa trong nhân nguyên tử
Nguyên tử lượng của một nguyên tố được xác định là trung bình cộng của các khối lượng của các đồng vị, dựa trên tỷ lệ xuất hiện của các đồng vị này trong tự nhiên.
Trong số các đồng vị, chỉ có đồng vị có nhiều nhất không phải là đồng vị phóng xạ, trong khi các đồng vị khác đều là đồng vị phóng xạ Do đó, câu (i) là đúng, nhưng các câu (ii) và (iii) không hoàn toàn chính xác Kết luận, chỉ có (i) và (iv) là đúng.
Câu 2: Bất cứ nguyên tử nào cũng chứa proton, neutron, và electron, trừ: a nguyên tử He b các nguyên tử phóng xạ c nguyên tử Li d đồng vị nhiều nhất của H
Câu 3: Chlor gồm 2 đồng vị 35 Cl chiếm 75% và 37 Cl chiếm 25% Khối lượng nguyên tử trung bình của Cl là a 34,5 b 35,5 c 36,0 d 72,0
Câu 4: Cho các nguyên tử: 23 11 X, 24 11 Y, 24 12 Z, 25 12 T Các cặp nguyên tử có cùng tên gọi hóa học là: a cặp X, Y và cặp Z, T b chỉ có cặp X, Y c cặp Y, Z d chỉ có cặp Z, T
Câu 5: Phần lớn khối lượng của nguyên tử 1 1 Hlà: a Khối lượng của proton và neutron b Khối lượng của electron c Khối lượng của neutron và electron d Khối lượng của proton
Câu 6: Nhôm có bậc số nguyên tử là 13 và số khối 27, nghĩa là nguyên tử của nó có: a 13 neutron b 14 proton c 14 electron d 14 neutron
Câu 7: Tính số sóng = 1/khi electron của nguyên tử H từ lớp n = 10 rơi xuống lớp n = 5? Biết hằng số Rydberg RH = 1,09710 7 m -1 a 1,310 5 cm -1 b 3,310 7 cm -1 c 3,310 5 cm -1 d 3,310 3 cm -1
Câu 8: Độ dài sóng của photon phát xạ khi electron từ quĩ đạo Bohr n = 5 sang quĩ đạo n = 2 có giá trị là: a 410 nm b 434 nm c 486 nm d 565 nm
Biết độ dài sóng (m) có thể tính theo công thức:
Khi một electron chuyển từ quĩ đạo Bohr có mức năng lượng n = 6 xuống quĩ đạo n = 4, năng lượng và độ dài bước sóng của bức xạ phát ra được tính toán là 7,566×10⁻²⁰ J và 2,626×10⁻⁶ m Các lựa chọn khác như -7,566×10⁻²⁰ J, -2,626×10⁻⁶ m hay 7,566×10⁻²⁰ J với -2,626×10⁻⁶ cm không đúng.
Câu 10: Độ dài sóngcủa bức xạ do nguyên tử H phát ra tuân theo hệ thức:
Khi electron chuyển từ trạng thái đầu n = 3 xuống trạng thái cuối n = 1, bức xạ phát ra thuộc dãy Lyman Ngược lại, khi electron chuyển từ trạng thái n = 1 lên n = 3, bức xạ cũng thuộc dãy Lyman Nếu electron chuyển từ n = 3 xuống n = 1, bức xạ sẽ thuộc dãy Balmer, trong khi chuyển từ n = 1 lên n = 3 sẽ thuộc dãy Balmer.
Khi electron trong nguyên tử hydro ở trạng thái kích thích thứ hai với năng lượng E3 = -1,5 eV trở về trạng thái cơ bản E1 = -13,6 eV và trạng thái kích thích thứ nhất E2 = -3,4 eV, năng lượng của photon phát ra sẽ được tính toán Các giá trị năng lượng photon phát ra tương ứng sẽ là 12,1 eV từ E3 về E1, 10,2 eV từ E3 về E2, và 1,9 eV từ E2 về E1 Do đó, các lựa chọn cho năng lượng photon phát ra là: a 13,6 eV; 3,4 eV; 1,5 eV b -13,6 eV; -3,4 eV; -1,5 eV c 12,1 eV; 10,2 eV; 1,9 eV d -12,1 eV; -10,2 eV; -1,9 eV.
