Nguyên tố R có phân mức năng lượng cao nhất là 4p6 R có bao nhiêu electron ở lớp thứ 3
|
Cấu hình electron nguyên tử cho thấy được sự phân bố của các obitan nguyên tử trên các lớp. Qua cấu hình electron lớp ngoài cùng để nhận dạng nguyên tử đó là nguyên tử kim loại, phi kim. Vậy cấu hình electron là gì? Cách viết cấu hình electron nguyên tử như thế nào? Chúng ta cùng tìm hiểu nội dung của kiến thức Hóa học 10 này ngay sau đây. – Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao. – Từ trong ra ngoài, mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và tăng theo năng lượng của phân lớp theo thứ tự từ s đến p đến d và đến f: s, p, d, f. – Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d. – Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. – Quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử: + Số thứ tự lớp electron được ghi bằng chữ số (1, 2, 3…). + Phân lớp được ghi bằng các chữ cái thường (s, p, d, f). + Số electron trong phân lớp được ghi bằng số ở phía trên góc phải của phân lớp (s2, p6…). – Nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s. – Nguyên tố p là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp p. – Nguyên tố d là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp d. – Nguyên tố f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp f. – Phân bố electron trong từng phân lớp: + Phân lớp s chứa tối đa 2 electron + Phân lớp p chứa tối đa 6 electron + Phân lớp d chứa tối đa 10 electron + Phân lớp f chứa tối đa 14 electron Ví dụ: Xác định cấu hình e của N có Z = 7 – Cấu hình e của N là: 1s22s22p3. – Như vậy, nguyên tử N có tất cả 2 lớp e, có 3 phân lớp và có 5 e lớp ngoài cùng. – Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron. – Các nguyên tử có 8 electron ở lớp electron ngoài cùng (ns2np6) và nguyên tử heli (1 s2) không tham gia vào các phản ứng hóa học (trừ trong một số điều kiện đặc biệt) vì cấu hình electron của các nguyên tử này rất bền. Đó là các nguyên tử của nguyên tố khí hiếm. Trong tự nhiên, phân tử khí hiếm chỉ có một nguyên tử. – Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng dễ nhường electron là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (trừ H, He, B). – Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng dễ nhận electron thường là nguyên tử của nguyên tố phi kim. – Các nguyên tử có 4 electron ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim.
– Nguyên lý Pauli. Trên một obitan nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron. – Quy tắc Hund. Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau. – Nguyên lý vững bền. Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.
Bước 1. Xác định số electron của nguyên tử. Bước 2. Phân bố lần lượt electron vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng trong nguyên tử và tuân theo quy tắc sau: phân lớp s chứa tối đa 2 electron; phân lớp p chứa tối đa 6 electron, phân lớp d chứa tối đa 10 electron; phân lớp f chứa tối đa 14 electron. Bước 3. Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau. Ví dụ: Viết cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố sau: – Nguyên tử Hidro có Z = 1 => Cấu hình electron nguyên tử là: 1s1. – Nguyên tử Heli có Z = 2 => Cấu hình electron nguyên tử là: 1s2. – Nguyên tử Liti có Z = 3 => Cấu hình electron nguyên tử là: 1s22s1 – Nguyên tử Neon có Z = 10 => Cấu hình electron nguyên tử là: 1s22s22p6 – Nguyên tử Clo có Z = 17 => Cấu hình electron nguyên tử là: 1s22s22p63s23p5. Viết gọn lại cấu hình của Clo là [Ne]3s23p5. Vì electron điền cuối cùng là phân lớp nào thì nguyên tố thuộc nhóm đó, nên Clo là nguyên tố nhóm p. Chú ý: Trường hợp điền electron vào phân lớp s trước phân lớp d. – Do phân lớp s có mức năng lượng thấp hơn phân lớp d, nên khi electron di chuyển thì nó sẽ vào lớp s cho đủ 2 electron rồi mới vào lớp d. Ví dụ: titan có Z = 22 – Cấu hình theo thứ tự các lớp 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s0 nhưng do năng lượng của lớp 4s thấp hơn lớp 3d nên 4 electron còn lại sẽ điền đầy vào lớp 4s (2) trước, sau đấy mới đến lớp 3d (2), cấu hình đúng của titan là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2. – Nguyên tử Fe có Z bằng 26 => Cấu hình electron nguyên tử Fe là: 1s22s22p63s23p64s23d6. Xem thêm: Bảng tuần hoàn hóa học và những điều cần biết Xem thêm: Bảng nguyên tử khối
