Đề tài Hệ thống bài tập cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên hóa học

D . 3 41. Phản ứng phân rã T ( 31H ) là phản ứng bậc1 có chu kỳ bán huỷ là 12,5 năm. Cần bao nhiêu năm để 1 mẫu T phân rã chỉ còn 15 % so với ban đầu A . 64 năm B . 54 năm C . 34 năm D . 24 năm 42. Ion nào ở trạng thái khí có số e- độc thân là lớn nhất A . Ni2+ B . Cu2+ C . Zn2+ D . Ge2+ 43. Chất nào được hình thành từ cả liên kết cộng hoá trị và ion A . CaO B . CH3F C . Na2O2 D . HOCl 44. Phân tử nào có cực I . NCl3 II . SO3 III . PCl5 A . I B . II C . I và III D . II và III 45. Sắp xếp theo thứ tự tăng dần nhiệt độ sôi A . NH3 < PH3 < AsH3 C . PH3 < AsH3 < NH3 B . AsH3 < PH3 < NH3 D . AsH3 < NH3 < PH3 46. Sắp xếp sự tăng dần độ dài liên kết cacbon – oxi trong các hợp chất : I . CH3OH II . CO2 III. CH3COO- I < II < III C. III < II < I II < III < I D. III < I < II 47. SCN- có cấu trúc electron nào (A) . . . . (B) . . . . [ :S::C::N : ] - [ : S :: C : N : ] - . . . . . . . . . . (C) [:S :: C ::: N : ] - (D)[: S :: C : N : ] - . . 48. Mét ion có 18 electron và điện tích 2-, điều khẳng định nào sau đây là đúng A.Cú cùng số electron với Ar C. Có 2 electron độc thân B. có nhiều prụton hơn electron D . Có 20 proton 49. Chất nào sau đây nguyên tử trung tâm có lai hoá sp2 A . NI3 B . ClF3 C . O3 D . I3- 50. Lực hót tĩnh điện giữa các ion trái dấu trong hợp chất nào dưới đây là lớn nhất A . CaO B . MgO C . CaS D . MgS 51. Sắp xếp theo thứ tự tăng dần độ lớn của gúc liờn kết H-N-H trong các hợp chất A . NH2- < NH3 < NH4+ C . NH3 < NH2- < NH4+ B . NH2- < NH4+ < NH3 D . NH3 <NH4+ < NH2- 52. Tỉ lệ Nơtron trên proton trong một đồng vị có thể tăng bởi sự phát xạ của A . 1 electron B . 1 Nơtron C . 1 tia gamma D . 1 pozitron 53. Những đặc điểm nào sau đây của liên kết tương thích với nhau Bậc liên kết Độ dài liên kết Tần sè dao động A . Cao hơn Ngắn hơn Cao hơn B . Cao hơn Dài hơn Thấp hơn C . Thấp hơn Ngắn hơn Thấp hơn D . Thấp hơn Dài hơn Cao hơn 54. Cặp chất nào cú cựng cấu hình e- A . Se2- , Kr B . Mn2+ , Cr3+ C . Na+ , Cl- D . Ni , Zn2+ 55. Nguyên tố nào cú phõn lớp f được điền đầy đủ A . Ba B . Eu C . Ce D . Bi 56. Có bao nhiêu nguyên tố mà electron điền vào sau cùng có số lượng tử n = 4 và l = 1 A . 4 B . 6 C . 8 D . 10 57. Theo công thức Liuýt, chất nào có duy nhất 1 cặp e- của liên kết cộng hoá trị là không do sự góp chung A . NH2- B . H3O+ C . H2S D . CH4 58. Cho Li có cấu trúc mạng lập phương tâm khối. Tính khối lượng của 1 tế bào cơ sở (theo đơn vị gam) A . 1,15.10-23 C . 5,75.10-23 B . 2,3.10-23 D . 1,04.10-22 59. Khi dung dịch NH3 bay hơi, lực gì bị bẻ gãy I . Liên kết cộng hoá trị II . Lực khuyếch tán III . Liên kết Hiđro A . I B . II C . II và III D . I , II và III 60. Chất hoặc ion nào thuận từ I . Ti4+ II . Fe2+ III . Zn0 A . II B . III C . I và II D . II và III 61. Có bao nhiêu obitan có số lượng tử n = 4, l = 2 A . 1 B . 3 C . 5 D . 7 62. Nguyên tố nào có năng lượng ion hoá thứ 2 lớn nhất A . Be B . Li C . B D . C 63. Chất nào có công thức Liuýt giống CO32- A . NO3- B . BCl3 C . NCl3 D . SO32- 64. Cặp chất nào có sự lai hoá của nguyên tử trung tâm giống nhau A . NH3 , NH4+ B . NO2+ , NO2- C . PF3 , PF5 D . BF3 , BF4- 65. Phân tử nào sau đây có cực A . AsCl5 B . SiCl4 C . ClF3 D . SF6 66. Chất nào sau đây có số e- hoá trị không giống NO3- A . CO32- B . HCO3- C . NF3 D . SO3 67. Phân tử nào sau đây có cực A. SO2 B . Xe2 C . CO2 D . PCl5 68. Sắp xếp theo thứ tự tăng dần năng lượng liên kết trong các phân tử A . N2 , O2 , F2 B . F2 , O2 , N2 C . O2 , F2 , N2 D . O2 , N2 , F2 69. Thioure – S,S – dioxit có khung cấu tạo nh­ sau: 69a. Dạng hình học của nguyên tử Lưu huỳnh là dạng nào trong các dạng sau: A. Tháp tam giác B. Chữ T C. Tam giác phẳng D. Vuông phẳng 69b. Dạng hình học của nguyên tử cacbon là dạng nào trong các dạng sau: A. Tháp tam giác B. Chữ T C. Tam giác phẳng D. Vuông phẳng 69c. Dạng hình học của nguyên tử Nitơ là dạng nào trong các dạng sau: A. Tháp tam giác B. Chữ T C. Tam giác phẳng D. Vuông phẳng 70. Trong các chất sau, chất nào không tạo liên kết hyđro với nước: A. NH3 B. HF C. CH3OH D. CH3 – CH3 71. Liên kết tạo thành giữa hai nguyên tử có cấu hình electron hóa trị là 2s22p5 sẽ thuộc loại liên kết: A. Ion B. Cộng hóa trị C. Kim loại D. Cộng hóa trị không phân cực 72. Rutherford đã chỉ ra rằng mẫu nguyên tử của Thomson là sai khi bắn các hạt a vào lá vàng mỏng thì: A. Rất nhiều hạt đi qua C. Một số hạt bị lệch đi hoặc bật trở lại B. Đa số hạt lệch đi D. Một số hạt bị chuyển hóa thành nguyên tử heli 73. Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản của Al3+ là: A. 1s22s22p63s23p1 B. 1s22s22p63s23p6 C. 1s22s22p6 D. 1s22s22p63s23p4 74. Phân tử nào cú cỏc nguyên tử nằm trong cùng một mặt phẳng ? 1. NH3 2. XeF4 3. SF4 4. ICl4- A. 1,2 và 3 B. 2 và 3 C. 3 và 4 D. 2 và 4 75. Trong các chất sau, chất nào có nhiệt độ sôi nhỏ nhất: A. NH3 B. C3H8 C. (CH3)2O D. CH4 76. 232Th90 chuyển hóa thành 208Pb82 sau một loạt phân rã a và b. Hái có bao nhiêu phân rã a, b. A B C D Số hạt a 3 4 5 6 Số hạt b 2 8 2 4 77. Tính bước sóng của ánh sáng cần thiết để có thể phân ly nguyên tử brom. Biết EBr-Br = 193kJ/mol. A. 6,19.10-7m B. 1,98.10-28m C. 1,93.10-12m D. 1,25.10-8m 78. Dùa vào thuyết liên kết hóa trị hãy cho biết sự lai hóa của nguyên tử trung tâm trong phân tử XeF2. A. sp3 B. sp C. dsp3 D. d2sp3 79. Nguyên tử nào trong các nguyên tử sau có bán kính lớn nhất: A. As B. Br C. P D. Se 80. Trong những năm đầu tiên của thế kỷ 19 thì John Dalton đã liệt kê một loạt các khối lượng nguyên tử. Một trong số đó là việc xây dựng nguyên tử lượng của amoniac. Bằng cách giả thiết khối lượng của hiđro là 1 thỡ ụng có thể tích được công thức của amoniac. Nhưng ụng đó ngộ nhận rằng công thức phân tử của amoniac là NH. Vậy khối lượng nguyên tử của amoniac mà ụng đó xác định là bao nhiêu ? A. 2 B. 5 C. 14 D. 16 81. Bảng sau đưa ra mối liên hệ giữa 4 số lượng tử . Đáp án nào sai n l ml ms A 1 0 0 +1/2 B 2 2 0 -1/2 C 3 1 1 - 1/2 D 3 2 -1 + 1/2 82. Trật tù nào sau đây đúng khi các chất được sắp xếp theo chiều tăng dần về độ dài liên kết trung bình của liên kết N - O ? A. NO3-, NO2-, NO+ B. NO+, NO3-, NO2- C. NO2-, NO3-, NO+ D. NO+, NO2-, NO3- 83. Nguyên