Đáp án Hóa học 10 cánh diều Bài 9. QUY TẮC OCTET

BÀI 9: QUY TẮC OCTET

I. QUY TẮC OCTET

Câu 1: Cho nguyên tử các nguyên tố sau: Na (Z = 11), Cl (Z = 17), Ne (Z = 10), Ar (Z = 18). Những nguyên tử nào trong các nguyên tử trên có lớp electron ngoài cùng bền vững?

Trả lời:

Chỉ có nguyên tử Ne và Ar là có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử Ne và Ar có lớp electron ngoài cùng bền vững.

II. VẬN DỤNG QUY TẮC OCTET TRONG QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH LIÊN KẾT HÓA HỌC CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM A

Câu 2: Oxygen có Z = 8, cho biết xu hướng cơ bản của nguyên tử oxygen khi hình thành liên kết hóa học. Hãy vẽ sơ đồ minh họa quá trình đó.

Trả lời:

Xu hướng cơ bản của nguyên tử oxygen khi hình thành liên kết hóa học là nhận thêm 2 electron để đạt được lớp vỏ có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.

Câu hỏi luyện tập 1: Viết cấu hình electron của germanium (Ge, Z = 32) và giải thích vì sao nguyên tố này vừa có tính chất của kim loại, vừa có tính chất của phi kim.

Trả lời:

• Cấu hình electron Ge (Z = 32): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²
• Nguyên tử Ge có 4 electron ở lớp vỏ ngoài cùng nên có thể nhận thêm 4 electron để đạt cấu hình khí hiếm của Kr hoặc nhường đi 4 electron để đạt cấu hình khí hiếm của Ar.
• Vì vậy nguyên tố Ge vừa có tính chất của kim loại vừa có tính chất phi kim.

Câu hỏi luyện tập 2: Hãy dự đoán xu hướng nhường, nhận electron của mỗi nguyên tử trong từng cặp nguyên tử sau. Vẽ sơ đồ (hoặc viết số electron theo lớp) quá trình các nguyên tử nhường, nhận electron để tạo ion.

1. a) K (Z = 19) và O (Z = 8)
2. b) Li (Z = 3) và F (Z = 9)
3. c) Mg (Z = 12) và P (Z = 15)

Trả lời:

1. a) K (Z = 19) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹. Vậy K có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử K có xu hướng nhường đi 1 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là K+.

O (Z = 8) có cấu hình electron là 1s²2s²2p⁴. Vậy O có 6 electron lớp vỏ ngoài cùng nên nguyên tử O có xu hướng nhận thêm 2 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là O2-

1. b) Li (Z = 3) có cấu hình electron là: 1s²2s¹. Vậy Li có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử Li có xu hướng nhường đi 1 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Li+.

F (Z = 9) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁵. Vậy F có 7 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử F có xu hướng nhận thêm 1 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là F-.

2. c) Mg (Z = 12) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s². Vậy Mg có 2 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử Mg có xu hướng nhường đi 2 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Mg2+.

P (Z = 15) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³. Vậy P có 5 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử P có xu hướng nhận thêm 3 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là P3-.

Câu hỏi luyện tập 3: Vì sao các nguyên tố thuộc chu kì 2 chỉ có tối đa 8 electron ở lớp ngoài cùng (thỏa mãn quy tắc 8 electron khi tham gia liên kết)?

Trả lời:

Chu kì 2 có 2 phân lớp đó là: phân lớp s và phân lớp p. Phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lớp p chứa tối đa 6 electron nên các nguyên tố thuộc chu kì 2 chỉ chứa được tối đa 8 electron.

BÀI TẬP

Câu 1: Nguyên tử nitrogen và nguyên tử nhôm có xu hướng nhận hay nhường lần lượt bao nhiêu electron để đạt được cấu hình electron bền vững?

1. Nhận 3 electron, nhường 3 electron
2. Nhận 5 electron, nhường 5 electron
3. Nhường 3 electron, nhận 3 electron
4. Nhường 5 electron, nhận 5 electron

Trả lời:

Câu đúng: A

Câu 2: Nguyên tử nguyên tố nào sau đây có xu hướng nhường đi 1 electron khi hình thành liên kết hóa học?

1. Boron
2. Potassium
3. Helium
4. Fluorine

Trả lời:

Câu đúng B

Câu 3: Xu hướng tạo lớp vỏ bền vững hơn của các nguyên tử thể hiện như thế nào trong các trường hợp sau đây?

1. a) Kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình
2. b) Phi kim tác dụng với phi kim

Trả lời:

1. a) Phi kim sẽ lấy electron của kim loại để cả phi kim và kim loại đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm.
2. b) Cả 2 phi kim sẽ bỏ ra electron để góp chung.

Câu 4: Ở dạng đơn chất, sodium (Na) và chlorine (Cl) rất dễ tham gia các phản ứng hóa học, nhưng muối ăn được tạo nên từ hai nguyên tố này lại không dễ dàng tham gia các phản ứng mà có sự nhường hoặc nhận electron. Giải thích

Trả lời:

• Na có xu hướng cho đi 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững nên dễ dàng tham gia phản ứng hóa học
• NaCl: cả Na và Cl đều đã đạt cấu hình bền vững nên khó tham gia phản ứng có sự nhường và nhận electron.

Bài 5*: Cho một số hydrocarbon sau: H−C≡C−H, H₂C=CH₂, H₃C−CH₃H−C≡C−H, H₂C=CH₂, H₃C−CH₃

1. a) Những nguyên tử H và C nào trong các hydrocarbon trên thỏa mãn quy tắc octet? Biết rằng mỗi gạch (-) trong các công thức biểu diễn hai electron hóa trị chung
2. b) Một phân tử hydrocarbon có ba nguyên tử C và x nguyên tử H. Giá trị x lớn nhất có thể là bao nhiêu?

Trả lời:

1. a) 

- Xét hydrocarbon: H−C≡C−HH−C≡C−H

• Mỗi nguyên tử C có 4 (-), như vậy xung quanh mỗi nguyên tử C có 4 đôi electron chung => Có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm Ne
• Mỗi nguyên tử H có 1 (-), như vậy xung quanh mỗi nguyên tử H có 1 đôi electron chung => Có 2 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm He

Vậy thỏa mãn quy tắc octet

- Xét hydrocarbon: H₂C=CH₂H₂C=CH₂

• Mỗi nguyên tử C có 4 (-) 2 gạch giữa 2 C và 2 gạch với H, như vậy xung quanh mỗi nguyên tử C có 4 đôi electron chung => Có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm Ne
• Mỗi nguyên tử H có 1 (-) giữa C và H, như vậy xung quanh mỗi nguyên tử H có 1 đôi electron chung => Có 2 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm He

Vậy thỏa mãn quy tắc octet

- Xét hydrocarbon: H₃C−CH₃H₃C−CH₃

• Mỗi nguyên tử C có 4 (-) 1 gạch giữa 2 C và 3 gạch với H, như vậy xung quanh mỗi nguyên tử C có 4 đôi electron chung => Có 8 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm Ne
• Mỗi nguyên tử H có 1 (-) giữa C và H, như vậy xung quanh mỗi nguyên tử H có 1 đôi electron chung => Có 2 electron ở lớp vỏ ngoài cùng => Đạt cấu hình khí hiếm He

Vậy thỏa mãn quy tắc octet

b)

- Nguyên tử C tham gia 4 liên kết, nguyên tử H tham gia 1 liên kết để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm

- Trong phân tử hydrocarbon, để x lớn nhất thì liên kết giữa C-H phải nhiều nhất

=> Liên kết giữa C và C phải là 1 (-)

Ta được công thức như sau: H₃C−CH₂−CH₃H₃C−CH₂−CH₃

=> Có 8 nguyên tử H

=> Giá trị x lớn nhất có thể là 8.