Các vạch trong dãy Lyman có độ dài sóng ngắn nhất so với dãy Balmer và Paschen vì lớp n = 1 có năng lượng thấp nhất, và sự sai biệt năng lượng giữa các lớp n > 1 với lớp 1 là lớn nhất Điều này cho thấy lớp n = 2 có năng lượng cao hơn lớp n = 1, trong khi sai biệt năng lượng giữa các lớp liên tiếp không bằng nhau.
Câu 13: Một nguyên tử trung hòa điện có bậc số nguyên tử Z = 33 và số khối A = 75 chứa:
(i) 75 neutron (ii) 42 electron (iii) 33 proton a (i), (ii), (iii) đều đúng b chỉ (i) đúng c chỉ (ii) đúng d chỉ (iii) đúng
Trong nguyên tử Bohr, phát biểu SAI là: a Electron quay quanh nhân trên quĩ đạo hình ellipse Các phát biểu đúng bao gồm: b Trên mỗi quĩ đạo Bohr, electron có năng lượng xác định; c Electron chỉ phát xạ hoặc hấp thu năng lượng khi di chuyển từ quĩ đạo này sang quĩ đạo khác; và d Tần số của bức xạ phát ra hoặc hấp thu khi electron di chuyển giữa 2 quĩ đạo có chênh lệch năng lượng E là: = E / h.
Số lượng tử chính và phụ xác định hình dạng, định hướng của vân đạo, cũng như khoảng cách trung bình giữa electron và nhân nguyên tử Cụ thể, số lượng tử chính quyết định hình dạng vân đạo, trong khi số lượng tử phụ xác định sự định hướng của vân đạo.
Câu 16: Vân đạo 5d có số lượng tử chính n, số lượng tử phụ l, và số electron tối đa trên nó là: a 5, 3, 10 b 5, 2, 6 c 5, 4, 10 d 5, 2, 10
Orbital 1s của nguyên tử hydro có dạng cầu, điều này có nghĩa là xác suất tìm thấy electron 1s là đồng nhất ở mọi hướng trong không gian Khoảng cách giữa electron 1s và nhân nguyên tử là một hằng số, tuy nhiên, electron 1s không chỉ di chuyển trong hình cầu mà còn có thể xuất hiện ở bất kỳ vị trí nào trong vùng không gian đó.
Câu 18: Trong các orbital sau, orbital nào định hướng theo các đường phân giác của 2 trục x, y: a dx2-y2 b dxy c px d py
Trong các câu hỏi dưới đây, sử dụng qui ước sau: electron điền vào các orbital nguyên tử theo thứ tự m l từ +l -l, và m s từ +1/2 -1/2
Câu 19: Trong bộ 3 số lượng tử sau, bộ hợp lý là:
(i) (3, 2, -2) (ii) (3, 3, 1) (iii) (3, 0, -1) (iv) (3, 0, 0) a chỉ có (i) b (i) và (iv) c (iii) và (iv) d chỉ có (ii)
Câu 20: Một electron của nguyên tử Fe (Z = 26) có 1 trong 4 số lượng tử là -2 Electron đó phải thuộc phân lớp: a 3d b 4s c 4d d 3p
Câu 21: Một electron hóa trị nào đó của nguyên tử O (Z = 8) ở trạng thái cơ bản có thể có bộ 4 số lượng tử như sau: a (1, 0, 0, +1/2) b (2, 2, 0, -1/2) c (2, 1, -1, +1/2) d (3, 0, 0, +1/2)
Câu 22: Một electron trong nguyên tử X có bộ 4 số lượng tử như sau (2,1, 0, +1/2) Vậy trong X không thể có một electron khác có 4 số lượng tử là: a (2, 0, 0, +1/2) b (2, 1, 0, +1/2) c (2, 1, 0, -1/2) d (2, 0, 0, -1/2)
Câu 23: Electron cuối cùng của nguyên tử K có bộ 4 số lượng tử là: a (3, 0, 0, +1/2) b (4, 0, 0, -1/2) c (4, 0, 0, +1/2) d (4, 1, 0, +1/2)
Câu 24: Electron cuối của một nguyên tử có 4 số lượng tử là (4, 2, +1, -1/2) Vậy nguyên tử đó thuộc nguyên tố: a Zr (Z = 40) b Mo (Z = 42) c Ag (Z = 47) d Rh (Z = 45)
Trong câu 25, các phát biểu sau đều đúng, ngoại trừ: a Số lượng tử chính n có thể nhận bất kỳ giá trị nguyên dương nào với n ≥ 1 b Số lượng tử phụ không thể có giá trị bằng số lượng tử chính c Lực hút giữa nhân nguyên tử và electron lớp ngoài cùng giảm dần khi n tăng d Electron của H+ có 4 số lượng tử là (1, 0, 0, +1/2).