tử khí ở trạng thái cơ bản của nguyên tố nào có số electron độc thân nhiều nhất ? A. As B. Br C. Ge D. Se 84. Nguyên tử nguyên tố nào có năng lượng ion hóa thứ 2 lớn nhất ? A. Na B. Mg C. Al D. K 85. Dạng hình học của các nguyên tử Iot trong ion I3- là kiểu dạng nào sau đây? A. Góc B. Chữ T C. Đường thẳng D. Tam giác 86. Những phân tử nào sau đây có cực: 1. NH3 2. AsF3 3. CHCl3 4. BeF2 5. SnCl4 A. 1,2 và 3 B. 1 và 3 C. 2,3 và 4 D. 2,4 và 5 87. Hợp chất nào sau đây cú mụmen lưỡng cực khỏc khụng ? A. BrF3 B. CF4 C. SbF5 D. SF6 88. Oxi là chất thuận từ. Sự mô tả này được mô tả tốt nhất bởi: A. Sự cộng hưởng B. Cấu trúc Liuyt của O2 C. Sự mô tả obitan phân tử của O2 D. Sù lai húa cỏc obitan nguyên tử trong O2 89. Kiểu phân rã phóng xạ nào sau đây thích ứng nhất đối với đồng vị 19K40 ? A. Anpha B. Beta C. Gama D. Đoạt electron 90. Trong công thức Liuyt (ở hình dưới đây), điện tích hình thức của nguyên tử lưu huỳnh và oxi tương ứng là ? A. 0, 0 C. +2, -1 B. -2, 0 D. +6, -2 ĐÁP ÁN Câu ĐA Câu ĐA Câu ĐA Câu ĐA 1 A 25 D 49 C 71 D 2 A 26 C 50 B 72 C 3 B 27 B 51 A 73 C 4 D 28 D 52 D 74  D 5 B 29 A 53 A 75  D 6 A 30 B 54 A 76 D 7 C 31  C 55 D 77 A 8 A 32 B 56 B 78  C 9 C 33 B 57 B 79 A 10 B 34 A 58 B 80 B 11 A 35 D 59 C 81 B 12 B 36 D 60 A 82  D 13 D 37 A 61 D 83 A 14 C 38 C 62 B 84 D 15 D 39 B 63 A 85 C 16  A 40 C 64 A 86 A 17 B 41 C 65 C 87 A 18 D 42 A 66 C 88 C 19 C 43 C 67 A 89 B 20 C 44 A 68 B 90 D 21 B 45 C 69a C 22 D 46  B 69b C 23 C 47  A 69c A 24 D 48 A 70 D III.3. PHÂN TÍCH MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC III.3.1. Kích thước, khối lượng nguyên tử , điện tích hạt nhân. 2. HD: a) Theo dữ kiện thực nghiệm thì hạt nhân có tiết diện hình tròn bằng khoảng tiết diện của nguyên tử. Vì đường kính tỉ lệ với căn bậc hai của tiết diện hình tròn () nên hạt nhân có đường kính khoảng đường kính nguyên tử. b) Đường kính của nguyên tử vàng: 6.104 cm = 600m. 3. HD: a) Z = 9 ; A = 19 b) Khối lượng của một nguyên tử bằng: g/ nguyên tử c) Tỉ khối hạt nhân nguyên tử flo: (kg/m3) = 1013 (g/cm3) ( mét con số khổng lồ! Khó tưởng tượng nổi). d) 4. HD: a) (đv.C) b) (đv.C) Khối lượng hạt nhân hơi nhỏ hơn tổng khối lượng của proton và nơtron tạo ra hạt nhân đú vỡ khi các proton và nơtron kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân nguyên tử thì sẽ tỏa ra một năng lượng khổng lồ và có sự hao hụt khối lượng tương ứng theo biểu thức DE = Dm.c2. III.3.2. Bài tập về phản ứng hạt nhân. 29. HD: a) Định luật bảo toàn vật chất nói chung, định luật bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích nói riêng được áp dụng: ZX = 27 + 0 = 27 ; AX = 59 + 1 = 60 ® X là 27Co60 27Co59 + 0n1 ® 27Co60 Số khối : 60 = 60; điện tích : 27 = 28 + x ® x = -1. Vậy có -1e0 (hạt b) 27Co60 ® 28Ni60 + -1b0; hn = 1,25 MeV b) Điểm khác nhau: - Phản ứng hạt nhân: xảy ra tại hạt nhân, tức là sự biến đổi hạt nhân thành nguyên tố mới. Ví dụ (2) ở trên. - Phản ứng hóa học (oxi hóa – khử): xảy ra ở vỏ electron nên chỉ biến đổi dạng đơn chất, hợp chất. Ví dụ: Co + Cl2 ® Co2+ + 2Cl- ® CoCl2 - Chất dùng trong phản ứng hạt nhân có thể là đơn chất hay hợp chất, thường dùng hợp chất. Chất dùng trong phản ứng oxi húa-khử, phụ thuộc vào cõu hỏi mà phải chỉ rõ đơn chất hay hợp chất. - Năng lượng kèm theo phản ứng hạt nhân lớn hơn hẳn so với năng lượng kèm theo phản ứng hóa học thông thường. 30. HD: Đồng vị bền của chì 82Pbx , ba loại hạt cơ bản 2a4, -1b0, 0g0. Gọi x là số khối của đồng vị bền của chì, y là số hạt b phóng ra. Theo định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện ta có: Phương trình chung của quá trình này là: 92U238 ® 82Pb206 + 8a + 6b- 31. HD: a) Gọi x, y lần lượt là số hạt a, b phân hủy ra. Theo định luật bảo toàn số khối và định luật bảo toàn điện tích ta có: . Vậy phóng ra 4 hạt b bức xạ b) Phương trình phóng xạ chung là: 90Th232 ® 82Pb208 + 6 2He4 + 4b- Năng lượng giải phóng Q = [m(232Th) – m(208Pb) – 6.m(4He)].c2 = 42,67 MeV c) 1,00kg có chứa nguyên tử. Hằng số phân hủy của 232Th: k = Số phân rã A = k.N = 1,57.10-18.2,60.1024 = 4,08.106 phõn ró/giõy Mỗi phân rã giải phóng 42,67 MeV Công suất = 4,08.106.42,67.1,602.10-13 = 2,79.10-5 W d) 90Th228 ® 82Pb208 + 5 2He4 + 2b- Chu kỳ bán hủy của những hạt trung gian khác nhau là khác ngắn so với Th228. Số phân rã A = k.N = phân rã/ năm. Số hạt He thu được : NHe = 9,58.1020.20.5 = 9,58.1022 hạt VHe = lít = 3560 cm3. e)A=k.N==5,75 năm 32. HD: a) (N0 - N): Số nguyên tử 232Th phân rã = sè nguyên tử 208Pb hình thành. Ta có tỉ lệ = 2,01.109 năm b) Đặt x = (206Pb/238U) ta có: x = c) d) Số nguyên tử của 101Mo (N1) trong mẫu sau mét chu kỳ bán hủy là: N1= 2500 Số nguyên tử 101Tc được cho bởi hệ thức : Với N0 = 5000 là số nguyên tử 101Mo ban đầu; . Tại thời điểm t = 14,6 phót ta tính được N2 = 1710. Số nguyên tử 101Ru tại 14,6 phót là N3 = N0 – N1 – N2 = 790 nguyên tử III.3.3. Vỏ nguyên tử 34. HD: a) b) Muốn phân hủy 1 mol O3, các phân tử ozon cần hấp thụ 1 mol photon nói trên. DH = 6,022.1023.5,85.10-19 = 3,52.105 J/mol = 352 kJ/mol 45. HD:a) Kali: - Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p64s1 - Cấu hình electron rút gọn: [Ar]4s1 - Giản đồ obitan đối với các electron hóa trị: 4s 3d 4p - K là nguyên tố thuộc nhóm IA, chu kì 4 nờn cú 18 electron bên trong. b) Niken: - Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p6 4s23d8 - Cấu hình electron rút gọn: [Ar]4s23d8 - Giản đồ obitan đối với các electron hóa trị: 4s 3d 4p - Ni là nguyên tố thuộc nhóm VIIIB, chu kì 4 có 18 electron bên trong. c) Stronti: - Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p6 4s23d104p65s2 - Cấu hình electron rút gọn: [Kr]5s2 - Giản đồ obitan đối với các electron hóa trị: 5s 4d 5p - Sr là nguyên tố thuộc nhóm IIA, chu kì 5 có 36 electron bên trong. d) Molipđen: - Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p64s23d104p65s14d5 - Cấu hình electron rút gọn: [Kr] 5s14d5 - Giản đồ obitan đối với các electron hóa trị: 5s 4d 5p - Mo là nguyên tố thuộc nhóm VIB, chu kì 5 nờn cú 36 electron bên trong. e) Chì:- Cấu hình electron đầy đủ 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p2 - Cấu hình electron rút gọn: [Xe] 6s24f145d106p2 - Giản đồ obitan đối với các electron hóa trị: 6s2 6p2 - Chì là nguyên tố thuộc nhóm IVA, chu kì 6 nên số electron bên trong là: 54 (trong Xe) + 14 (trong dãy 4f) + 10 (trong dãy 5d) = 78 48. HD: a) (1) sai thứ tự 2s1 vì chưa đủ e- ở 2s đã điền vào 2p ; (2) sai thứ tự 2p53s2 chưa đủ e ở 2p; (3) sai kí hiệu số lượng từ 4 và sai thứ tự s,p ở phần đó b) Viết đúng: (1) 1s22s22p5 ~ F có tính oxi hoá mạnh ; (2) 1s22s22p63s23p63d64s2 ~ Fe có tính khử; (3) 1s22s22p63s23p6 ~ khí trơ Ne hoặc Cation K+, Ca 2+… có tính OXH yếu hoặc anion Cl-, S2-… có tính khử 38. HD: a) Có 6 vạch nh­ hình vẽ bên. b) Trong mỗi dãy, hiệu giữa hai mức năng lượng càng lớn, năng lượng photon phát ra càng cao. Photon có mức năng lượng cao nhất được phát ra do sự nhảy của electron từ mức năng lượng n = 4 về mức năng lượng n = 1. c) Vì nên vạch có bước sóng ngắn nhất (có năng lượng cao nhất) ứng với sự nhảy từ mức n = 4 về mức n = 1. Vạch có bước sóng dài nhất (có năng lượng thấp nhất) ứng với sự nhảy từ mức n = 4 về mức n = 3. (vùng hồng ngoại) 49. HD: 1) a. Cu2+ + 2e ® Cuo [Ar] 3d9 + 2e ® [Ar] 3d104s1 b. Fe2+ - e ® Fe3+ [Ar] 3d6 - e ® [Ar] 3d5 c. Bro + e ® Br- [Ar] 3d104s24p5 + e ® [Ar] 3d104s24p6 º [Kr] d. Hgo - 2e ® Hg2+ [Xe] 4f145d106s2 - 2e ® [Xe] 4f145d10 Kí hiệu [Ar] chỉ cấu hình e của nguyên tử Ar (z=18) [Kr] Kr (z=36) [Xe] Xe (z=54) 52. HD: Dùa vào giá trị năng lượng ion hóa ta thấy sau I6 có bước nhảy đột ngột, vậy nguyên tố có 6 electron hóa trị, nó thuộc nhóm VIA (các nguyên tố nhóm B đều là kim loại có I1 tương đối thấp). ns2 np4 - Cấu hình electron của nguyên tử: [Khí hiếm] ns2np4 - Cấu hình electron của ion (đơn nguyên tử): [Khí hiếm]6+ III.3.4. Liên kết hóa học III.3.4.1. Liên kết ion 53. HD: a) Li [He]2s1 + F [He]2s22p5 ® Li+ 1s2 + F- [He]2s22p6 55. HD: CaO Liên kết ion giữa Ca2+ và O2- CaCl2 Liên kết ion giữa Ca2+ và 2 ion Cl- Ca(OH)2 Liên kết ion giữa Ca2+ và 2 ion OH- NaClO3 Liên kết ion giữa ion Na+ và ion clorat ClO3- Na2SO3 Liên kết ion giữa ion sunfit SO32- và 2 ion Na+ 57, 58. HD: Trong tinh thể ion, năng lượng mạng lưới tỉ lệ thuận với năng lượng tĩnh điện: DHml ~ E ~ (Zc, Za là điện tích cation và anion. rc, ra là bán kính của cation và anion). Nh­ vậy năng lượng mạng lưới tỉ lệ thuận với điện tích của các ion và tỉ lệ nghịch với bán kính của các ion. a) Þ tnc MgO > tnc BaO ( 28520C và 19200C) b) Tương tù nh­ vậy ta có: tnc NaCl > tnc CsCl ; ts CsBr > tnc CsI ; tnc LiF > tnc NaI c) Nếu căn cứ vào cỏch tớnh DHml của MgCl2 và NaCl nh­ trờn thì dự đoán nhiệt độ nóng chảy của MgCl2 phải cao hơn của NaCl nhưng thực tế thì ngược lại. . Sở dĩ nh­ vậy vì DHml ngoài phụ thuộc vào tương tác tĩnh điện còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nh­ kiểu mạng tinh thể, liên kết ion có thuần túy không …mà ta khụng xột ở đây. III.3.4.2. Liên kết cộng hóa trị 62. HD: Liên kết nitơ-nitơ trong hiđrazin là liên kết đơn, còn liên kết nitơ-nitơ trong “khớ cười” N2O là liên kết ba nên liên kết nitơ-nitơ trong phân tử hiđrazin ngắn hơn và kém bền hơn trong liên kết nitơ-nitơ N2O. 59. HD: NH3 H2CO OCl- NO2+ Để viết sơ đồ Liuyt của các phân tử và ion có thể theo qui tắc sau: Bước 1: viết cấu tạo sơ bộ của công thức đó. Để thực hiện bước này cần dùa vào hóa trị của các nguyên tử và giả thiết ban đầu chỉ có liên kết đơn được hình thành. Nếu chưa biết thứa tự liên kết giữa các nguyên tử, hóy dựng giả thiết để viết thứ tự đó. O – N – O (a) Bước 2: Tìm tổng số e hóa trị của các nguyên tử, kí hiệu là N1. Nếu là ion õm thỡ một điện tích âm được cộng thêm 1e vào tổng trờn, cũn nếu là ion dươc thì một đơn vị điện tích trừ đi 1e từ tổng trên. O có 6 electron hóa trị, N có 5 electron hóa trị ® N1 = (6.2 + 5 -1) e = 16 e Bước 3: Tìm công thức Liuyt (gần đúng) +) Tìm tổng số e đã tạo liên kết trong công thức đưa ra ở bước 1, ta kí hiệu là N2. Tìm số e còn lại, kí hiệu N3 từ N3 = N1 – N2 (b) +) Lấy số e từ N3 để tạo octet cho nguyên tử âm điện nhất trong công thức sơ bộ (a). Tổng số e tạo octet được kí hiệu là N4. ỏp dông NO2+ : Theo (a), N2 = 4e ; N3 = (16 – 4)e = 12e. Trong (a) O âm điện hơn N nên tạo octet cho O. Hiện nay mỗi O mới có 2e; mỗi O cần 6e nữa mới có octet. ở đây N4 = 6.2 = 12e (c) . Bước 4: Tìm công thức Liuyt đúng +) Tìm số e còn lại, kí hiệu N5 là: N5 = N3 - N4 - Nếu N5 = 0: Tính điện tích hình thức ở mỗi nguyên tử trong công thức vừa viết ở bước 3. - Nếu N5 ¹ 0: Dùng số e này tạo octet cho nguyên tử trung tâm (việc này chỉ thực hiện khi nguyên tử trung tâm là nguyên tử của nguyên tố thuộc chu kì 3 trở đi). +) Sau khi thực hiện bước trên, nếu nguyên tử trung tâm là nguyên tử của nguyên tố chu kì 2 chưa đạt được octet, ta phải chuyển một đôi e riêng ở nguyên tử âm điện hơn thành đôi e liên kết, sao cho có được octet đối với nguyên tử trung tâm đó. Được công thức (d) +) Tính lại điện tích hình thức cho mỗi nguyên tử trong công thức vừa viết ở trên (d) và kết luận. N5 = (12 -12)e = 0 ; Điện tích hình thức O: 6 - 6 = 0 ; N : 5 - 4 = 1 Vậy (f) là công thức Liuyt cần tìm của NO2+. 67. HD: Cl – Cl (k) Cl (k) + Cl (k) DHpl = 243 kJ/mol a) Năng lượng tối thiểu photon cần phải có để phá vỡ một liên kết Cl – Cl : - Tần số ứng với năng lượng trên của photon: b) C – Cl (trong CCl2F2) C + Cl DHpl = 339 kJ/mol Năng lượng tối thiểu photon cần có để phá hủy một liên kết C – Cl là: Bước sóng l của photon ứng với năng lượng trên là: = 353 nm III.3.5. Bài tập về hình học phân tử 112. (Đề thi olympic hóa học 30-4 năm 1999) a) Dùng thuyết obitan lai húa, hóy giải thích liên kết hóa học trong H2S, BeH2 và SO2. b) Hãy cho biết dạng hình học của NH4+, PCl5, NH3, SF6 bằng hình vẽ. Xác định trạng thái lai hóa của nguyên tử trung tâm. HD: a) + H2S : S ở trạng thái lai hóa sp3, 1AO3s + 3AO3p ® 4AOsp3 có 6 electron trong đó hai AO sp3 có 1 cặp electron tù do còn hai AO sp3 nữa mỗi một AO có 1 electron độc thân che phủ với obitan của hai nguyên tử H tạo thành liên kết s. Hai cặp electron không liên kết đẩy mạnh hơn hai cặp electron liên kết nên là cho góc hóa trị HSH giảm (<109028’). + BeH2 : Be ở trạng thái lai hóa sp, 1AO2s + 1AO2pz® 2AOsp có 2 electron. Mỗi AOsp có 1 electron độc thân xen phủ với hai AO1s của 2 nguyên tử H tạo thành hai liên kết s. Góc HbeH = 1800. + SO2: S ở trạng thái lai hóa sp2, 1AO3s + 2AO3p® 3AOsp2. 