CẤU HÌNH ELECTRON
1. Thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử
- Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản từ trong ra ngoài, mức năng lượng của lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f
- Dãy thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng được xác định bằng thực nghiệm và lý thuyết
1s2s2p3s3p4s3d4p5s...1s2s2p3s3p4s3d4p5s...
2. Cấu hình electron nguyên tử
- Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.
- Cách viết cấu hình electron nguyên tử gồm các bước sau:
Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử
Bước 2: Các electron được phân bố lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng trong nguyên tử (1s2s2p3s3p4s33d4p5s1s2s2p3s3p4s33d4p5s) và tuân theo quy tắc sau : phân lớp s chứa tối đa 2 electron, phân lơp sp 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 trene các phân lớp thuộc các lớp khác nhau (1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s...1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s...)
VD: Cấu hình electron của nguyên tử Clo (Z = 17) là : 1s22s22p63s23p51s22s22p63s23p5
Chú ý:
- 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
X+2e→X2−X+2e→X2−
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion X2−X2−
{p+(p+2)+n=50p+(p+2)−n=18↔{p=16n=16
Mà ZX=pX→ ZX=16
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p4
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=402p−n=12↔{p=13n=14
Mà ZX=pX→ ZX=13
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p1
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=28p+n=19↔{p=9n=10
→ Số hạt proton trong nguyên tử X là 9
Mà ZX=pX→ ZX=9
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p5
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=1142p−n=26↔{p=35n=44
Mà ZX=pX→ ZX=35
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=21p+n=14↔{p=7n=7
Mà ZX=pX→ ZX=7
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p3
X có 5 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là phi kim.
Số hạt : n,p,e=183=6
→ ZR = 6
Cấu hình electron của R là 1s22s22p2
Tổng số hạt p, e, n gần bằng nhau
→ n,p,e≈523≈17,33→pX=17
Mà ZX=pX→ ZX=17
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p5
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2(2p+n)+3.8=92(4p+2.8)−(2n+8)=28↔{p=11n=12
Mà ZX=pX→ ZX=11
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s1
X: có điện tích hạt nhân là 16+.
Y: có số hiệu nguyên tử là 20.
Z: có 3 lớp electron, lớp M chứa 7 electron.
T : có electron ở mức năng lượng cao nhất thuộc phân lớp 3p, tổng số electron trên các phân lớp p là 9.
Phát biểu đúng là
X: có điện tích hạt nhân là 16+ → có 16e, X:1s22s22p63s23p4 → phi kim
Y: có số hiệu nguyên tử là 20 → có 20e, Y:1s22s22p63s23p64s2 → kim loại
Z: có 3 lớp electron, lớp M chứa 7 electron → Z:1s22s22p63s23p5 → phi kim.
T : có electron ở mức năng lượng cao nhất thuộc phân lớp 3p, tổng số electron trên các phân lớp p là 9 → T:1s22s22p63s23p3 → phi kim.
X→X2++2e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion X2+
{p+(p−2)+n=92p+(p−2)−n=20↔{p=29n=36
Mà ZX=pX→ ZX=29
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d104s1
X có 1 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là kim loại.
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử M
{2(2p+n)+3.5.8=212(4p+2.5.8)−(2n+5.8)=68↔{p=15n=16
Mà ZM=pM→ ZM=15
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p3
Ta có:
{2p+n=522p−n=16↔{p=17n=18
Mà ZX=pX→ ZX=17
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p5
X có 7 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là phi kim.
M→M++e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion M+
{p+(p−1)+n=155p+(p−1)−n=31↔{p=47n=62
Mà ZM=pM→ ZM=47
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
M có 1 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố M là kim loại.
