BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KÌ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA
LỚP 12 THPT NĂM HỌC 2001-2002

HƯỚNG DẪN CHẤM ĐỀ THI CHÍNH THỨC
HOÁ HỌC VÔ CƠ (Bảng A)
Ngày thi: 12/3/2002

Câu I: (5 điểm).
Liệu pháp phóng xạ được ứng dụng rộng rãi để chữa ung thư. Cơ sở của liệu pháp đó là sự biến đổi hạt nhân.
27Co59 + 0n1 ( X? (1)
X? ( 28Ni60 + ... ; h( = 1,25 MeV (2)
Hãy hoàn thành phương trình của sự biến đổi hạt nhân trên và nêu rõ định luật nào được áp dụng để hoàn thành phương trình.
Hãy cho biết điểm khác nhau giữa phản ứng hạt nhân với phản ứng oxi hoá-khử (lấy thí dụ từ phản ứng (2) và phản ứng Co + Cl2 ( CoCl2).
Có cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d54s1 (1)
Dùng kí hiệu ô lượng tử biểu diễn cấu hình electron (1).
Cấu hình electron (1) là cấu hình electron của nguyên tử hay ion ? Tại sao ?
Cho biết tính chất hoá học đặc trưng của ion hay nguyên tử ứng với cấu hình electron (1), hãy viết một phương trình phản ứng để minh họa.
Biết En = -13,6.
(n: số lượng tử chính, Z: số đơn vị điện tích hạt nhân).
Tính năng lượng1e trong trường lực một hạt nhân của mỗi hệ N6+, C5+, O7+.
Qui luật liên hệ giữa En với Z tính được ở trên phản ánh mối liên hệ nào giữa hạt nhân với electron trong các hệ đó ?
Trị số năng lượng tính được có quan hệ với năng lượng ion hoá của mỗi hệ trên hay không ? Tính năng lượng ion hoá của mỗi hệ.
Áp dụng thuyết lai hoá giải thích kết quả của thực nghiệm xác định được BeH2, CO2 đều là phân tử thẳng.

Lời giải:
(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:
Điện tích : 27 + 0 = 27; Số khối : 59 + 1 = 60 ( X là 27Co60.
27Co59 + 0n1 ( 27Co60.
Số khối : 60 = 60; Điện tích : 27 = 28 + x ( x = (1. Vậy có (1e0.
27Co60 ( 28Ni60 + -1e; hv = 1,25MeV.
(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 (b) ở trên.
Phản ứng hoá học (oxi hoá 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 hoá khử, phụ thuộc vào câu 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 hoá học thông thường.


(a) Dùng ô lượng tử biểu diễn cấu hình :
(( (( (( (( (( (( (( (( (( ( ( ( ( ( (
(b) (1) là cấu hình e của nguyên tử vì cấu hình d bán bão hoà nên thuộc kim loại chuyển tiếp (theo HTTH các nguyên tố). Thuộc kim loại chuyển tiếp thì ion không thể là anion; nếu là cation, số 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.
(Nguyên tố Ga có cấu hình (Ar( 3d104s24p1, ion Ga2+ có cấu hình (Ar( 3d104s1 bền nên không thể căn cứ vào lớp ngoài cùng 4s1 để suy ra nguyên tử).
(c) Z = 24 ( nguyên tố Cr, Kim loại (chuyển tiếp). Dạng đơn chất có tính khử.
Cr + 2HCl ( CrCl2 + H2(

(a) Theo đầu bài, n phải bằng 1 nên ta tính E1. Do đó công thức là E1 = (13,6 Z2 (ev) (2’)
Thứ tự theo trị số Z: Z = 6 ( C5+ : (E1) C5+ = (13,6 x 62 = (489,6 eV
Z = 7 ( N6+ : (E1) N6+ = (13,6 x 72 = (666,4 eV
Z = 8 ( O7+ : (E1) O7+ = (13,6 x 82 = (870,4 eV
(b) Quy luật liên hệ E1với Z : Z càng tăng E1 càng âm (