Chọn phương án đúng: Hãy chỉ rõ chất nào trong các chất dưới đây có giá trị entropi tiêu chuẩn cao hơn: (1) 20Ca(r) và 12Mg(r) ; (2) H2O(k) và H2S(k) ; (3) PCl3(k) và PCl5(k) ; (4) Cl2(k) và F2(k) ; (5) Br2(l) và I2(r).

Câu 1:

Tính khối lượng mol nguyên tử của một kim loại hóa trị 2 và xác định tên kim loại, biết rằng 8,34g kim loại bị oxi hóa hết bởi 0,680 lít khí oxi (ở đktc).

Lời giải:

Đáp án đúng: C

Gọi kim loại là M. Vì M có hóa trị 2 nên công thức oxit là MO.
Số mol O2 = 0,68/22,4 = 0,03036 mol
Phương trình phản ứng: 2M + O2 → 2MO
Theo phương trình: n_M = 2*n_O2 = 2*0,03036 = 0,06072 mol
M_M = m_M / n_M = 8,34 / 0,06072 ≈ 137,4 g/mol
Vậy kim loại là Bari (Ba).

Câu 2:

Chọn phát biểu đúng: 1) Hiệu ứng xâm nhập càng nhỏ khi các số lượng tử n và ℓ của electron càng nhỏ. 2) Một phân lớp bão hòa hay bán bão hòa có tác dụng chắn yếu lên các lớp bên ngoài. 3) Hai electron thuộc cùng một ô lượng tử chắn nhau rất yếu nhưng lại đẩy nhau rất mạnh.

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Phát biểu đúng là phát biểu số 2: Một phân lớp bão hòa hay bán bão hòa có tác dụng chắn yếu lên các lớp bên ngoài. Điều này liên quan đến quy tắc Hund và sự ổn định của các cấu hình electron bão hòa hoặc bán bão hòa. Các cấu hình này phân bố electron đều trong các orbital, làm giảm sự đẩy giữa các electron và tăng cường sự chắn hiệu quả. Phát biểu 1 sai vì hiệu ứng xâm nhập càng lớn khi n và l càng nhỏ. Phát biểu 3 sai vì hai electron thuộc cùng một ô lượng tử chắn nhau khá mạnh, do chúng ở gần nhau và tương tác đẩy nhau đáng kể.

Câu 3:

Chọn câu sai: 1) Khi phân bố electron vào một nguyên tử đa electron phải luôn luôn phân bố theo thứ tự từ lớp bên trong đến lớp bên ngoài. 2) Cấu hình electron của nguyên tử và ion tương ứng của nó thì giống nhau. 3) Cấu hình electron của các nguyên tử đồng vị thì giống nhau. 4) Các orbitan s có dạng khối cầu có nghĩa là electron s chỉ chuyển động bên trong khối cầu ấy. 5) Bán kính của ion Fe²⁺ lớn hơn ion Fe³⁺ vì chúng có cùng điện tích hạt nhân nhưng ion Fe³⁺ lại có số electron ít hơn ion Fe²⁺.

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Câu hỏi yêu cầu chọn câu sai trong các phát biểu đã cho. Ta sẽ phân tích từng phát biểu:

1) Khi phân bố electron vào một nguyên tử đa electron phải luôn luôn phân bố theo thứ tự từ lớp bên trong đến lớp bên ngoài. Phát biểu này sai. Electron được phân bố theo nguyên tắc năng lượng (n+l) tăng dần, chứ không phải lúc nào cũng từ lớp bên trong ra lớp bên ngoài. Ví dụ, 4s được điền trước 3d.

2) Cấu hình electron của nguyên tử và ion tương ứng của nó thì giống nhau. Phát biểu này sai. Nguyên tử trung hòa và ion của nó có số electron khác nhau, do đó cấu hình electron khác nhau.

3) Cấu hình electron của các nguyên tử đồng vị thì giống nhau. Phát biểu này đúng. Các đồng vị của một nguyên tố có cùng số proton và electron, chỉ khác số neutron. Vì vậy, cấu hình electron giống nhau.

4) Các orbitan s có dạng khối cầu có nghĩa là electron s chỉ chuyển động bên trong khối cầu ấy. Phát biểu này sai. Obitan là vùng không gian mà xác suất tìm thấy electron là lớn nhất, chứ không phải là electron chỉ chuyển động bên trong vùng đó. Electron có thể xuất hiện ở bất cứ đâu, mặc dù xác suất ở bên ngoài khối cầu là thấp.

5) Bán kính của ion Fe²⁺ lớn hơn ion Fe³⁺ vì chúng có cùng điện tích hạt nhân nhưng ion Fe³⁺ lại có số electron ít hơn ion Fe²⁺. Phát biểu này đúng. Khi số electron giảm, lực hút của hạt nhân lên mỗi electron còn lại tăng lên, làm cho bán kính ion giảm.

Vậy, các câu sai là 1, 2, 4, do đó đáp án đúng là: 1, 2, 4, 5.

Câu 4:

Cho biết giá trị của số lượng tử chính n và số electron tối đa của lớp lượng tử O và Q?

Lời giải:

Đáp án đúng: B

Số lượng tử chính n xác định mức năng lượng của electron và số lớp electron trong nguyên tử. Lớp O là lớp thứ 4 (n=4) và số electron tối đa trên lớp này là 2n^2 = 2*(4^2) = 32 electron. Lớp Q là lớp thứ 7 (n=7), tuy nhiên, theo quy tắc octet và tính bền vững của cấu hình electron, lớp Q thường chỉ xét đến n=7 (mặc dù theo lý thuyết có thể có lớp cao hơn). Theo đề bài, lớp Q ứng với n=7 thì số electron tối đa là 2*7^2 = 98 electron.

Câu 5:

Electron ngoài cùng của nguyên tử ₃₀Zn có bộ 4 số lượng tử là (qui ước electron phân bố vào các orbitan trong phân lớp theo thứ tự m_ℓ từ -ℓ đến +ℓ):

Lời giải:

Đáp án đúng: A

Cấu hình electron của Zn (Z=30) là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰. Electron ngoài cùng là electron cuối cùng được điền vào, tức là một trong hai electron ở lớp 4s.

Số lượng tử n (số lượng tử chính): n = 4 (lớp ngoài cùng là lớp thứ 4).
Số lượng tử ℓ (số lượng tửMomentum góc hay số lượng tử orbital ): ℓ = 0 (vì là phân lớp s).
Số lượng tử mℓ (số lượng tử từ): mℓ = 0 (vì ℓ = 0).
Số lượng tử ms (số lượng tử spin): ms có thể là +1/2 hoặc -1/2.

Vậy bộ 4 số lượng tử của electron ngoài cùng là n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = ±½.

Câu 6:

Ion X⁴⁺ có cấu hình e phân lớp cuối cùng là 3p⁶. Vậy giá trị của 4 số lượng tử của e cuối cùng của nguyên tử X là (qui ước m_ℓ có giá trị từ -ℓ đến +ℓ)

Lời giải: