Giải bài 3 trang 71 SGK Hoá 10 Chân trời sáng tạo

Bài 3 trang 71 SGK Hoá 10 (Chân trời sáng tạo):

Khí hiếm nào dưới đây có nhiệt độ sôi thấp nhất?

A. Ne      B. Xe

C. Ar       D. Kr

Phân tích và Hướng dẫn giải

1. Bản chất nhiệt độ sôi của khí hiếm

Nhiệt độ sôi của các chất phụ thuộc trực tiếp vào độ mạnh yếu của lực liên kết giữa các phân tử (hoặc nguyên tử). Với khí hiếm, lực này chính là tương tác Van der Waals.

2. Quy luật biến đổi trong nhóm VIIIA

Khi đi từ trên xuống dưới trong nhóm VIIIA (từ Helium đến Radon):

• Kích thước nguyên tử tăng: Do số lớp electron tăng dần.

• Số lượng electron tăng: Làm tăng khả năng biến dạng của đám mây electron, dẫn đến các lưỡng cực tạm thời xuất hiện mạnh hơn.

• Khối lượng nguyên tử tăng: Góp phần làm tăng năng lượng cần thiết để tách các nguyên tử khỏi trạng thái lỏng.

Hệ quả: Khối lượng nguyên tử và kích thước càng lớn thì tương tác Van der Waals càng mạnh, dẫn đến nhiệt độ sôi càng cao.

Giải bài 3 trang 71 SGK Hoá 10 (Chân trời sáng tạo):

- Đáp án đúng: A. Ne

Giải thích cụ thể:

Trong nhóm VIIIA, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử (từ trên xuống dưới: $He \rightarrow Ne \rightarrow Ar \rightarrow Kr \rightarrow Xe \rightarrow Rn$):

• Bán kính nguyên tử tăng dần.

• Khối lượng nguyên tử tăng dần.

• Tương tác Van der Waals tăng dần: Do kích thước và số electron tăng làm cho đám mây electron dễ bị biến dạng hơn, tạo ra các lưỡng cực tạm thời và cảm ứng mạnh hơn.

• Nhiệt độ sôi tăng dần: Do lực hút giữa các nguyên tử mạnh hơn, cần nhiều nhiệt năng hơn để chuyển chúng sang trạng thái khí.

So sánh các phương án:

Trong 4 khí hiếm đề bài cho, theo thứ tự trong bảng tuần hoàn ta có: $Ne < Ar < Kr < Xe$.

• Do đó, $Ne$ (Neon) đứng đầu trong danh sách này nên có tương tác Van der Waals yếu nhất và nhiệt độ sôi thấp nhất.