Trong chương trình Hóa học lớp 10, các em sẽ học về cấu hình electron nguyên tử, cách viết cấu hình electron cũng như những đặc điểm của lớp electron ngoài cùng. Team Marathon Education sẽ giúp các em ghi nhớ những kiến thức này thông qua bài viết dưới đây.
>>> Xem thêm: Lý Thuyết Và Cách Học Thuộc Nhanh Bảng Tuần Hoàn Hóa Học Lớp 10
Ở trạng thái cơ bản, các electron (e) nguyên tử lần lượt chiếm mức năng lượng từ thấp đến cao. Đồng thời, theo chiều từ trong ra ngoài thì mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của phân lớp tăng theo thứ tự là s, p, d, f.
Cụ thể, thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng được xác định như sau: 1s 2s 3s 3p 4s 3d 4p 5s… Khi điện tích hạt nhân tăng xảy ra hiện tượng chèn mức năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d.
>>> Xem thêm: Cấu Tạo Vỏ Nguyên Tử – Lý Thuyết Hóa 10 Và Bài Tập Vận Dụng
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 được quy ước như sau:
Ví dụ:
>>> Xem thêm: Lý Thuyết Hóa 10: Thành Phần Nguyên Tử, Kích Thước Và Khối Lượng
Nguyên lý Pauli: Mỗi Obitan nguyên tử chỉ chứa tối đa hai electron.
Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron được phân bố sao cho số electron độc thân là tối đa trên các obitan.
Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản, các electron sẽ phân bố lần lượt vào các obital có mức năng lượng từ thấp đến cao.
>>> Xem thêm: Hạt Nhân Nguyên Tử Là Gì? Cấu Tạo Của Hạt Nhân Nguyên Tử
Các em có thể viết cấu hình electron nguyên tử theo các bước như sau:
Lưu ý khi viết cấu hình e:
Ví dụ: Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hóa học sau:
* Lưu ý một số trường hợp đặc biệt: Các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa:
Đặc biệt, các em có thể viết cấu hình electron nguyên tử theo lớp
Ví dụ: Na có cấu hình là 1s22s22p63s1 hay được viết theo lớp là 2, 8, 1.
>>> Xem thêm: Nguyên Tố Hóa Học Là Gì? Lý Thuyết Về Nguyên Tố Hóa Học
Đối với hầu hết các nguyên tố thì lớp e ngoài cùng có nhiều nhất là 8e.
Trong trường hợp các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng thì cấu hình electron của các nguyên tử này rất bền. Đây thường là các nguyên tố khí hiếm. Các nguyên tố khí hiếm tồn tại ở dạng nguyên tử trong tự nhiên.
Các nguyên tử có 1, 2, 3 e lớp ngoài cùng dễ “NHƯỜNG” e là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (trừ He, H, B).
Các nguyên tử có 5, 6, 7 e lớp ngoài cùng dễ “NHẬN” e, thông thường đều là những nguyên tử của nguyên tố phi kim.
Các nguyên tử có 4 e lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố phi kim hay kim loại.
Do vậy, lớp electron ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố. Khi biết cấu hình electron nguyên tử cũng có thể dự đoán được loại nguyên tố.
Nguyên tử có Z = 11 thuộc loại nguyên tố:
A. s
B. p
C. d
D. f
Hướng dẫn:
Với Z = 11, nguyên tử sẽ có cấu hình e là 1s22s22p63s1.
Dựa trên cấu hình e, e cuối cùng rơi vào phân lớp s nên nguyên tử thuộc nguyên tố s. Vậy ta chọn đáp án A.
Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây của lưu huỳnh (Z = 16):
A. 1s22s22p53s23p5
B. 1s22s22p63s23p6
C. 1s22s22p63s23p4
D. 1s22s22p63s23p3
Hướng dẫn:
Ta xét số electron và cách viết cấu hình e lần lượt của từng phương án:
A. Số e = 2 + 2 + 5 + 2 + 5 = 16 nhưng viết sai cấu hình e (phân lớp p chứa tối đa 6e)
B. Số e = 2 + 2 + 6 + 2 + 6 = 18
C. Số e = 2 + 2 + 5 + 2 + 5 = 16
D. Số e = 2 + 2 + 6 + 2 + 3 = 15
Vậy ta chọn đáp án C.
Cấu hình electron của nguyên tử nhôm (Z = 13) là 1s22s22p63s23p1. Tìm câu trả lời sai.
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.
Hướng dẫn:
D là đáp án sai vì lớp ngoài cùng của nguyên tử nhôm có 2 + 1 = 3e (ở phân lớp s và phân lớp p).
\begin{aligned}
& \small \text{Tổng số hạt proton, notron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13.}
\\
& \small \text{a. Xác định nguyên tử khối. Biết rằng với các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong}
\\
& \small \text{bảng tuần hoàn thì } 1 \le \frac{N}{Z} \le 1,5
\\
& \small \text{b. Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó.}
\end{aligned}
Hướng dẫn:
\begin{aligned}
& \small \text{a. Theo đề bài ta có:}
\\
& \small \bull P + E + N = 13 \iff 2Z + N = 13 \iff N = 13 - 2Z
\\
& \small \bull 1 \le \frac{N}{Z} \le 1,5
\\
& \small \iff Z \le N \le 1,5Z
\\
& \small \iff Z \le 13 - 2Z \le 1,5Z
\\
& \small \iff 3,7 \le Z \le 4,3
\\
& \small \implies Z = 4 \text{ (vì Z là số nguyên dương) }
\\
& \small \implies N = 13 - 8 = 5
\\
& \small \implies A = Z + N = 4 + 5 = 9
\\
& \small \text{b. Với Z = 4, nguyên tử có cấu hình e là } 1s^22s^2.
\end{aligned}
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?
Hướng dẫn:
Dựa vào số hiệu nguyên tử, ta có thể viết được cấu hình e, từ đó xác định số e ở lớp ngoài cùng.
Z = 3: 1s22s1 → có 1e ở lớp ngoài cùng
Z = 6: 1s22s22p2 → có 4e ở lớp ngoài cùng
Z = 9: 1s22s22p5 → có 7e ở lớp ngoài cùng
Z = 18: 1s22s22p63s23p6 → có 8e ở lớp ngoài cùng
Tham khảo ngay các khoá học online của Marathon Education
Với những kiến thức về cấu hình electron nguyên tử và bài tập vận dụng mà Team Marathon Education đã chia sẻ, hy vọng các em sẽ nắm vững được những lý thuyết này và giải được các dạng bài tập cấu hình electron nguyên tử trên lớp. Các em hãy theo dõi website của Marathon để học trực tuyến nhiều kiến thức Toán – Lý – Hóa – Văn bổ ích khác chúc các em học sinh luôn học tập vui vẻ và thành công!
CÓ THỂ BẠN QUAN TÂM