2AOsp2 của S có một electron độc thân xen phủ với hai AO2p của hai nguyên tử O tạo thành hai liên kết s. Mét AO3p của S xen phủ bên với 2AO2p của hai nguyên tử O tạo thành liên kết p giải tỏa đều trên ba nguyên tử. Góc OSO » 1200. b) + NH4+: N ở trạng thái lai hóa sp3, ion NH4+ có dạng hình tứ diện đều. + PCl5 có dạng hình học lưỡng tháp tam giác, P ở trạng thái lai hóa sp3d. + NH3: N ở trạng thái lai hóa sp3, phõn tử có dạng hình chóp đáy là một tam giác đều (HHH). + SF6 có dạng hỡnh bỏt diện đều, S ở trạng thái lai hóa sp3d2 113. (Đề thi chọn HSGQGVN 2002-bảng A). Áp dụng thuyết lai hóa giải thích kết quả thực nghiệm xác định được BeH2, CO2 đều là phân tử thẳng. HD: + BeH2, cấu hình electron của nguyên tử : H 1s1; Be 1s22s2. Be là nguyên tử trung tâm lai hóa sp. Hai obitan lai hóa sp cùng nằm trên trục z, mỗi obitan đã xen phủ với một obitan 1s của H tạo ra liên kết s ® H – Be – H (2 obitan p thuần khiết của Be không tham gia liên kết). + CO2: Cấu hình electron: C 1s22s22p2 ; O 1s22s22p4. Nguyên tử trung tâm C lai hóa sp: 1AO2s + 1AO2pz tạo ra hai AO lai hóa sp. C còn hai obitan thuần khiết là 2px và 2py. Khi tham gia liên kết 2 obitan lai hóa sp của C xen phủ với 2 obitan pz của 2 O tạo ra hai liên kết s. 2 obitan p thuần khiết của C xen phủ với obitan nguyên chất của oxi tạo ra 2 liên kết p ( x«x ; y«y) nên hai liên kết p này ở trong hai mặt phẳng vuông góc với nhau và đều chứa 2 liên kết s. Vậy CO2: O= C =O py px s s ­¯ ­¯ ­¯ ­¯ 114. (Đề thi olympic hóa học 30-4 năm 2004). Hãy cho biết dạng hình học phân tử của SO2 và CO2. Từ đó so sánh nhiệt độ sôi và độ hòa tan trong nước của chúng. HD: C trong phân tử CO2 ở trạng thái lai hóa sản phẩm nên phân tử CO2 có cấu trúc thẳng, góc OCO = 1800. Do đó phân tử CO2 không phân cực. S trong phân tử SO2 ở trạng thái lai hóa sp2 nên trong phân tử SO2 có góc OSO = 1200. Do đó phân tử SO2 phân cực. Vì phân tử SO2 phân cực nờn cú nhiệt độ sôi cao hơn phân tử CO2 không phân cực. Mặt khác nước là dung môi phân cực nên SO2 dễ hòa tan trong nước hơn CO2 do đó độ tan của SO2 lớn hơn CO2. III.3.6. Sù phân cực liên kết. Phân tử phân cực và không phân cực 87. HD: Dùa vào hiệu độ âm điện của các nguyên tử tạo thành liên kết. Hiệu độ âm điện càng lớn thì độ phân cực của liên kết càng lớn. Trong liên kết A – B ; giả sử cA >cB thì Dc = cA - cB ; Dc càng lớn thì liên kết A – B càng phân cực, theo chiều A¬B 88. HD: a) Các liên kết C - H và C = O phân cực; các liên kết C - C , C = C không phân cực. b) liên kết phân cực nhất là liên kết C = O. 89. HD: CO2 mtæng H2O mtæng NH3 NF3 mtæng = 0 mtæng m = 0 m = 1,94 D m = 1,5 D m = 0,2D - Phân tử H2O có liên kết phân cực nhất Dc = cO - cH = 3,5 – 2,1 = 1,4 - Phõn tử không phân cực CO2 ; Phân tử phân cực : H2O, NH3, NF3 93. HD: a) Cl2 (k) + 3F2 (k) ® 2ClF3 (k) b) Lượng CF3 điều chế được là c) Công thức Liuyt của ClF3 (hỡnh bờn) cú dạng AX3E2 d) Vì Phân tử ClF3 phân cực nên dạng hình học của phân tử không thể là tam giác phẳng (m = 0). Các cách sắp xếp khác có thể có 94. HD: dạng cis (m ¹ 0) dạng trans (m = 0) Cis điclroetilen có nhiệt độ sôi lớn hơn trans đicloroetilen. 97. HD: a) CH3NH2 có liên kết N – H , nên có thể tạo thành liên kết H liên phân tử. Cũn cỏc phân tử CH3F chỉ có tương tác lưỡng cực - lưỡng cực. Do vậy nhiệt độ sôi của CH3NH2 lớn hơn CH3F. b) Nhiệt độ sôi của NH3 cao hơn PH3 do liên kết N – H phân cực mạnh hơn liên kết P – H, vì vậy NH3 có thể tạo thành liên kết hiđro, còn PH3 thỡ không. c) LiCl là hợp chất ion nờn cú nhiệt độ sôi cao hơn HCl là hợp chất cộng hóa trị. III.3.7 . Thuyết MO, giải thích tính thuận từ, nghịch từ 100. HD: +) N2 , CO: phân tử có 10 electron hóa trị ứng với cấu hình: (s2s)2(s*2s)2 (px)2(py)2(sz)2 Þ Bậc liên kết = 1/2 (8-2) = 3 . Phõn tử cú một liên kết s và hai liên kết p, công thức cấu tạo: N º N ; C = O … … +) O2 : Phõn tử có 12 e hóa trị ứng với cấu hình (s2s)2(s*2s)2(sz)2(px)2 py)2 (p*x)1(p*y)1(s*z). Bậc liên kết =1/2 (8- 4) = 2 . Hai nguyên tử O liên kết với nhau bằng một liên kết đơn và hai liên kết một electron ( O ¸ O hay O O ) +) Chất thuận từ: O2 ; Chất nghịch từ : N2, CO 101. HD: HeH+: (s1s)2 , bậc liên kết = 1/2.(2-0) = 1 . He2+ : (s1s)2(s*1s)1 , bậc liên kết = 1/2 (2-1) = 0,5 He22+: (s1s)2 , bậc liên kết = 1/2.(2-0) = 1 III.3.8. Tinh thể kim loại 102. HD: a) b) Số nguyên tử Cu trong mạng tinh thể: 104. HD: a) Số nguyên tử Fe trong một mạng cơ sở lập phương tâm khối là: 2 b) ở nhiệt độ 1250 sắt tồn tại dạng Feg với cấu trúc mạng lập phương tâm diện. Ta có: ; c) Số nguyên tử trung bình của C trong mỗi tế bào sơ đẳng của Fea là: d) Khối lượng riêng của martensite: III.3.9. Bài tập tổng hợp 107. HD: 1) Bài 29 2) a) b) (3) là cấu hình electron của nguyên tử vì cấu hình d bán bão hòa nên thuộc kim loại chuyển tiếp ( theo HTTH các nguyên tố). Thuộc kim loại chuyển tiếp thì ion không thể là anion. Nếu cation, sè e = 24 thì Z có thể là 25, 26, 27… Không có cấu hình cation nào ứng với các số liệu này. Vậy Z chỉ có thể là 24, (3) là cấu hình electron của nguyên tố Cr. c) Z = 24 ® nguyên tố Cr, Kim loại (chuyển tiếp). Dạng đơn chất có tính khử. VD: Cr + 2HCl ® CrCl2 + H2­ 3) a) Theo đề bài, n phải bằng 1 nên ta tính E1. Do đó công thức E1 = -13,6 Z2 (eV) (4) Thứ tự trị số Z: Z = 6 ® C5+: (E1) C5+ = -13,6.62 = -489,6 eV Z = 7 ® N6+: (E1) N6+ = -13,6.72 = -666,4 eV Z = 8 ® O7+: (E1) O7+ = -13,6.82 = -870,4 eV b) Qui luật liên hệ E1 với Z: Z càng tăng E1 càng âm (càng thấp). Qui luật này phản ánh tác dụng lực hót hạt nhân tới e được xét: Z càng lớn lực hót càng mạnh ® năng lượng càng thấp ® hệ càng bền, bền nhất là O7+. c) Trị năng lượng đó liên hệ với năng lượng ion hóa, cụ thể: C5+: I6 = - (E1, C6+) = + 489,6 eV; N6+: I7 = -(E1, N6+) = + 666,4 eV O7+: I8 = - (E1, O7+) = + 870,4 eV. 4) Bài 111 108. HD: 1) *) Công thức Liuyt của phân tử monome và đime: *) Kiểu lai hóa của nguyên tử nhôm: Trong AlCl3 là sp2 vì Al có 3 cặp electron hóa trị. Trong Al2Cl6 là sp3 vì Al có 4 cặp electron hóa trị. *) Liên kết trong mỗi phân tử: AlCl3 có 3 liên kết cộng hóa trị có cực giữa nguyên tử Al với 3 nguyên tử Cl; Al2Cl6: mỗi nguyên tử Al tạo 3 liên kết cộng hóa trị có cực với 3 nguyên tử Cl và 1 liên kết cho nhận với 1 nguyên tử Cl ( Al: nguyên tử nhận; Cl