Viết cấu hình e dưới dạng ô lượng tử
|
Trong nguyên tử, các electron chiếm các obitan theo tứ tự tăng dần mức năng lượng. Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững bền và quy tắc Hun. Show Viết cấu hình e dưới dạng ô lượng tửBài 7: Năng lượng của các electron trong nguyên tử. Cấu hình electron trong nguyên tử – Bài 2 trang 32 SGK Hóa học 10 Nâng cao. Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc gì? Hãy phát biểu các nguyên lí và quy tắc đó. Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc gì? Hãy phát biểu các nguyên lí và quy tắc đó.  Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc là: Nguyên lí Pau-li, nguyên lí bần vững, quy tắc Hun. – Nguyên lí Pau-li: “Trên một obitan chỉ có thể có nhiều nhất 2 electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron”. Ví dụ:
– Nguyên lí bền vững: “Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao”. Ví dụ: Cấu hình e của Cl viết dưới dạng ô lượng tử. – Quy tắc Hun: “Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số elctron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau”. Ví dụ: Cấu hình e của N viết dưới dạng ô lượng tử. Đề bài Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc gì? Hãy phát biểu các nguyên lí và quy tắc đó. Lấy thí dụ minh họa. Lời giải chi tiết Sự phân bố electron trong nguyên tử tuân theo những nguyên lí và quy tắc là: Nguyên lí Pau-li, nguyên lí bền vững, quy tắc Hun. - Nguyên lí Pau-li: “Trên một obitan chỉ có thể có nhiều nhất 2 electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron”. Ví dụ:
- Nguyên lí bền vững: “Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao”. Ví dụ: Cấu hình e của Cl viết dưới dạng ô lượng tử. - Quy tắc Hun: “Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số elctron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau”. Ví dụ: Cấu hình e của N viết dưới dạng ô lượng tử. Mức năng lượng obitan nguyên tử là các electron trong nguyên tử nằm trên mỗi obitan nguyên tử, các electron có năng lượng xác định. Các electron trên các obitan khác nhau của cùng một phân lớp có năng lượng như nhau. Ví dụ: Phân lớp 2p có 3 AO: 2px, 2py, 2pz. Các electron của các obitan p này tuy có sự định hướng trong không gian khác nhau, nhưng chúng có cùng mức năng lượng AO. Trật tự các mức năng lượng obitan nguyên tử: Khi số hiệu nguyên tử Z tăng, các mức năng lượng AO tăng dần theo trình tự sau: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d… Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng: mức 4s trở nên thấp hơn 3d, mức 5s thấp hơp 4d, 6d thấp hơn 4f, 5d… Các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tửNguyên lí Pau-li:Ô lượng tử: Người ta dùng các ô vuông nhỏ để biểu diễn obitan nguyên tử một cách đơn giản, đây được gọi là các ô lượng tử. – Một ô lượng tử ứng với 1 AO. VD: n = 1: chỉ có 1 AO-1s => biểu diễn bằng 1 ô vuông n = 2: có 1 AO-2s và 3 AO-2p => AO 2s được biểu diễn bằng 1 ô vuông – Nguyên lí Pauli: Trên 1 obitan chỉ có thể có nhiều nhất là 2electron và 2 electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron. – Chiều tự quay khác nhau của 2 electron được biểu diễn bằng 2 mũi tên nhỏ: 1 mũi tên có chiều đi lên, 1 mũi tên có chiều đi xuống. + Khi trong 1 obitan đã có 2 electron, gọi là các electron ghép đôi: + Khi obitan chỉ chứa 1 electron thì electron đó gọi là electron độc thân – Số electron tối đa trong 1 lớp và 1 phân lớp: + Số electron tối đa trong 1 lớp: 2n2 + Số electron tối đa trong 1 phân lớp: Phân lớp bão hòa khi các phân lớp s2, p6, d10, f14 có đủ số electron tối đa. Phân lớp chưa bão hòa là phân lớp chưa đủ số electron tối đa. Phân lớp bán bão hòa là phân lớp có 1 nửa số electron tối đa s1, p3, d5, f7. Nguyên lí vững bền:– Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao. Ví dụ: Nguyên tử B có Z =5, có 5e sẽ phân bố lần lượt vào các obitan: 1s, 2s, 2p. Trong đó 2e vào AO-1s, 2e vào AO-2s và 1e vào AO-2p Biểu diễn bằng ô lượng tử đối với nguyên tử B: Quy tắc Hun:– Trong cùng 1 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. Các e độc thân này được kí hiệu bằng các mũi tên cùng chiều, thường được viết hướng lên trên. – Ví dụ: Nguyên tử N có Z = 7: có 7e, được phân bố vào các AO: 1s, 2s, 2p Tìm hiểu bảng tuần hoàn ADOMAH. Phương pháp viết cấu hình electron này không yêu cầu phải học thuộc lòng. Tuy nhiên, phương pháp này cần phải dùng bảng tuần hoàn sắp xếp lại, vì trong bảng tuần hóa thông thường, kể từ hàng thứ tư, số chu kỳ không tương ứng với lớp electron. Tìm một Bảng tuần hoàn ADOMAH, là bảng tuần hoàn hóa học đặc biệt được nhà khoa học Valery Tsimmerman thiết kế. Bạn có thể tìm được bảng tuần hoàn này trên internet.[2] X Nguồn nghiên cứu Đi tới nguồn
Tìm nguyên tố trên bảng tuần hoàn ADOMAH. Để viết cấu hình electron của một nguyên tố, hãy xác định ký hiệu của nó trên Bảng tuần hoàn ADOMAH và gạch bỏ tất cả các nguyên tố có số hiệu nguyên tử cao hơn. Ví dụ, nếu bạn muốn viết cấu hình electron của eribi (68), hãy gạch bỏ các nguyên tố từ 69 đến 120.
Đếm số obitan đến vị trí của nguyên tử cần viết cấu hình. Nhìn vào ký hiệu khối thể hiện ở bên phải bảng tuần hoàn (s, p, d và f) và nhìn số cột thể hiện ở gốc bảng, không quan tâm đường chéo giữa các khối, chia cột thành các cột-khối và viết chúng theo trật tự từ dưới lên trên. Bỏ qua các cột-khối chỉ chứa các nguyên tố bị gạch bỏ. Viết ra các cột-khối bắt đầu với số cột và sau đó là ký hiệu khối, giống như sau: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 6s (trong trường hợp của eribi).
Đếm số electron cho mỗi obitan. Đếm số electron không bị gạch bỏ trong từng cột-khối, xếp một electron cho mỗi nguyên tố và viết số electron cạnh ký hiệu khối cho mỗi cột-khối, giống như sau: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f12 5s2 5p6 6s2. Trong ví dụ này, đây là cấu hình electron của eribi. Nhận biết cấu hình electron bất thường. Có mười tám trường hợp ngoại lệ phổ biến đối với cấu hình electron của các nguyên tử trong trạng thái năng lượng thấp nhất, còn gọi là trạng thái cơ bản. So với nguyên tắc chung, chúng chỉ sai lệch ở hai đến ba vị trí electron cuối cùng. Trong trường hợp này, cấu hình electron thực tế khiến các electron có trạng thái năng lượng thấp hơn cấu hình tiêu chuẩn của nguyên tử đó. Các nguyên tử bất thường là:
|
