Giải Hóa 10 Bài 8 ( Chân trời sáng tạo ): Quy tắc octet

Giải bài tập Hóa lớp 10 Bài 8: Quy tắc octet

Video giải Hóa lớp 10 Bài 8: Quy tắc octet

Mở đầu trang 52 Hóa học 10: Khi liên kết với nhau, nguyên tử của các nguyên tố dường như đã cố gắng “bắt chước” cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm để bền vững hơn. Điều này đã được nhà hóa học người Mỹ Lewis (Li-uýt, 1875 – 1946) đề nghị khi nghiên cứu về sự hình thành phân tử từ các nguyên tử. Ông gọi đó là quy tắc octet. Quy tắc octet là gì?

Lời giải:

Quy tắc octet (bát tử): Trong quá trình hình thành liên kết hóa học, nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có xu hướng tạo thành lớp vỏ ngoài cùng có 8 electron tương ứng với khí hiếm gần nhất (hoặc 2 electron với khí hiếm helium).

1. Liên kết hóa học

Câu hỏi 1 trang 52 Hóa học 10: Hình 8.1 giải thích sự hình thành phân tử hydrogen (H₂) và fluorine (F₂) từ các nguyên tử. Theo em, các nguyên tử hydrogen và fluorine đã “bắt chước” cấu hình electron của các nguyên tử khí hiếm nào khi tham gia liên kết?

Lời giải:

- Sự hình thành phân tử H₂:

Sau khi tham gia liên kết nguyên tử H: Có 1 lớp electron, 2 electron ở lớp ngoài cùng giống cấu hình electron của He.

- Sự hình thành phân tử F₂:

Sau khi hình thành liên kết Nguyên tử F: Có 2 lớp electron, 8 electron ở lớp ngoài cùng giống cấu hình electron của Ne.

Câu hỏi 2 trang 52 Hóa học 10: Sử dụng sơ đồ tương tự như Hình 8.1, hãy giải thích sự tạo thành phân tử chlorine (Cl₂) và oxygen (O₂) từ các nguyên tử tương ứng.

Lời giải:

- Nguyên tử chlorine có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Khi 2 nguyên tử Cl liên kết với nhau, mỗi nguyên tử Cl sẽ góp 1 electron để tạo 1 cặp electron dùng chung, khi đó mỗi nguyên tử chlorine sẽ đạt được cấu hình electron bền vững.

- Nguyên tử oxygen có 6 electron ở lớp ngoài cùng. Khi 2 nguyên tử O liên kết với nhau, mỗi nguyên tử O sẽ góp 2 electron để tạo 2 cặp electron dùng chung, khi đó mỗi nguyên tử oxygen sẽ đạt được cấu hình electron bền vững.

2. Quy tắc octet

Câu hỏi 3 trang 53 Hóa học 10: Từ Hình 8.2, cho biết mỗi nguyên tử nitrogen đã đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm nào.

Lời giải:

Sau khi hình thành liên kết, mỗi nguyên tử nitrogen có 2 lớp electron và có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Vậy mỗi nguyên tử nitrogen đạt được cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí hiếm neon.

Luyện tập trang 53 Hóa học 10: Nguyên tử của các nguyên tố hydrogen và fluorine có xu hướng cho đi, nhận thêm hay góp chung các electron hóa trị khi tham gia liên kết hình thành phân tử hydrogen fluoride (HF)?

Lời giải:

Fluorine có 7 electron lớp ngoài cùng, hydrogen có 1 electron lớp ngoài cùng (lớp 1 có tối đa 2 electron).

Khi tham gia liên kết hình thành phân tử HF, mỗi nguyên tử sẽ góp chung 1 electron hóa trị để tạo thành cặp electron dùng chung.

Câu hỏi 4 trang 53 Hóa học 10: Ion sodium và ion fluoride có cấu hình electron của các khi hiếm tương ứng nào?

Lời giải:

- Ion sodium có 2 lớp electron và có 8 electron ở lớp ngoài cùng giống cấu hình electron của khí hiếm neon.

- Ion fluoride có 2 lớp electron và có 8 electron ở lớp ngoài cùng giống cấu hình electron của khí hiếm neon.

Câu hỏi 5 trang 54 Hóa học 10: Trình bày sự hình thành ion lithium. Cho biết ion lithium có cấu hình electron của khí hiếm tương ứng nào?

Lời giải:

Lithium có số hiệu nguyên tử: Z = 3 ⇒ Cấu hình electron: 1s²2s¹

⇒ Lithium có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm He. Phần tử thu được mang điện tích dương, gọi là ion lithium, kí hiệu Li⁺.

Luyện tập trang 54 Hóa học 10: Biết phân tử magnesium oxide hình thành bởi các ion Mg²⁺ và O^2-. Vận dụng quy tắc octet, trình bày sự hình thành các ion trên từ những nguyên tử tương ứng.

Lời giải:

- Sự hình thành ion Mg²⁺:

Nguyên tử Mg có Z = 12, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²

Nguyên tử Mg có 2 electron lớp ngoài cùng có xu hướng nhường 2 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm. Khi đó, phần tử thu được mang điện tích dương, kí hiệu Mg²⁺.