nguyên tử cho), trong 6 nguyên tử Cl có 2 nguyên tử Cl có hai liên kết 1 liên kết cộng hóa trị thông thường và 1 liên kết cho nhận. *) Cấu trúc hình học Phân tử AlCl3: Nguyên tử Al lai hóa sp2 (tam giác phẳng) nên phân tử có cấu trúc tam giác phẳng, đều, nguyên tử Al ở tõm cũn 3 nguyên tử Cl ở 3 đỉnh của tam giác. Phân tử Al2Cl6: Cấu trúc 2 tứ diện ghép nhau. Mỗi nguyên tử Al là tâm của một tứ diện, mỗi nguyên tử Cl là đỉnh của tứ diện. Có 2 nguyên tử Cl là đỉnh chung của 2 tứ diện. 2) *) Phân tử H – F có thể tạo liên kết hidro – H … F - ; H – O –H có thể tạo liên kết hidro – H …O – * Nhiệt độ nóng chảy của các chất rắn với các mạng lưới phân tử (nót lưới là các phân tử) phụ thuộc vào các yếu tố: - Khối lượng phân tử càng lớn thì nhiệt độ nóng chảy càng cao. - Lực hót giữa các phân tử càng mạnh thì nhiệt độ nóng chảy càng cao. Lực hót giữa các phân tử gồm: lực liên kết hiđro, lực liên kết Vanđecvan (lực định hướng, lực khuếch tán). *Nhận xét: HF và H2O có momen lưỡng cực xấp xỉ nhau, phân tử khối gần bằng nhau và đều có liên kết hiđro khá bền, đáng lẽ hai chất rắn đó phải có nhiệt độ nóng chảy xấp xỉ nhau, HF có nhiệt độ nóng chảy phải cao hơn của nước (vì HF mo men lưỡng cực lớn hơn, phân tử khối lớn hơn, liên kết hiđro bền hơn). Tuy nhiên, thực tế cho thấy Tnc (H2O) = 00C > Tnc(HF) = - 830C. * Giải thích: Mỗi phân tử H-F chỉ tạo được 2 liên kết hiđro với 2 phân tử HF khác ở hai bên H-F …H-F … H-F. Trong HF rắn các phân tử H-F liên kết với nhau nhờ liên kết hiđro tạo thành chuỗi một chiều, giữa các chuỗi đó liên kết với nhau bằng lực Vanđecvan yếu. Vì vậy khi đun nóng đến nhiệt độ không cao lắm thì lực Vanđecvan giữa các chuỗi đã bị phá vỡ, đồng thời một phần liên kết hiđro cũng bị phá vỡ nên xảy ra hiện tượng nóng chảy. Mỗi phân tử H-O-H có thể tạo được 4 liên kết hiđro với 4 phân tử H2O khác nằm ở 4 đỉnh của tứ diện. Trong nước đá mỗi phân tử H2O liên kết với 4 phân tử H2O khác tạo thành mạng lưới không gian 3 chiều. Muốn làm nóng chảy nước đá cần phải phá vỡ mạng lưới không gian ba chiều với số lượng liên kết hiđro nhiều hơn so với ở HF rắn do đó đòi hởi nhiệt độ cao hơn. 109. HD: 1) Các vi hạt CH2Br2, Ca2+, H3As không có nguyên tử âm điện mạnh nên không thể tạo liên kết hiđro với phân tử nước. Các vi hạt F - , CH2O, (C2H5)2O có nguyên tử âm điện mạnh nên có thể tạo liờnkết hiđro với phân tử nước: 2) a) U238 tù phóng xạ tạo ra đồng vị bền 92Pbx cùng với ba loại hạt cơ bản: 2a 4, -1bo và ogo. Theo định luật bảo toàn khối lượng: x = 238 - 4´ 8 = 206. Vậy có 92Pb206. Theo định luật bảo toàn điện tích:[ 92 - (82 + 2´ 8)] / (-1) = 6.Vậy có 6 hạt -1bo. Do đó phương trình chung của quá trình này là: 92U238 92Pb206 + 8 He + 6b. b) Cấu hình electron [Rn]5f36d17s2 có số electron ngoài được biểu diễn như sau: Vậy nguyên tử 92U238 có 4 e độc thân (chưa ghép đôi); mức (số) oxi hoá cao nhất là +6 vì U[Rn]5f36d17s2 - 6 e U [Rn] +6 . c) Phản ứng 2 ClF3 + 3UF4 3 UF6 + Cl2 . 3) a) Tớnh cỏc trị năng lượng ion hoá có thể có của Bo: Từ cấu hình electron đã cho , ta xác định được các vi hạt tương ứng cùng với trị năng lượng như sau: Cấu hình electron Vi hạt Năng lượng theo eV Cấu hình electron Vi hạt Năng lượng theo eV 1s1 1s2 1s22s1 B4+ B3+ B2+ - 340,000 - 600,848 - 637,874 1s22s2 1s22s22p1 B+ B - 660,025 - 669,800 Có định nghĩa: Năng lượng ion hoá (của một nguyên tử) là năng lượng Ýt nhất cần để tách 1 e khỏi nguyên tử ở trạng thái cơ bản mà không truyền thêm động năng cho e đó. Vậy giữa năng lượng e của 1 e ở trạng thái cơ bản và năng lượng ion hoá I tương ứng có liên hệ: I = - e (1). Vậy với sự ion hoá M (k – 1)+ - e M k+ ; Ik (2), Ta có liên hệ: Ik = - e = (3). Trong đó: k chỉ số e đã bị mất (do sù ion hoá) của vi hạt đựơc xột, cú trị số từ 1 đến n; do đó k+ chỉ số đơn vị điện tích dương của ion M k+ ; Ik là năng lượng ion hoá thứ k của nguyên tố M được biểu thị theo (2). Xét cụ thể với nguyên tố Bo: vì Z = 5 nên nguyên tử có 5 e; vậy k = 1 đến a) Áp dụng phương trình (2) và (3), dùng số dữ kiện bảng trên cho Bo, ta có: +) Bo - e B+ ; I1 ( vậy k = 1); I1 = - [ EB - EB1+] = - ( - 669,800 + 660,025 ). Vậy I1 = 9,775 eV . +) B+ - e B2+ ; I2 ( vậy k = 2); I2 = - [ EB+ - EB2+] = - ( - 660,025 + 637,874). Vậy I2 = 22,151 eV . +) B2+ - e B3+ ; I3 ( vậy k = 3); I3= - [ EB2+ - EB3+] = - ( - 637,874 + 600,848). Vậy I3 = 37,026 eV . +) B3+ - e B4+ ; I4 ( vậy k = 4); I4 = - [ EB3+ - EB4+] = - ( - 600,848 + 340,000). Vậy I4 = 260,848 eV . +) B4+ - e B5+ ; I4 ( vậy k = 5); I5 = - [ EB4+ - EB5+] = - ( - 340,000 + 0,000). Vậy I5 = 340,000 eV . b) Từ kết quả trên, ta thấy có qui luật liên hệ các trị năng lượng ion hoá của Bo nh­ sau: I1 < I2 < I3 < I4 < I5 (4). Giải thích: Khi vi hạt M (k -1)+ mất thêm 1 e tạo thành M k+ có số đơn vị điện tích k+ lớn hơn (k - 1) nên lực hót tác dụng lên e tiếp theo trong vi hạt M k+ mạnh hơn so với trong M (k - 1)+. Do đó phải tốn năng lượng lớn hơn để tách 1 e tiếp theo khái M k+; nghĩa là I( k - 1) < Ik nh­ đã được chỉ ra trong (4) trên đây . 5) a) Xét dấu của nhiệt phản ứng Trong đó i, j là liên kết thứ i, thứ j ở chất tham gia, chất tạo thành tương ứng của phản ứng được xét; Ei , Ej là năng lượng của liên kết thứ i, thứ j đó. Xét cụ thể với nitơ : Phản ứng 4 N N4 (1) Có D H1 = 4 EN - EN4 = 0,0 - 5 ´ 163 ; vậy D H1 = - 815 kJ . Phản ứng 4 N 2 N2 (2) Có D H2 = 4 EN - 2 EN2 = 0,0 - 2 ´ 945 ; vậy D H2 = - 1890 kJ . Ta thấy D H2 < D H1. Vậy phản ứng 4 N 2 N2 xảy ra thuận lợi hơn phản ứng 4 N N4. 110. HD: Cấu hình electron của cỏc lớp trong của các vi hạt là 1s22s22p6, ứng với cấu hình của [Ne]. a) Cấu hình [Ne] 3s1 chỉ có thể ứng với nguyên tử Na (Z = 11), không thể ứng với ion. Na là kim loại điển hình, có tính khử rất mạnh. Thí dụ: Na tự bốc cháy trong H2O ở nhiệt độ thường. 2 Na + 2 H2O ® 2 NaOH + H2 b) Cấu hình [Ne] 3s2 ứng với nguyên tử Mg (Z = 12), không thể ứng với ion. Mg là kim loai hoạt động. Mg cháy rất mạnh trong oxi và cả trong CO2. 