Giáo án Hóa học 10 - Bài 4: Cấu tạo vỏ nguyên tử

Bài 4: Cấu tạo vỏ nguyên tử
i. mục tiêu bài học
Về kiến thức
Học sinh hiểu:
Trong nguyên tử, electron chuyển động quanh hạt nhân tạo nên vỏ nguyên tử.
Cấu tạo vỏ nguyên tử: Lớp, phân lớp electron. Số electrron có trong mỗi lớp, phân lớp.
Về kĩ năng:
Học sinh được rèn luyện kĩ năng để giải được các bài tập liên quan đến các kiến thức sau: Phân biệt lớp electron và phân lớp electron; Số electron tối đa trong một phân lớp, trong một lớp; Cách kí hiệu các lớp, phân lớp; Sự phân bố electron trên các lớp (K, L, M,...) và phân lớp (s, p, d,..). 
ii. chuẩn bị
1. Giáo viên
Phần mềm mô phỏng mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho, Bo và Zommơphen
Mô hình nguyên tử (e chuyển động dạng mây)
Mô phỏng nguyên tử N, Ne, Mg.
Máy tính, máy chiếu.
2. Học sinh
Nghiên cứu tài liệu.
iii. Tổ chức hoạt động dạy học 
Hoạt động của gV – hS
Nội dung
Hoạt động 1: Sự chuyển động của electron.
- HS nhắc lại thành phần, đặc điểm cấu tạo của nguyên tử.
- GV: Bằng các thí nghiệm bắn hạt qua các lá kim loại mỏng Rơdơpho đã khám phá ra hạt nhân nguyên tử và đề xuất mô hình nguyên tử có hạt nhân. Bo và Zommơphen cũng có những đề xuất tương tự, bổ sung cho mô hình nguyên tử theo hệ mặt trời.
- HS quan sát mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho, Bo và Zommơphen. 
Nhận xét về quý đạo chuyển động của e xung quanh hạt nhân.
GV: Đây là mốc quan trọng trong nghiên cứu về nguyên tử song chưa giải thích được đầy đủ tính chất của nguyên tử.
- HS xem mô hình nguyên tử (electron chuyển động dạng mây)
Hoạt động 2: Lớp electron
- GV: các electron trong nguyên tử có mức năng lượng khác nhau à chuyển động ở những vị trí khác nhau trong lớp vỏ.
- HS nghiên cứu SGK và trả lời đặc điểm sắp xếp của e trong lớp vỏ nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
- HS: Nhận xét về mối quan hệ giữa mức năng lượng - khoảng cách với hạt nhân - lực hút với hạt nhân của các electron.
Hoạt động 3:Phân lớp electron
- GV: lớp electron lại chia thành các phân lớp electron. Số phân lớp trong các lớp K, L, M,... (1, 2, 3, ...) bằng số thứ tự lớp.
- HS: dựa vào mức năng lượng của các lớp, phân lớp à dự đoán số phân lớp, loại phân lớp trong các lớp K, L, M.
Hoạt động 4:Số e tối đa trong phân lớp, lớp.
- HS: nghiên cứu tài liệu để xác định số electron tối đa trong các phân lớp s,p,d,f.
Trên cơ sở đó suy luận số e tối đa trong các lớp K, L, M, N... à điền vào bảng:
Lớp
K
n=1
L
n=2
M
n=3
Phân lớp
s
s
p
s
p
d
Số e tối đa trong phân lớp
Số e tối đa của lớp
Hoạt động 5: Phân bố e trong lớp, phân lớp.
- GV: Biểu diễn sự phân bố e trên các phân lớp của lớp N.
- HS: Biểu diễn sự phân bố e trên các phân lớp của lớp K, L, M.
Mô phỏng hình ảnh của nguyên tử 
(Dựa vào số e = số p = Z)
7+
- HS quan sát hình ảnh mô phỏng nguyên tử N, Ne, Mg.
