Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử

 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn 
A. MỞ ĐẦU 
I. LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM 
 Chương “Cấu tạo nguyên tử” là chương lí thuyết chủ đạo, bản thân nó chứa 
đựng nhiều nội dung mới và khó với học sinh THPT, vì thế giúp học sinh biết, hiểu 
và vận dụng được nội dung của chương để giải quyết những vấn đề mà các em gặp 
phải trong quá trình học bộ môn Hoá Học là rất quan trọng. Xuất phát từ thực tế đó 
tôi xin đưa ra một vài ý kiến trong đề tài sáng kiến, kinh nghiệm: “Phương pháp 
giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử” (lớp 10 nâng cao) để quí thầy cô và các 
em học sinh tham khảo và góp ý kiến. 
II. LỊCH SỬ CỦA SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM 
 Từ thực tế giảng dạy và tiếp thu ý kiến của của các thầy, cô trong tổ bộ môn 
Hoá Học và các em học sinh lớp 10 (Học chương trình nâng cao) trường THPT Số 
1 Văn Bàn, tôi nhận thấy việc phân dạng bài tập lí thuyết và bài tập định lượng liên 
quan đến nội dung của chương có ý nghĩa vô cùng lớn. Không những giúp các em 
học sinh có điều kiện mở rộng và tìm hiểu sâu thêm về thế giới vi mô mà còn phát 
triển được óc tư duy logic, sáng tạo ... từ đó trang bị cho học sinh kĩ năng học tập, 
nghiên cứu được tập làm một nhà khoa học. Đối với giáo viên, quá trình lồng ghép 
nội dung, phương pháp giải bài tập sẽ tạo ra mối quan hệ hai chiều từ đó giúp giáo 
viên nắm được hiệu quả giáo dục về các mặt: Nhận thức, thái độ, quan điểm, xu 
hướng hành vi của học sinh. Từ những lợi ích đó mà đề tài sáng kiến, kinh nghiệm 
“Phương pháp giải bài tập chương cấu tạo nguyên tử” (lớp 10 nâng cao) đã 
được xây dựng và hoàn thành. 
III. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM 
 Giúp giáo viên và học sinh có điều kiện tìm hiểu sâu hơn về cấu tạo nguyên 
tử, tạo tiền đề cho quá trình tìm hiểu, nghiên cứu cấu tạo chất. 
IV. NHIỆM VỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
1. Nhiệm vụ của đề tài 
 Kiểm tra, đánh giá quá trình nhận thức của học sinh, giáo viên có điều kiện 
nâng cao hiệu quả giáo dục. 
2. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 
 Chủ yếu đi sâu phân dạng bài tập theo chủ đề; kết hợp lồng ghép: lí thuyết - 
bài tập, bài tập - lí thuyết để kiểm tra, đánh giá học sinh. 
VI. GIỚI HẠN (PHẠM VI) NGHIÊN CỨU 
 Chương 1: “NGUYÊN TỬ” - SGK HOÁ HỌC 10; sách bài tập HOÁ HỌC 
10 hai ban (cơ bản và nâng cao) và các tài liệu tham khảo của NXB Giáo dục. 
 1 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn 
II. TÓM TẮT CÁC DẠNG BÀI TẬP CƠ BẢN 
1. Dạng 1: 
 - Xác định khối lượng nguyên tử. 
 - Các bài toán về độ rỗng của nguyên tử, của vật chất và tỉ khối hạt nhân 
nguyên tử khi biết kích thước nguyên tử, hạt nhân và số khối. 
 Kiến thức cần nắm vững: 
 + Nguyên tử được cấu tạo bởi 3 hạt cơ bản : e, p, n. 
 -28 -3
 Khối lượng hạt e là : 9,1094.10 (g) hay 0,55.10 u 
 -24
 Khối lượng hạt p là :1,6726.10 (g) hay 1 u 
 -24
 Khối lượng hạt n là :1,6748.10 (g) hay 1 u 
 + Khối lượng nguyên tử : mNT = me+ m n+ m n . Do khối lượng của cac hạt e rất 
nhỏ, nên coi khối lượng nguyên tử mNT = mn+ m n . 
 m
 + Khối lượng riêng của một chất : D = . 
 V
 4
 + Thể tích khối cầu : V= π r 3 ; r là bán kính của khối cầu. 
 3
 m
 + Liên hệ giữa D và V ta có công thức : D = 
 4
 .3,14.r 3
 3
2. Dạng 2: Các dạng bài tập liên quan đến các hạt tạo thành một nguyên tử. 
 Kiến thức cần nắm vững: 
 - Tổng số hạt cơ bản (x) = tổng số hạt proton (p) + tổng số hạt nơtron (n) + 
tổng số hạt electron (e). Do p = e nên (x) = 2p + n. 