2 Mg + O2 ® 2 MgO c) Cấu hình [Ne] 3s23p3 ứng với nguyên tử P (Z = 15), không thể ứng với ion. P là phi kim hoạt động. P cháy mạnh trong oxi. 4 P + 5 O2 ® 2 P2O5 d) Cấu hình [Ne] 3s23p6: *) Trường hợp vi hạt có Z = 18. Đây là Ar, một khí trơ. *) Vi hạt có Z < 18. Đây là ion âm: Z = 17. Đây là Cl-, chất khử yếu. Thớ dụ: 2 MnO4- + 16 H+ + 10 Cl- ® 2 Mn2+ + 8 H2O + 10 Cl2 Z = 16. Đây là S2-, chất khử tương đối mạnh. Thí dụ: 2 H2S + O2 ® 2 S + 2 H2O Z = 15. Đây là P3-, rất không bền, khó tồn tại. *) Vi hạt có Z > 18. Đây là ion dương: Z = 19. Đây là K+, chất oxi hoá rất yếu, chỉ bị khử dưới tác dụng của dòng điện (điện phân KCl hoặc KOH nóng chảy). Z = 20. Đây là Ca2+, chất oxi hoá yếu, chỉ bị khử dưới tác dụng của dòng điện (điện phân CaCl2 nóng chảy). PHẦN III: THỰC NGHIỆN SƯ PHẠM I. MỤC ĐÍCH CỦA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM (TNSP) I.1. Nghiên cứu hiệu quả của việc giảng dạy theo nội dung luận án nhằm đánh giá khả năng nắm vững lí thuyết cơ bản và khả năng vận dụng lí thuyết vào việc giải bài tập. I.2. So sánh kết quả của líp thực nghiệm với kết quả của líp đối chứng. Từ đó xử lí, phân tích kết quả để đánh giá khả năng áp dụng hệ thống lí thuyết, bài tập do chúng tôi đề xuất còng nh­ cách sử dụng nó trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi và giảng dạy ở cỏc lớp chuyên Hóa học hiện nay. II. NHIỆM VỤ CỦA TNSP II.1. Biên soạn tài liệu thực nghiệm theo nội dung của luận án. Hướng dẫn giáo viên thực hiện theo nội dung và phương pháp của tài liệu. II.2. Kiểm tra, đánh giá hiệu quả của tài liệu thực nghiệm và cách sử dụng nó trong giảng dạy. II.3. Xử lí, phân tích kết quả thực nghiệm, từ đó rót ra kết luận về: - Kết quả nắm kiến thực, hình thành kĩ năng giải bài tập của học sinh líp thực nghiệm và líp đối chứng … - Sù phù hợp về mức độ nội dung lí thuyết, số lượng và chất lượng của bài tập trong hệ thống do chúng tôi đưa ra với yêu cầu của việc bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên Hóa học hiện nay. III. ĐỐI TƯỢNG VÀ CƠ SỞ TNSP Tiến hành thực nghiệm sư phạm ở khối 10 thuộc trường THPT chuyên Hàn Thuyên Bắc Ninh và trường THPT năng khiếu Trần Phú Hải Phòng. IV. NỘI DUNG THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Đánh giá mức độ nắm vững kiến thức cơ bản và trình độ, năng lực giải quyết vấn đề của học sinh qua việc sử dụng hệ thống lí thuyết, bài tập đã đề xuất. Từ đó bồi dưỡng cho các em phương pháp tư duy Hóa học, lòng say mê bộ môn và niềm tự tin để dành kết quả cao trong cỏc kỡ thi Olympic Hóa học. V. PHƯƠNG PHÁP TNSP Để thực nghiệm tốt những nội dung của luận án, chúng tôi tiến hành thực nghiệm ở hai loại líp: - Líp đối chứng (ĐC): Dạy theo phương pháp bình thường. - Líp thực nghiệm (TN): Dạy theo hệ thống lí thuyết, bài tập đề xuất. Phương pháp đánh giá chất lượng hệ thống lý thuyết, bài tập được chúng tôi tiến hành: - Ra hai đề kiểm tra với hai mức độ khác nhau: (xem phụ lục 1) + Đề 1: Đánh giá khả năng nắm vững lý thuyết cơ bản. + Đề 2: Đánh giá kỹ năng giải bài tập bằng cách áp dụng lí thuyết cơ bản. - Chấm bài kiểm tra. - Sắp xếp kết quả theo thứ tự từ điểm 0 đến điểm 10. - Phân loại theo 3 nhóm: + Nhúm khá giỏi các điểm: 7, 8, 9, 10. + Nhóm trung bình: 5, 6. + Nhóm yếu, kém: 0, 1, 2, 3, 4. - So sánh kết quả líp đối chứng và líp thực nghiệm. - Áp dụng toán học thống kê: xử lí, phân tích kết quả. VI. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM Gồm 4 bảng, 2 đường lũy tích và hai biểu đồ so sánh kết quả của líp đối chứng và líp thực nghiệm. Bảng 1: Điểm kiểm tra học sinh líp 10H1 và 10H2 Đề Líp Tổng sè Điểm 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10H1 (TN) 32 0 1 0 9 12 9 1 0 10H2 (ĐC) 30 1 1 6 10 11 1 0 0 2 10H1 (TN) 32 0 0 2 5 12 6 6 1 10H2 (ĐC) 30 2 2 10 4 10 2 0 0 Bảng 2: Các giá trị , S2, S, V, t của líp 10H1 và 10H2 Đề Líp Tổng sè S2 S V t 1 10H1 (TN) 32 6,97 1,00 1,00 14,34 t = 3,41 > t0,05 60 = 2,00 t0,01 60 = 2,66 10H2 (ĐC) 30 6,07 1,17 1,08 17,81 2 10H1 (TN) 32 7,38 1,53 1,24 16,78 t = 4,78 > t0,05 60 = 2,00 t0,01 60 = 2,66 10H2 (ĐC) 30 5,80 1,82 1,35 23,26 Bảng 3: % học sinh đạt khá giỏi, trung bình, yếu kém. Đề Líp % học sinh đạt điểm yếu kém (%) % học sinh đạt điểm trung bình (%) % học sinh đạt điểm khá giỏi (%) 1 10H1 (TN) 3 28 69 10H2 (ĐC) 6 54 40 2 10H1 (TN) 0 21 79 10H2 (ĐC) 14 46 40 Bảng 4: % học sinh đạt điểm Xi trở xuống Đề Líp Tổng sè Điểm 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10H1 (TN) 32 0 3 3 31 69 97 100 100 10H2 (ĐC) 30 3 6 26 60 97 100 100 100 2 10H1 (TN) 32 0 0 6 21 59 78 97 100 10H2 (ĐC) 30 7 14 47 60 93 100 100 100 Biểu đồ so sánh điểm số của líp 10H1 và 10H2 Đề 1 Đề 2 Đường lũy tích so sánh kết quả kiểm tra Đề 1 Đề 2 Căn cứ vào kết quả TNSP và các biện pháp điều tra khác nh­: dự giê của giáo viên và học sinh, xem giáo án, vở bài tập, bài kiểm tra của học sinh, chúng tôi rót ra kết luận sau: a) Chất lượng nắm kiến thức cơ bản và khả năng áp dụng lí thuyết vào giải các bài tập của học sinh líp thực nghiệm cao hơn hẳn líp đối chứng, thể hiện ở các bảng 1, 2, 3, 4. b) Học sinh líp thực nghiệm được trang bị kiến thức sâu hơn do đó khả năng giải bài tập cơ bản nhanh hơn và trình bày các vấn đề lí thuyết rõ ràng hơn, có ý nghĩa hóa học hơn. c) Từ đường lũy tích so sánh kết quả kiểm tra ta thấy đường lũy tích của líp thực nghiệm nằm bên phải và phía dưới đường lũy tích của líp đối chứng, điều này chứng tỏ: Hệ thống lí thuyết- bài tập mà chúng tôi đề xuất thu được kết quả học tập tốt hơn. Bên cạnh kết quả đó nờu ở trên, các giáo viên dạy thực nghiệm đều có ý kiến thống nhất rằng: Nội dung của đề tài đã có hệ thống lí thuyết - bài tập tương đối phong phú, rõ ràng. Bước đầu đã đáp ứng một phần của nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi hóa và giảng dạy cỏc lớp chuyên Hóa học hiện nay. Tóm lại: Các kết quả thu được trong TNSP về căn bản đã chứng minh được tính đúng đắn của các giả thuyết khoa học đã đề ra. KẾT LUẬN CHUNG VÀ NHỮNG Ý KIẾN ĐỀ XUẤT Qua việc nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi thu được một số kết quả sau đây: 1. Nghiên cứu cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài bao gồm: cơ sở lí luận, thực tiễn bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học ở bậc THPT; đặc trưng cơ bản của dạy học Hóa học hiện nay ở các bậc học nói chung và bậc phổ thông nói riêng; vai trò, mục đích, cách phân loại và tác dụng của bài tập Hóa học đối với việc dạy học nói chung và bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học nói riêng. 