So sánh cấu tạo vỏ e của các nguyên tử đó (số lớp e, số e trong từng lớp).
Biểu diễn sự phân bố e vào các phân lớp của nguyên tử Ne
Hoạt động 6: Củng cố bài
GV hướng dẫn HS làm bài tập có nội dung: Xác định số lớp e của các nguyên tử sau: và 
GV: hãy cho biết nguyên tử N có bao nhiêu n, p, e?
GV: hãy cho biết sự phân bố các e trong lớp vỏ của nguyên tử N trên các lớp?
GV: hướng dẫn học sinh về sơ đồ phân bố e trên các lớp của nguyên tử N.
GV: hướng dẫn tương tự cho học sinh với nguyên tử Mg
BTVN: 1 đến 6 trang 22-SGK
I. Sự chuyển động của electrron trong nguyên tử.
- Nguyên tử: 
+ Hạt nhân: p(+), n.
+ Lớp vỏ: e(-) quay xung quanh hạt nhân với vận tốc rất lớn (số e = số p = Z)
- Mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rơdơpho, Bo và Zommơphen: electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo những quỹ đạo xác định (dạng đường tròn hoặc elip) với mức năng lượng khác nhau (càng gần hạt nhân thì mức năng lượng càng thấp), giống như quỹ đạo hành tinh quanh xung quanh mặt trời.
- Thực tế, các e chuyển động rất nhanh (tốc độ hàng nghìn km/s) xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử (dạng mây electron).
II. Lớp electron và phân lớp electron.
1. Lớp electron:
- Nguyên tử ở trạng thái cơ bản: các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao à sẵp xếp thành từng lớp.
+
K L M N O P Q
Mức năng lượng (E) tăng dần
Lực hút (Fh) giữa e và HN giảm
- Các e có mức năng lượng gần bằng nhau à phân bố trên cùng một lớp.
- Các e lớp ngoài cùng dễ bị tách ra khỏi lớp vỏ nhất.
2. Phân lớp electron.
- Các phân lớp kí hiệu bằng các chữ cái: s, p, d, f.
- Mức năng lượng của các phân lớp trên cùng một lớp: s<p<d<f.
- Các electron trong cùng phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.
- Lớp K(n=1) có 1 phân lớp (1s).
- Lớp L(n=2) có 2 phân lớp (2s,2p).
- Lớp M(n=3) có 3 phân lớp ( 3s,3p,3d). 
- Lớp N(n=4) có 4 phân lớp ( 4s,4p,4d,4f). 
III. Số electron tối đa trong một phân lớp, trong một lớp
Lớp
K
n=1
L
n=2
M
n=3
Phân lớp
s
s
p
s
p
d
Số e tối đa trong phân lớp
2
2
6
2
6
10
Số e tối đa của lớp
2
8
18
- Số e tối đa của lớp n (n = 1,2,3,...) là 2n2 
- VD: Lớp N(n= 4) à số e tối đa của lớp N là 2.42 = 32e.
Lớp
Số e tối đa của lớp
Phân bố e trên các phân lớp
K(n=1)
2
1s2
L(n=2)
8
2s22p6
M(n=3)
18
3s23p63d10
Các e được phân bố trên các phân lớp của lớp N(tối đa e): 4s24p64d104f14 
- Phân lớp e có số e tối đa gọi là phân lớp e bão hòa.
VD: Ne à lớp K(2e)/ lớp L(8e)
 1s2 / 2s22p6
: Z=7à có 7e, 7p và 14 - 7 = 7n
7e trên lớp vỏ được phân bố như sau:
2e trên lớp K (n=1) 
 + 5e trên lớp L (n=2)
: Z=12à có 12e, 12p và 24 - 12 = 12n
12e trên lớp vỏ được phân bố như sau:
2e trên lớp K (n=1) 
 + 8e trên lớp L (n=2)
+ 2e trên lớp M (n=3)