- Sự hình thành ion O^2-

Nguyên tử O có Z = 8, cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴

Nguyên tử O có 6 electron lớp ngoài cùng có xu hướng nhận 2 electron tạo thành ion O^2- đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm:

Bài tập (trang 54)

Bài 1 trang 54 Hóa học 10: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có xu hướng đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm argon khi tham gia hình thành liên kết hóa học?

A. Fluorine

B. Oxygen

C. Hydrogen

D. Chlorine

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Cấu hình electron chlorine (Z = 17): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ ⇒ Cl có xu hướng nhận 1 electron thành Cl^- có cấu hình: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ giống với cấu hình khí hiếm Ar.

Bài 2 trang 54 Hóa học 10: Để đạt quy tắc octet, nguyên tử của nguyên tố potassium (Z = 19) phải nhường đi

A. 2 electron

B. 3 electron

C. 1 electron

D. 4 electron

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cấu hình electron potassium: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹.

Potassium có 1 electron lớp ngoài cùng có xu hướng nhường 1 electron để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm Ar: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Bài 3 trang 54 Hóa học 10: Vận dụng quy tắc octet, trình bày sơ đồ mô tả sự hình thành phân tử potassium chloride (KCl) từ nguyên tử của các nguyên tố potassium và chlorine.

Lời giải:

- Nguyên tử K (cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹) có 1 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhường 1 electron này để đạt cấu hình electron giống khí hiếm. Phần tử thu được mang điện tích dương, gọi là ion potassium, kí hiệu K⁺.

- Nguyên tử Cl (cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵) có 7 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhận 1 electron từ nguyên tử K để đạt cấu hình electron giống khí hiếm. Phần tử thu được mang điện tích âm, gọi là ion chlorine, kí hiệu, Cl^-

- Hai ion trái dấu hút nhau tạo thành phân tử potassium chloride (KCl)

- Sơ đồ mô tả:

Bài 4 trang 54 Hóa học 10: Giải thích sự hình thành liên kết trong phân tử H₂O bằng cách áp dụng quy tắc octet.

Lời giải:

- Nguyên tử O (cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴) có 6 electron lớp ngoài cùng, có xu hướng nhận 2 electron để đạt được cấu hình electron giống khí hiếm.

- Nguyên tử H (cấu hình electron: 1s¹) có xu hướng nhận 1 electron để đạt được cấu hình electron giống khí hiếm.

⇒ Mỗi nguyên tử H sẽ góp chung 1 electron với nguyên tử O tạo thành 2 cặp electron dùng chung.

Lý thuyết Quy tắc octet

I. Liên kết hóa học

- Phân tử được tạo nên từ các nguyên tử bằng liên kết hóa học.

Ví dụ:

- Phân tử hydrogen (H₂) được tạo nên bằng liên kết hóa học giữa hai nguyên tử hydrogen (H).

- Phân tử fluorine (F₂) được tạo nên bằng liên kết hóa học giữa hai nguyên tử fluorine (F).

II. Quy tắc octet

- Quy tắc octet (bát tử): Trong quá trình hình thành liên kết hóa học, nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có xu hướng tạo thành lớp vỏ ngoài cùng có 8 electron tương ứng với khí hiếm gần nhất (hoặc 2 electron với khí hiếm helium).

Ví dụ 1: Vận dụng quy tắc octet trong sự hình thành phân tử oxygen (O₂)

Nguyên tử oxygen có 6 electron ở lớp ngoài cùng. Khi 2 nguyên tử O liên kết với nhau, mỗi nguyên tử O sẽ góp 2 electron để tạo 2 cặp electron dùng chung tạo thành cấu hình electron bền vững của khí hiếm neon.

Ví dụ 2: Vận dụng quy tắc octet trong sự tạo thành ion potassium (K⁺).

Nguyên tử potassium có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Nếu mất đi 1 electron nguyên tử potassium sẽ đạt được cấu hình electron bền vững, giống với khí hiếm gần nhất là Ar.

Viết gọn: K → K⁺ + 1e

Ví dụ 3: Vận dụng quy tắc octet trong sự tạo thành phân tử HF.

+ Fluorine thuộc nhóm VIIA ⇒ có 7 electron lớp ngoài cùng.

+ Hydrogen thuộc nhóm IA ⇒ có 1 electron lớp ngoài cùng (lớp 1 có tối đa 2 electron)

⇒ Cả 2 có xu hướng nhận electron để đạt cấu hình electron của khí hiếm

⇒ Khi tham gia liên kết hình thành phân tử HF, mỗi nguyên tử sẽ gọp chung 1 electron để tạo thành cặp electron dùng chung.

Chú ý:

+ Không phải mọi trường hợp, nguyên tử của các nguyên tố khi tham gia liên kết đều tuân theo quy tắc octet. Người ta nhận thấy, một số phân tử có thể không tuân theo quy tắc octet như: NO; BH₃; SF₆ …

+ Với nguyên tử của các nguyên tố nhóm B, người ta áp dụng một số quy tắc khác, tương ứng với quy tắc octet, là quy tắc 18 electron để giải thích xu hướng khi tham gia liên kết hóa học của chúng.

Xem thêm lời giải bài tập Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 9: Liên kết ion

Bài 10: Liên kết cộng hóa trị

Bài 11: Liên kết hydrogen và tương tác van der Waals

Bài 12: Phản ứng oxi hóa – khử và ứng dụng trong cuộc sống

Bài 1: Nhập môn Hóa học

Xem thêm tài liệu Hóa học lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 8: Quy tắc octet