 - Sử dụng bất đẳng thức của số nơtron (đối với đồng vị bền có 2≤ Z ≤ 82 ): 
 p≤ n ≤ 1,5 p để lập 2 bất đẳng thức từ đó tìm giới hạn của p. 
3. Dạng 3: Dạng bài tập tìm số khối, phần trăm đồng vị và khối lượng nguyên tử 
(nguyên tử khối) trung bình. 
 Kiến thức cần nắm vững: 
 Hầu hết các nguyên tố hóa học là hỗn hợp của nhiều đồng vị, nên khối lượng 
nguyên tử của các nguyên tố đó là khối lượng nguyên tử trung bình của hỗn hợp 
 ∑ xi M i
các đồng vị. M = 
 ∑ xi
 Với i: 1, 2, 3, , n. 
 3 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn 
 + Cấu hình electron của một số nguyên tố như Cu, Cr, Pd  có ngoại lệ 
đối với sự sắp xếp electron lớp ngoài cùng, vì để cấu hình electron bền nhất. 
 VD: Cu có Z = 29 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1. (đáng lẽ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 
3d9 4s2, nhưng electron ngoài cùng nhảy vào lớp trong để có mức bão hòa và mức 
bán bão hòa). 
 b. Xác định nguyên tố là phi kim hay kim loại. 
 + Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng là kim loại (trừ nguyên tố 
hiđro, heli, bo). 
 + Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng là phi kim. 
 + Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng là khí hiếm. 
 + Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng nếu ở chu kỳ nhỏ là phi kim, 
ở chu kỳ lớn là kim loại. 
5. Dạng 5: Bài tập liên quan đến các số lượng tử 
 Kiến thức cần nắm vững: 
 - Số lượng tử chính (n ∈ N*). Số lượng tử này xác định năng lượng của e 
 2π 24me
trong nguyên tử (E = − , trong đó m: là khối lượng electron; e: là điện tích 
 nh22
của electron; h: là hằng số Pơlăng có giá trị = 6,625 es.s). 
 - Số lượng tử phụ (l) qui định hình dạng AO (l = 0; AOs. l = 1; AOp. l = 2; 
AOd. l = 3; AOf ...) và xác định mô men động lượng M của electron (M = m.v.r) 
 h
theo công thức: M = ll(1)+ nó gồm các giá trị từ 0 đến n – 1 (như vậy ứng với 
 2π
một giá trị của n sẽ có n giá trị của l). 
 - Số lượng tử từ (ml) xác định hình chiếu mô men động lượng của electron 
 h
trên trục z; Mz = m , nó qui định số AO trong cùng một phân lớp. Số lượng tử từ 
 2π
gồm các giá trị từ - l đến + l. Như vậy, ứng với một giá trị của l có 2l + 1 giá trị của 
 2
ml hay ứng với một giá trị của n có n giá trị của ml. 
 - Số lượng tử spin (ms) mô tả hình chiếu mô men động lượng riêng của 
electron, ms có hai giá trị (-1/2 và +1/2). 
III. BÀI TẬP ÁP DỤNG 
 0 3
Dạng 1: Ở 20 C DAu = 19,32 g/cm . Giả thiết trong tinh thể các nguyên tử Au là 
những hình cầu chiếm 75% thể tích tinh thể. Biết khối lượng nguyên tử của Au là 
196,97. Tính bán kính nguyên tử của Au? 
 Hướng dẫn: 
 196,97
 Thể tích của 1 mol Au: V = = 10,195cm3 . 
 Au 19,32
 5 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn 
 63
 Trong 100g CuCl2 có 47g là Cu (cả 2 đồng vị). trong hỗn hợp 2 đồng vị 29 Cu 
 65 63 63
và 29 Cu thì đồng vị 29 Cu chiếm 73%. Vậy khối lượng 29 Cu trong 100g CuCl2 là : 
 73.47
 = %31,34 . 
 100
Dạng 4 và 5: Phi kim X có electron sau cùng ứng với 4 số lượng tử có tổng đại số 
là 2,5. Xác định X và cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn. Biết rằng electron 
trong X lần lượt chiếm các obitan bắt đầu từ m có trị số nhỏ trước. 
 Hướng dẫn: 
 Từ dữ kiện của đề, có: n + l + ml + ms = 2,5. 
 TH1: ms = -1/2 ⇒ n + l + m1 = 3, ta có: 
 - n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1 ≠ 2 (loại). 
 - n = 2 có: l + ml = 1. 
 + l = 0 ; ml = 0 ⇒ l + ml = 0 ≠ 1 (loại). 