2. Đã xây dựng khá đầy đủ một hệ thống lí thuyết cơ bản chuyờn sõu phần cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học, đáp ứng yêu cầu bồi dưỡng học sinh giỏi và giảng dạy cỏc lớp chuyên Hóa hiện nay. 3. Đã xây dựng được hệ thống bài tập (bài tập tự luận: 114 bài; bài tập trắc nghiệm khách quan: 90 bài), hệ thống bài tập tự luận được phân thành 9 dạng đề cập đến các vấn đề trọng tâm của lí thuyết, có tham khảo nhiều đề thi Olympic quốc gia và quốc tế nhằm nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học cũng như dùng là bài tập cho cỏc lớp chuyên Hóa học. 4. Đã phân tích một số bài tập trong 9 dạng bài tập nói trên sử dụng trong bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên Hóa học. 5. Những kết quả TNSP đã xác nhận hiệu quả của các vấn đề về nội dung luận án do chúng tôi đề xuất, xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết khoa học đặt ra: Học sinh hiểu sâu lí thuyết căn bản về cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học do đó khả năng áp dụng vào giải bài tập linh hoạt hơn đi sâu vào bản chất hóa học hơn. Qua quá trình nghiên cứu đề tài cho phép chúng tôi nêu ra một sè phương hướng nghiên cứu trong thời gian tới: Tiếp tục mở rộng phạm vi nghiên cứu các vấn đề trọng tâm khác của Hóa học thường hay đề cập đến trong các kỳ thi Olympic quốc gia và quốc tế. Cuối cùng chúng tôi nhận thấy rằng đây chỉ là những kết quả nghiên cứu ban đầu. Vì trình độ năng lực bản thân và điều kiện thời gian còn hạn chế chúng tôi rất mong được sự góp ý xây dựng của các thầy cô giáo làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, giảng dạy ở cỏc lớp chuyên hóa cũng như các bạn đồng nghiệp quan tâm đến vấn đề này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Duy Ái, Nguyễn Tinh Dung, Trần Thành Huế, Trần Quốc Sơn, Nguyễn Văn Tũng - Một số vấn đề chọn lọc của Hóa học. Tập I - NXB Giáo dục, 2004. 2. Nguyễn Duy Ái, Đào Hữu Vinh - Bài tập Hóa học đại cương và vô cơ - NXB Giáo dục, 2003. 3. Hoàng Chóng - Phương pháp thống kê toán học trong khoa học giáo dục - Tạp chí nghiên cứu giáo dục. Số 5, 1982. 4. Nguyễn Cương, Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu – Phương pháp dạy học Hóa học tập I, II, III (sách cao đẳng) - NXB Giáo dục, 2002. 5. Đinh Thị Kim Dung - Bước đầu nghiên cứu sử dụng một số đề thi Olimpic hoá học ở Mỹ trong giảng dạy hoá học phổ thông Việt Nam. Luận án thạc sỹ. ĐHSPHN 2005. 6. Nguyễn Tinh Dung, Hoàng Nhâm, Trần Quốc Sơn, Phạm Văn Tư - Tài liệu nâng cao và mở rộng kiến thức Hóa học THPT - NXB Giáo dục, 2002. 7. Đảng cộng sản Việt Nam – Văn kiện Đại Hội đại biểu toàn quốc lần thứ IX – NXB Chính trị Quốc Gia, 2001 8. Đề thi học sinh giỏi Quốc Gia từ năm 1996 đến 2006. 9. Đề thi Olympic Hóa học quốc tế từ năm 1998 đến 2005. 10. Đề thi Olympic Hóa học sinh viên toàn quốc 2003 đến 2005. 11. Phạm Đình Hiến, Vũ Thị Mai, Phạm Văn Tư - Tuyển chọn đề thi học sinh giỏi các tỉnh và Quốc gia Hóa học - NXB Giáo dục, 2002. 12. Nguyễn Đình Huề, Nguyễn Đức Chuy - Thuyết lượng tử về nguyên tử và phân tử. Tập I, II - NXB Giáo dục, 2003. 13. Trần Thành Huế - Bàn về dạy tốt, học tốt môn Hóa học, báo cáo khoa học hội nghị toàn quốc, lần thứ III - Hội Hóa học Việt Nam, 1998. 14. Trần Thành Huế - Mét số tổng kết về bài tập Hóa học - NXB Khoa học kỹ thuật Hà Nội, 1996. 15. M. N SACDACOV - Tư duy của học sinh - NXB Giáo dục, 1970. 16. Cao Cự Giác- Hệ thống lí thuyết bài tập dung dịch chất điện li bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên Hóa học. Luận án thạc sỹ. ĐHSPHN 1998. 17. Cao Cự Giác - Hướng dẫn giải nhanh bài tập Hóa học. Tập I - NXB ĐHQG Hà Nội, 2001. 18. Nguyễn Ngọc Quang, Nguyễn Cương, Dương Xuân Trinh - Lý luận dạy học Hóa học. Tập I - NXB Giáo dục Hà Nội, 1982. 19. Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học phần liên kết Hóa học - Trường THPT Chuyờn Lờ Quớ Đụn - Đà Nẵng. 20. Nguyễn Trọng Thọ - Hóa học đại cương - NXB Giáo dục, 2004. 21. Nguyễn Trọng Thọ - Hóa hữu cơ phần 2: Các chức Hóa học - NXB Giáo dục 2003. 22. Lại Thị Thu Thủy - Xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập phần cơ sở lý thuyết các phản ứng hóa học dùng cho học sinh lớp chuyờn ở bậc THPT. Luận án thạc sỹ. ĐHSPHN 2004. 23. Đào Đình Thức - Cấu tạo nguyên tử và liên kết Hóa học. Tập I, II - NXB Giáo dục, 2005. 24. Nguyễn Xuân Trường - Bài tập Hóa học phổ thông - NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, 1998. 25. Vò Anh Tuấn- Bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học ở trường Phổ thông trung học. Luận án thạc sỹ. ĐHSP HN 1998. 26. Tuyển tập đề thi Olympic Hóa học 30- 4 lần thứ VII năm 2001 - NXB Giáo dục, 2001. 27. Tuyển tập 10 năm đề thi Olympic Hóa học 30 tháng 4 - NXB Giáo dục, 2006. 28. Văn kiện Hội nghị thứ tư Ban chấp hành Trung ương khúa khúa VII, NXB Chính trị quốc gia. 29. Nguyễn Đức Vận - Hóa học vô cơ. Tập II - NXB KHKT Hà Nội, 2000. 30. Đào Hữu Vinh, Từ Vọng Nghi, Đỗ Hữu Tài, Nguyễn Thị Minh Tâm - 121 Bài tập Hóa học bồi dưỡng học sinh giỏi líp 10, 11, 12. Tập I, II - NXB Đồng Nai, 1997. 31. Đào Hữu Vinh, Nguyễn Duy Ái - Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học 10 - NXB Giáo dục, 2002. PHỤ LỤC 1: ĐỀ KIỂM TRA THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Để đánh giá kết quả TNSP, chúng tôi yêu cầu học sinh hai líp đối chứng và thực nghiệm làm hai bài kiểm tra viết. Đề 1: (Thời gian làm bài 45 phót) Hãy khoanh tròn một đáp án đúng (a, b, c, d) trong từng câu sau đây: 1/ Sù kết hợp của cặp ion nào sau đây sẽ tạo liên kết ion mạnh nhất a Ca2+ và O2- b Ca2+ và Cl- c K+ và Cl- d K+ và O2- 2/ Sắp xếp sự tăng dần độ dài liên kết cacbon - oxi trong các hợp chất : I . CH3OH II . CO2 III. CH3COO- a III < II < I b I < II < III c III < I < II d II < III < I 3/ Rutherford đã chỉ ra rằng mẫu nguyên tử của Thomson là sai khi bắn các hạt a vào lá vàng mỏng thì: a Mét số hạt bị chuyển hóa thành nguyên tử heli b Mét số hạt bị lệch đi hoặc bật trở lại c Rất nhiều hạt đi qua d Đa số hạt lệch đi 4/ Chất nào sau đây có chứa các ion không có cấu hình e- là: 1s2 2s2 2p6 3s23p6 a KBr b NaCl c NaF d CaI2 5/ Cấu hình của ion Co3+ là gì a 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 b 