Câu 26: Một nguyên tử O khi bị kích thích có thể có cấu hình electron nào trong số sau: a 1s 2 2s 2 2p 4 b 1s 2 2s 2 2p 3 2d 1 c 1s 2 2s 2 2p 5 d 1s 2 2s 2 2p 3 3s 1
Câu 27: Sự phân bố electron của nguyên tử C trong các orbital như sau:
1s 2 () 2s 2 () 2px 1() 2py 1() tuân theo: a Nguyên lý bất định Heisenberg b Kiểu nguyên tử Bohr c Qui tắc Hund d Nguyên lý ngoại trừ Pauli
Câu 28: Chọn cấu hình electron đúng cho nguyên tử trung hòa điện có Z = 24 a 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4 b 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 c 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 d 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 6
Câu 29: Si có Z = 14 Cấu hình electron của nguyên tử Si ở trạng thái cơ bản là: a 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 b 1s 2 2s 2 2p 8 3s 2 c 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 d 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 3
Câu 30: Trong các nguyên tử C, O, N, F, nguyên tử có 3 electron độc thân là: a C b N c O d F
Câu 31: Cho biết tên các vân đạo ứng với:
Nguyên tử sắt (Fe) có số hiệu nguyên tử Z = 26, với các lựa chọn về vân đạo hóa trị và số electron hóa trị như sau: a) Vân đạo hóa trị là 4s, số electron hóa trị là 2; b) Vân đạo hóa trị là 3d, số electron hóa trị là 6; c) Vân đạo hóa trị là 3d và 4s, số electron hóa trị là 3; d) Vân đạo hóa trị là 4s và 3d, số electron hóa trị là 8.
Câu 33: Nguyên tử Cu ở trạng thái cơ bản có số electron độc thân là: a 2 b 1 c 3 d 4
Câu 34: Cho 2 nguyên tử sau với điện tử áp chót có 4 số lượng tử là:
A (3, 1, -1, +1/2) B (2, 1, 1, +1/2) a A là S, B là C b A là O, B là N c A là F, B là Na d A là Si, B là Cl
Câu 35: Nguyên tố X thuộc chu kỳ 4, nhóm IV A (nhóm 14), cấu hình electron nguyên tử X ở trạng thái cơ bản là: a [Ar] 4s 2 3d 2 b [Ar] 4s 2 3d 4 c [Ar] 4s 2 3d 10 4p 2 d [Ar] 4s 2 3d 6
Câu 36: Nguyên tố X thuộc chu kỳ 4, nhóm V B (nhóm 5) có số eletron hóa trị là: a 5 b 15 c 2 d 3
Nguyên tố X có cấu hình electron [Ne] 3s² 3p⁴, thuộc chu kỳ 3 và nhóm VIA Do đó, X là một phi kim.
Câu 38: Nguyên tố Z = 38 được xếp loại là: a nguyên tố s b nguyên tố p c nguyên tố d d nguyên tố f
Trong cùng một phân nhóm chính, khi di chuyển từ trên xuống, bán kính nguyên tử sẽ tăng dần do số lớp electron tăng, mặc dù điện tích hạt nhân (Z) cũng tăng nhưng tác động của việc tăng số lớp electron mạnh hơn.
Câu 40: So sánh bán kính nguyên tử của các nguyên tố sau: S, Cl, K, Ca a K > Ca > S > Cl b S < Cl < K < Ca c S > Cl > K > Ca d Cl > S > Ca > K
Trong bảng tuần hoàn, cường độ dòng điện (I) có xu hướng tăng từ trái qua phải trong chu kỳ, với sự gia tăng xảy ra qua các cực đại địa phương Điều này có nghĩa là I không tăng đều mà có những biến động nhất định.
Năng lượng ion hóa của Be (Z = 4) và B (Z = 5) tăng đột ngột ở các giá trị I cụ thể Đối với Be, sự tăng này diễn ra giữa I2 và I3, trong khi đối với B, nó xảy ra giữa I3 và I4 Do đó, đáp án chính xác là a Be: giữa I2 và I3; B: giữa I3 và I4.