 2 2 5
 + l = 1; ml = -1, 0, 1 ⇒ l + ml = 1 ⇔ ml = 0. X có cấu hình: 1s 2s 2p (Flo). 
Vị trí: Ô (9), chu kì (2), nhóm (VIIA). 
 - n = 3 có l + ml = 0. 
 2 2 6 2
 + l = 0; ml = 0. X có cấu hình: 1s 2s 2p 3s (Mg). Vị trí: Ô (2), chu kì (3), 
nhóm (IIA). 
 2 2 6 2 4
 + l = 1; ml = -1. X có cấu hình: 1s 2s 2p 3s 3p (S). Vị trí: Ô (16), chu kì (3), 
nhóm (VIA). 
 + l = 2; ml = -2 (loại). 
 TH2: ms = +1/2 ⇒ n + l + m1 = 2, ta có các trường hợp: 
 - n = 1 có: l = 0; ml = 1 ⇒ l + ml = 1 (loại).
 - n = 2 có: l + ml = 0. 
 2 2
 + l = 0 ; ml = 0. X có cấu hình: 1s 2s (Be). Vị trí: Ô (4), chu kì (2), nhóm 
(IIA). 
 2 2 1
 + l = 1; ml = -1. X có cấu hình: 1s 2s 2p (Bo). Vị trí: Ô (5), chu kì (2), nhóm 
(IIIA). 
 Kết luận: X là phi kim vậy X lần lượt là: F, S. 
IV. GIÁO ÁN THỂ NGHIỆM 
Tiết: 8 
 LUYỆN TẬP VỀ: 
 THÀNH PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, 
 KHỐI LƯỢNG CỦA NGUYÊN TỬ,OBITAN NGUYÊN TỬ. 
I/ MỤC TIÊU 
1. Về kiến thức 
Củng cố kiến thức: 
 - Đặc tính các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử. 
 7 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2010 - 2011 GV: Lương Thế Dương - THPT số 1 Văn Bàn 
 −27
 xét, sửa chữa. MN =× 7 1,6726.10
 +× 7 1,6748.10−27
 +× 7 9,1095.10−31 
 = 23,4382.10−27 (kg)
 −24
 = 23,4382.10 (g)
 b. 
 −31
 me 7× 9,1095.10
 =
 m 23,4382.10−27 
 nt
 10’ = 2,73.10-14 
 Ho¹t ®éng 4 - Một học sinh lên bảng. 
 Bμi tËp 4 4. áp dụng công thức 
 - Các học sinh còn lại giải tính nguyên tử khối 
 - Yªu cÇu mét häc vào vở. 
 sinh lªn b¶ng, c¸c trung bình, ta có: 
 häc sinh cßn l¹i 0,34×+ 36 0,06 ×+ 38 99,6
 39,98 =
 gi¶i vµo vë. 100
 - GV nhËn xÐt, kÕt 
 Giải phương trình trên 
 luËn. 
 ta được A = 40. 
 10’ Ho¹t ®éng 5 5. a. 
 - Học sinh thảo luận nhóm 
 Bμi tËp 5 
 để giải các câu a, b. 
 - Yªu cÇu häc sinh 78,9924102511,01×+×+ ×
 AMg =
 th¶o luËn nhãm ®Ó - Hai nhóm cử đại diện lên 100
 gi¶i c¸c c©u a, b. bảng để trả lời. = 24,3 
 - Các nhóm còn lại nhận 
 xét, sửa chữa. b. 
 25
 - GV nhËn xÐt, kÕt Cø 10 nguyªn tö Mg 
 luËn. th× cã 78,99 nguyªn tö 
 24
 Mg vµ cã 11,01 
 26
 nguyªn tö Mg. 
 VËy nÕu cã 50 nguyªn 
 tö 25Mg th× cã 395 
 nguyªn tö 24Mg vµ cã 
 55 nguyªn tö 26Mg. 
4. Củng cố, hướng dẫn học ở nhà 
 Dặn học sinh về nhà làm các bài tập: 
 1. Hợp chất A được tạo thành từ các ion đều có cấu hình electron 
1s22s22p63s23p6. Trong một phân tử A có tổng số hạt (p, n, e) là 164. Xác định 
CTPT của A? Cho A tác dụng vừa đủ với một lượng Br2 thu được chất rắn D không 
tan trong nước. D tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch H2SO4 đặc, nóng, thu 
được 13,44 lít khí Y (đktc). Xác định nồng độ mol của dung dịch axit? 
 2. Nguyên tử của nguyên tố A có bộ 4 số lượng tử của e lớp ngoài là: n = 4; l 
= 0; m = 0; ms = +1/2. Xác định tên, vị trí của A trong bảng tuần hoàn? 
 9