Nguyên tố có z = 11 thuộc loại nguyên tố : A. s B. p C.d D.f Chọn đáp án đúng. Giải: Nguyên tố Z=11, ta có cấu hình electron của nguyên tố đó như sau: 1s22s22p63s1 . Vậy nguyên tố đã cho là s. => A. Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây của lưu huỳnh (Z = 16) : A. 1s2 2s2 2p5 3s2 3p5 ; B. 1 s2 2s1 2p6 3s2 3p6 ; C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ; D. 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p3. Chọn đáp án đúng. Giải: Nguyên tử lưu huỳnh có Z=16 có cấu hình là: 1s22s22p63s23p4 => C. Cấu hình electron của nguyên tử nhôm (Z = 13) là 1s22s22p63s23p1. Vậy: A. Lớp thứ nhất (Lớp K) có 2 electron ; B. Lớp thứ hai (Lớp L) có 8 electron ; C. Lớp thứ ba (Lớp M) có 3 electron ; D. Lớp ngoài cùng có 1 electron. Tìm câu sai. Giải: câu sai là câu D. Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13. a) Xác định nguyên tử khối. b) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó. (Cho biết : các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong N bảng tuần hoàn thì 1 ≤ N/Z ≤ 1,5) Giải: a) Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong 1 nguyên tử của nguyên tố đã cho là 13. Mà số proton bằng số electron nên ta có phương trình sau: 2Z + N =13 Mặt khác từ nguyên tố số 2 đến 82 trong bảng tuần ta có : Z ≤ N; mà N =13 – 2Z ⇒ Z ≤ 13 – 2Z ⇒ Z ≤ 4,333 (1) N ≤ 1,5Z ⇒ 13-2Z ≤ 1,5Z ⇒ 3,5Z ≥ 13 ⇒ Z ≥ 3,7 (2) Từ (1) và (2) và vì Z nguyên dương 3,7 ≤ Z ≤ 4,333 . vậy Z =4 Suy ra số nơtron: N = 13 – 2Z = 13 -2.4 = 5 Vậy nguyên tử khối cần tìm theo yêu cầu bài toán là 4+5=9. b) Viết cấu hình electron: Z = 4 có cấu hình là 1s22s2. Đây là nguyên tố s. Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt bằng 3, 6, 9, 18 ? Giải: Số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử bằng 3, 6, 9, 18 lần lượt là 1, 4, 7, 8. Do các nguyên tử có cấu hình electron như sau: z = 3 : 1s2 2s1 z = 6 : 1s2 2s2 2p2 z = 9 : 1s2 2s2 2p5 z = 18 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6. Viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử có số proton là : a) 1, 3; b)8, 16; c) 7, 9. Những nguyên tố nào là kim loại ? Là phi kim ? Vì sao ? Giải: Hạt nhân nguyên tử cho biết số proton (nghĩa là cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân) nên theo yêu cầu của đề bài ta có thế viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố như sau : a) z = 1 : 1s1 z = 3 : 1s2 2S1 b) z = 8 : 1s2 2s2 2p4 z = 16 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 c) z = 7 : 1s2 2s2 2p3 z = 9 : 1s2 2s2 2p5. Nguyên tố kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng, nên nguyên tố có z = 3 là kim loại, còn nguyên tố z = 1 là H giống kim loại nhưng không phải là kim loại. Nguyên tố phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng nên các nguyên tố có z = 8, z = 16, z = 7, z = 9 là phi kim. Viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử có số proton là : a) 1, 3; b)8, 16; c) 7, 9. Những nguyên tố nào là kim loại ? Là phi kim ? Vì sao ? Giải: Hạt nhân nguyên tử cho biết số proton (nghĩa là cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân) nên theo yêu cầu của đề bài ta có thế viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố như sau : a) z = 1 : 1s1 z = 3 : 1s2 2S1 b) z = 8 : 1s2 2s2 2p4 z = 16 : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 c) z = 7 : 1s2 2s2 2p3 z = 9 : 1s2 2s2 2p5. Nguyên tố kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng, nên nguyên tố có z = 3 là kim loại, còn nguyên tố z = 1 là H giống kim loại nhưng không phải là kim loại. Nguyên tố phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng nên các nguyên tố có z = 8, z = 16, z = 7, z = 9 là phi kim. Với bài viết của lessonopoly về Cấu hình electron trên đây đã khái quát lại nội dung quan trọng của phần mở đầu hóa học lớp 10. Hy vọng các em nắm được bài học và vận dụng tốt để làm bài tập. Nếu có câu hỏi nào hãy để lại comment cho chúng tôi nhé. Cảm ơn các em. |