LIÊN KẾT HÓA HỌC – TRẠNG THÁI TẬP HỢP – DUNG DỊCH
Trong mỗi câu sau, chọn một câu trả lời thích hợp nhất
Trong bài viết này, có bốn phát biểu liên quan đến liên kết hóa học, trong đó phát biểu sai là: a Liên kết giữa một kim loại và phi kim luôn mang tính cộng hóa trị Các phát biểu còn lại đều đúng, bao gồm: b Liên kết giữa 2 phi kim là liên kết cộng hóa trị; c Liên kết cộng hóa trị càng kém bền khi sai biệt năng lượng giữa các vân đạo nguyên tử tham gia liên kết của 2 nguyên tử càng lớn; và d Liên kết ion và liên kết cộng hóa trị là các liên kết hóa học có độ bền cao.
Câu 62: Trong các hợp chất HF, SiH4, CaF2, KCl, hợp chất mang tính ion là: a HF, CaF2, KCl b HF, SiF4 c CaF2, KCl d Cả 4 chất trên
Câu 63: Trong các chất sau, chất có % ion trong liên kết nhỏ nhất là: a BaCl2 b KCl c MgO d CCl4
Câu 64: So sánh bán kính các ion S 2- , Cl - , K + , Ca 2+ : a 2 rS > rCl > rK > 2 rCa b 2 rS > rCl > 2 rCa > rK c 2 rS < rCl < rK < 2 rCa d 2 rS = rCl > rK = 2 rCa
Tốc độ thẩm thấu của các ion qua màng tế bào tỉ lệ nghịch với bán kính ion, điều này có nghĩa là ion có bán kính nhỏ hơn sẽ thẩm thấu nhanh hơn Do đó, ion K+ sẽ thẩm thấu qua màng tế bào nhanh hơn ion Na+ Ngoài ra, ion Cl- và Na+ có tốc độ thẩm thấu tương đương nhau, trong khi ion Na+ thẩm thấu nhanh hơn ion K+ Cuối cùng, ion Ca2+ thẩm thấu chậm hơn ion K+.
Câu 66: Trong các ion sau, ion nào thẩm thấu qua màng tế bào nhanh nhất? a Ca 2+ b Cl - c Ba 2+ d H +
Câu 67: Trong các chất H2, BaF2, NaCl, NH3, chất nào có % tính ion cao nhất và thấp nhất? a H2 và BaF2 b BaF2 và H2 c NaCl và H2 d BaF2 và NH3
Trong các hợp chất ion NaCl, KCl, RbCl và CsCl, hợp chất có năng lượng mạng tinh thể lớn nhất là NaCl, trong khi hợp chất có nhiệt độ nóng chảy thấp nhất là CsCl.
Dựa vào năng lượng mạng tinh thể, nếu giả sử năng lượng hydrat hóa không đáng kể, thứ tự độ tan trong nước của các chất được sắp xếp từ thấp đến cao như sau: BeO < MgO < KCl.
Dựa trên tính cộng hóa trị của liên kết trong các chất AgF, AgCl, AgBr, và AgI, thứ tự độ tan trong nước của các chất này được sắp xếp như sau: AgI < AgBr < AgCl < AgF.
Câu 71: Trong các chất Al2O3, CaO, KCl, CsCl, chất nào có năng lượng mạng tinh thể nhỏ nhất? a Al2O3 b CaO c KCl d CsCl
Câu 72: Năng lượng mạng tinh thể NaCl tính theo công thức sau là:
o = 8,854310 -12 C 2 m -1 s -1 e = 1,60210 -19 C A = 1,74756 a -183,3 kcal/mol b 183,3 kcal/mol c 185,3 kcal/mol d -185,3 kcal/mol
Câu 73 yêu cầu chọn phát biểu đúng trong các lựa chọn sau: a Tính cộng hóa trị của thủy ngân halogenur giảm dần từ HgCl2 đến HgI2; b Với cùng một kim loại, sulfur có tính ion cao hơn oxide; c Tính cộng hóa trị của liên kết ion tăng dần khi bán kính anion lớn hơn, bán kính cation nhỏ hơn và điện tích cation lớn hơn; d Với cùng một halogen, ion Ba 2+ tạo liên kết có tính cộng hóa trị cao hơn ion Al 3+.