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 c 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 d 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 6/ Phân tử nào sau đây có cực a Xe2 b PCl5 c CO2 d SO2 7/ Theo thuyết VB, trạng thái lai hoá của các nguyên tử C trong CH2 = CH - COOH là: a sp3,sp3,sp3 b sp3,sp2,sp3 c sp2,sp2,sp2 d sp2,sp, sp3 8/ Hợp chất nào bao gồm cả liên kết ion và cộng hoá trị a H3O+ b NaKS c Mg(CN)2 d NH3BF3 9/ Liên kết nào sau đây phân cực lớn nhất a F - Cl b F - S c F - F d F - O 10/ Có bao nhiêu liên kết s và liên kết p trong hợp chất sau: Liên kết s Liên kết p a 8 1 b 7 2 c 6 3 d 9 0 11/ Chu kỳ bán huỷ của 32P là 14,3 ngày. Hỏi sau bao lâu thì 1 mẫu khoáng vật chứa 32P còn lại 20% so với ban đầu. a 71,5 ngày b 33,2 ngày c 286 ngày d 61,8 ngày 12/ Các liên kết trong phân tử Ozon được biểu diễn đúng nhất là a 2 liên kết đôi b Các liên kết đơn và đôi rõ ràng tách biệt c Liên kết đơn và đôi luân chuyển vị trí cho nhau rất linh hoạt d Trung gian giữa liên kết đơn và đôi ( được giải toả) 13/ Hiđro Halogenua nào có điểm sôi nhỏ nhất a HCl b HI c HBr d HF 14/ Tính thuận từ của các phân tử hoặc ion phụ thuộc vào số e- độc thân. Phân tử hoặc ion nào sau đây thuận từ. I . O2 II . O2- III . O22- a I và II b I và III c II d III 15/ Phân tử PCl3 có đặc điểm gì I . Tam giác phẳng III . Các liên kết trong phân tử đều có cực II . P có lai hoá sp3 IV . Phõn tử khụng phân cực a I và IV b II và III c I và II d I , III và IV 16/ Sắp xếp theo thứ tự tăng dần năng lượng liên kết trong các phân tử a N2 , O2 , F2 b O2 , F2 , N2 c O2 , N2 , F2 d F2 , O2 , N2 17/ Chất nào sau đây cú mụmen lưỡng cực a CH2Cl2 b C2Cl4 c CCl4 d C2Cl2 18/ Liên kết tạo thành giữa hai nguyên tử có cấu hình electron hóa trị là 2s22p5 sẽ thuộc loại liên kết: a Kim loại b Ion c Cộng hóa trị không phân cực d Cộng hóa trị 19/ Ion nào sau đây khi ở trạng thái khí có số e- độc thân lớn nhất a Fe3+ b Co3+ c Mn3+ d Ni3+ 20/ Phân tử nào cú cỏc nguyên tử nằm trong cùng một mặt phẳng ? 1. NH3 2. XeF4 3. SF4 4. ICl4- a 3 và 4 b 2 và 3 c 2 và 4 d 1,2 và 3 21/ Cl trong ClF3 có trạng thái lai hoỏ gỡ a sp3 b dsp2 c dsp3 d d2sp3 22/ Phân tử nào sau đây không có cực a SO2 b NO2 c H2O d CO2 23/ 232Th90 chuyển hóa thành 208Pb82 sau một loạt phân rã a và b. Hái có bao nhiêu phân rã a và b. a 4 hạt anpha và 8 hạt beta b 6 hạt anpha và 4 hạt beta c 5 hạt anpha và 2 hạt beta d 3 hạt anpha và 2 hạt beta 24/ Theo công thức Liuýt, chất nào có duy nhất 1 cặp e- của liên kết cộng hoá trị là không do sự góp chung a NH2- b H3O+ c CH4 d H2S 25/ Chất nào sau đây nguyên tử trung tâm có lai hoá sp2 a NI3 b ClF3 c O3 d I3- 26/ Cho Li có cấu trúc mạng lập phương tâm khối. Tính khối lượng của 1 tế bào cơ sở (theo đơn vị gam) . a 1,04.10-22 b 1,15.10-23 c 5,75.10-23 d 2,3.10-23 27/ Phân tử nào có cực I . NCl3 II . SO3 III . PCl5 a I và III b II c II và III d I 28/ Chất nào có công thức Liuýt giống CO32- a NO3- b SO32- c NCl3 d BCl3 29/ Bảng sau đưa ra mối liên hệ giữa 4 sè lượng tử. Đáp án nào sai n l ml ms a 2 2 0 -1/2 b 3 2 -1 + 1/2 c 1 0 0 +1/2 d 3 1 1 - 1/2 30/ Tỉ lệ Nơtron trên proton trong một đồng vị có thể tăng bởi sự phát xạ của a 1 Nơtron b 1 pozitron c 1 tia gamma d 1 electron 31/ Tính bước sóng của ánh sáng cần thiết để có thể phân ly nguyên tử brom. Biết EBr-Br = 193kJ/mol. a 1,25.10-8m b 1,93.10-12m c 6,19.10-7m d 1,98.10-28m 32/ Phân tử nào có năng lượng liên kết lớn nhất a NO b O2 c CO d F2 33/ Có bao nhiêu electron trong nguyên tử Ag thoả mãn điều kiện n = 3 và l = 2 a 2 b 8 c 10 d 18 34/ Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản của Al3+ là: a 1s22s22p63s23p1 b 1s22s22p63s23p4 c 1s22s22p6 d 1s22s22p63s23p6 35/ Phản ứng phân rã T ( 31H ) là phản ứng bậc1 có chu kỳ bán huỷ là 12,5 năm. Cần bao nhiêu năm để 1 mẫu T phân rã chỉ còn 15 % so với ban đầu a 64 năm b 24 năm c 54 năm d 34 năm Đề sè 2: (Thời gian làm bài 60 phót) Câu 1: (5 điểm) Một hợp chất được tạo thành từ các ion M+ và X22-. Trong phân tử M2X2 có tổng số hạt proton, nơtron, electron bằng 164; trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 52. Số khối của M lớn hơn số khối của X là 23 đơn vị. Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong ion M+ nhiều hơn trong ion X22- là 7 hạt. Xác định các nguyên tố M, X và công thức phân tử M2X2. Viết cấu hình electron (dạng chữ và dạng obitan) của M+; viết công thức electron của ion X22-. Câu 2: (2 điểm) Thực nghiệm cho biết PCl5 có hình song tháp tam giác, góc liên kết trong mặt phẳng đáy là 1200, trục với mặt đáy là 900. Áp dụng thuyết lai húa, hóy giải thích kết quả đó. Câu 3: (3 điểm) Khi nghiên cứu một cổ vật dùa vào 14C (t1/2 = 5730 năm), người ta thấy trong mẫu đú cú cả 11C, số nguyên tử 14C bằng số nguyên tử 11C; tỉ lệ phóng xạ 11C so với 14C bằng 1,51.108 lần. Hãy : a) Viết phương trình phản ứng phóng xạ beta của hai đồng vị đó. b) Tính tỉ lệ độ phóng xạ 11C so với 14C trong mẫu này sau 12 giê kể từ nghiên cứu trên. Cho biết 1 năm có 365 ngày. PHỤ LỤC 2: ĐÁNH GIÁ CÁC BÀI KIỂM TRA THỰC NGHIỆM Đề 1: Đáp án 1 - A 6 - D 11 - B 16 - D 21 - C 26 - D 31 - C 2 - D 7 - C 12 - D 17 - A 22 - D 27 - D 32 - C 3 - B 8 - A 13 - A 18 - C 23 - B 28 - A 33 - C 4 - C 9 - B 14 - A 19 - A 24 - B 29 - A 34 - C 5 - A 10 - C 15 - B 20 - C 25 - C 30 - B 35 - D Mỗi cõu đỳng cho một điểm rồi qui về thang điểm 10 làm tròn đến hàng đơn vị Số cõu đỳng 9¸12 13¸15 16¸19 20¸22 23¸26 27¸29 30¸33 34¸35 Điểm 3 4 5 6 7 8 9 10 Đề 2: Câu1: (5 điểm) Gọi Z, N là số proton và số nơtron trong 1 nguyên tử M và Z’, N’ là số proton, nơtron trong 1 nguyên tử X. Theo đề bài ta có: 2.(2Z + N) + 2(2Z’ + N’) = 164 (1) (4Z + 4Z’) - (N + N’) = 52 (2) (Z + N) - (Z’ + N’) = 23 (3) (2Z + N - 1) - (2Z’ + N’ + 1) = 7 (4) Giải hệ phương trình (1, 2, 3, 4) ta được Z =19 đó là K và Z’ =8 đó là O: (2 đ) Công thức phân tử M2X2 là K2O2 (1đ) Cấu hình electron của ion K+ là (1đ): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Công thức electron của O22- là (1đ): Câu 2: (2 điểm) - P lai hóa sp3d có 5 e độc thân: 1AO3s + 3AO3p + 1AO3d ® 5 AO sp3d (1đ) - Vẽ hình, giải thích đúng : (1đ) Câu 3: (3 điểm) - Mỗi phương trình đúng cho 0,5 đ : 1 điểm - Tớnh đúng kết quả cho 2 điểm [A11/A14] ~ 2,004.10-3 (lần)