{2pX +3.2pY+2=822pX −2pY=16↔{pX =16pY=8
Mà ZX=pX→ ZX=16
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p4
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=21p+n=14↔{p=7n=7
Mà ZX=pX→ ZX=7
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p3
X+3e→X3−
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{p+(p+3)+n=49p+(p+3)−n=17↔{p=15n=16
Mà ZX=pX→ ZX=15
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p3
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử M
{3(2p+n)+2.3.7=156(3.2p+2.2.7)−(3n+2.7)=44↔{p=12n=14
Mà ZM=pM→ ZM=12
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s2
pM+2.17=164+524=54→pM=20
Mà ZM=pM→ ZM=20
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p64s2
Nguyên tử của nguyên tố Y có electron ở mức năng lượng là 3p và 1e lớp ngoài cùng, Y không có electron d.
→ Y:1s22s22p63s23p64s1 → Y là kim loại.
Nguyên tử X có electron ở mức năng lượng cao nhất là 3p, nguyên tử
X và Y có số electron hơn kém nhau là 2 → X có 17 electron.
→ X:1s22s22p63s23p5 → X là phi kim.
Tổng số hạt : {2p+n=362p=2n→p=n=12
→ ZY=12 Cấu hình electron của Y là 1s22s22p63s2 .
{2pM+6pX=1283pX−pM=38→{pX=17pM=13
Mà ZX=pX→ ZX=17
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p5
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2(2p+n)+3.8=92(4p+2.8)−(2n+8)=28↔{p=11n=12
Mà ZX=pX→ ZX=11
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s1
X có 1 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là kim loại.
M→M2++2e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử M
{p+(p−2)+n=90p+(p−2)−n=22↔{p=29n=34
Mà ZM=pM→ ZM=29
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s23p63d104s1
M có 1 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố M là kim loại.
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong X3+
{p+(p−3)+n=73p+(p−3)−n=17↔{p=24n=28
Mà ZX=pX→ ZX=24
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d54s1
Ta có:
{2p+n=522p−n=16↔{p=17n=18
Mà ZX=pX→ ZX=17
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p5
X+3e→X3−
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{p+(p+3)+n=49p+(p+3)−n=17↔{p=15n=16
Mà ZX=pX→ ZX=15
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p3
X có 5 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là phi kim.
X→X2++2e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion X2+
{p+(p−2)+n=92p+(p−2)−n=20↔{p=29n=36
Mà ZX=pX→ ZX=29
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d104s1
M→M++e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion M+
{p+(p−1)+n=155p+(p−1)−n=31↔{p=47n=62
Mà ZM=pM→ ZM=47
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1
M→M2++2e
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử M
{p+(p−2)+n=90p+(p−2)−n=22↔{p=29n=34
Mà ZM=pM→ ZM=29
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s23p63d104s1
Số electron lớp ngoài cùng của Fe3+ là 13
Fe3+(Z=26):1s22s22p63s23p63d5
X+2e→X2−
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong ion X2−
{p+(p+2)+n=50p+(p+2)−n=18↔{p=16n=16
Mà ZX=pX→ ZX=16
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p4
X có 6 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là phi kim.
Ta có:
{2p+n=1162p−n=24↔{p=35n=46
Mà ZX=pX→ ZX=35
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử M
{2p+n=822p−n=22↔{p=26n=30
Mà ZM=pM→ ZM=26
→ Cấu hình electron nguyên tử của M là 1s22s22p63s23p63d64s2
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong X3+
{p+(p−3)+n=73p+(p−3)−n=17↔{p=24n=28
Mà ZX=pX→ ZX=24
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p63s23p63d54s1
X có 1 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là kim loại.
Gọi p, n lần lượt là số hạt proton và số hạt notron trong nguyên tử X
{2p+n=28p+n=19↔{p=9n=10
→ Số hạt proton trong nguyên tử X là 9
Mà ZX=pX→ ZX=9
→ Cấu hình electron nguyên tử của X là 1s22s22p5
X có 7 electron ở lớp ngoài cùng → Nguyên tố X là phi kim.
Xem thêm các bài tiếp theo bên dưới