LiI tan nhiều trong rượu nhưng ít tan trong nước, với nhiệt độ nóng chảy tương đối thấp, điều này trái ngược với NaCl Nguyên nhân là do LiI có nhiều tính cộng hóa trị hơn NaCl, đồng thời ion Li+ có bán kính nhỏ hơn Na+ trong khi ion I- có bán kính lớn hơn Cl- Hơn nữa, LiI có năng lượng mạng tinh thể cao hơn NaCl Do đó, cả hai lý do a và b đều đúng.
Câu 75: Công thức cấu tạo của ozone và trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm là: a b c d sp 3 sp 2 sp sp
Sự khác biệt về độ tan trong nước giữa SO2 và CO2 chủ yếu do tính chất phân cực của phân tử SO2 tan nhiều hơn CO2 vì SO2 là phân tử phân cực, trong khi CO2 lại không phân cực Mặc dù cả hai đều là hợp chất cộng hóa trị và do đó ít tan trong nước, nhưng SO2 có khối lượng phân tử lớn hơn CO2, dẫn đến độ tan thấp hơn Ngoài ra, năng lượng mạng tinh thể của SO2 cũng lớn hơn CO2, góp phần vào sự khác biệt này.
Câu 77: Chọn cấu hình hình học của các phân tử sau:
(i) CO2 (ii) PCl5 (iii) CCl4 (iv) BF3 a Thẳng hàng b Tam giác phẳng c Tứ diện d Lưỡng tháp tam giác
Câu 78: Kiểu orbital lai hóa nào có thể áp dụng cho nguyên tử trung tâm trong các chất sau:
(i) NH3 (ii) ICl3 (iii) XeF4 (iv) SF6 (v) NH4 + (vi) SCl4 a sp b sp 2 c sp 3 d sp 3 d e sp 3 d 2
Câu 79: Trong chu kỳ 2, N và O tồn tại ở trạng thái phân tử 2 nguyên tử N2 và O2, còn trong chu kỳ
3, trạng thái phân tử 2 nguyên tử P2 và S2 không bền vì:
P và S không thể tạo ra liên kết pi do có độ âm điện thấp hơn N và O Hơn nữa, kích thước nguyên tử lớn của P và S khiến cho liên kết pi giữa P–P và S–S trở nên không bền Ngoài ra, P và S có nhiều electron hơn so với N và O.
Câu 80: Có bao nhiêu liên kết và trong các phân tử sau?
Câu 81: Công thức cấu tạo thích hợp của CO2 là: a O=C=O b O=CO c O–C–O d C–O=O
Trong số các phân tử và ion như CCl4, NH4+, SO4²⁻, và NH3, chỉ có CCl4 và NH4+ có cấu trúc hình học tứ diện đều giống như CH4 NH3 có cấu trúc hình học khác, do đó không phù hợp SO4²⁻ cũng không có cấu trúc tứ diện đều Vì vậy, đáp án đúng là CCl4 và NH4+.
Trong số các hợp chất H2, HCl, NH3 và KCl, hợp chất chứa liên kết cộng hóa trị phân cực là HCl và NH3.
Lai hóa của nguyên tử phốt pho (P) trong phân tử POCl3 là sp³ với cấu trúc lập thể tứ diện không đều.
Trong trạng thái rắn, PCl5 bao gồm các ion PCl4+ và PCl6- Lai hóa của nguyên tử P trong các ion này là dsp2 cho PCl4+ và d2sp3 cho PCl6- Hình dạng của ion PCl4+ là tứ diện đều, trong khi ion PCl6- có hình dạng bát diện.
Trong phân tử CH3CHO, theo thuyết VB, liên kết sigma giữa C–C được hình thành nhờ sự xen phủ của các orbital lai hóa, cụ thể là sự kết hợp giữa sp² và sp.
Câu 87: Phân tử BrF3 có dạng: a Tam giác b Vuông c Tháp tam giác d chữ T
Trong số các chất BeCl2, AlCl3, PCl3 và NH3, BeCl2 và PCl3 là những chất có khả năng tham gia vào phản ứng dimer hóa hoặc polymer hóa Do đó, đáp án đúng cho câu hỏi này là a BeCl2 và PCl3.
Câu 89: Theo thuyết VB, chất nào trong 4 chất sau có liên kết được tạo nên do sự xen phủ các vân đạo sp và p? a AlF3 b BeCl2 c CH4 d NH3
Câu 90: Trong các chất sau, chất nào có moment lưỡng cực bằng không? a CH4 b H2O c HF d NH3
Câu 91: Trong các phân tử sau, phân tử nào không thể tồn tại? a OF2 b SF2 c OF4 d SF4
