Bài 3: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử

- Trong nguyên tử, electron luôn chuyển động rất nhanh quanh hạt nhân, không theo quỹ đạo xác định và sắp xếp thành từng lớp, mỗi lớp có một số electron nhất định

- Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các orbital có mức năng lượng từ thấp đến cao (nguyên lí vững bền)

- Trong cùng 1 phân lớp, các electron sẽ phân bổ trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này có chiều tự quay giống nhau (quy tắc Hund)

Theo mô hình hiện đại, trong nguyên tử, electron chuyển động rất nhanh, không theo quỹ đạo xác định. Người ta có thể xác định được vùng không gian xung quanh hạt nhân mà ở đó xác suất có mặt electron là lớn nhất (khoảng 90%)

Các orbital s có dạng hình cầu

Đáp án C

- Orbital p gồm 3 orbital px, py, pz có dạng hình số 8 nổi.

- Mỗi orbital có sự định hướng khác nhau trong không gian, chẳng hạn như:

   + Orbital px định hướng theo trục x

   + Orbital py định hướng theo trục y

   + Orbital pz định hướng theo trục z

a) Phân lớp p có 3 AO px, py, pz. Trong đó mỗi AO chứa tối đa 2 electron

=> Số electron tối đa chứa trong phân lớp p = 3 x 2 = 6 electron

b) Phân lớp d có 5 AO. Trong đó mỗi AO chứa tối đa 2 electron

=> Số electron tối đa chứa trong phân lớp d = 5 x 2 = 10 electron

- Lớp thứ 2 (lớp L) có 2 phân lớp, được kí hiệu là 2s, 2p

- Mà phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

=> Tổng số electron tối đa có trong lớp L = 1x2 + 3x2 = 8 electron

- Lớp thứ 3 (lớp M) có 3 phân lớp, được kí hiệu là 3s, 3p và 3d

- Mà phân lớp s có 1 AO, phân lớp p có 3 AO, phân lớp d có 5 AO. Mỗi AO chứa tối đa 2 electron

=> Tổng số electron tối đa có trong lớp L = 1x2 + 3x2 + 5x2 = 18 electron

- Nguyên tử có Z = 16 => Có 16 electron

- Viết theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d… (trong đó phân lớp s chứa tối ta 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)

- Điền các electron: \(1s^22s^22p^63s^23p^4\)

Đáp án C

- Nguyên tử có Z = 8 => Có 8 electron

- Điền các electron: \(1s^22s^22p^4\)

- Nguyên tử có Z = 11 => Có 11 electron

- Điền các electron: \(1s^22s^22p^63s^1\)

- Nguyên tử có Z = 14 => Có 14 electron

- Điền các electron: \(1s^22s^22p^63s^23p^2\)

- Nguyên lí vững bền: các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm orbital mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d…

- Nguyên lí Pauli: trong 1 orbital chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều tự quay ngược nhau, nếu orbital có 1 electron thì biểu diễn bằng 1 mũi tên đi lên

- Quy tắc Hund: trong cùng 1 phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các orbital sao cho số electron độc thân là tối đa, các electron này có chiều tự quay giống nhau

- Nguyên tử chlorine có Z = 17 => Có 17 electron

- Viết theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d… (trong đó phân lớp s chứa tối ta 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)

- Điền các electron: \(1s^22s^22p^63s^23p^5\)

- Nguyên tố chlorine có 7 electron lớp ngoài cùng (lớp 3)

=> Nguyên tố phi kim

- Nitrogen (Z = 7): \(1s^22s^22p^3\)

=> Nitrogen có 5 electron ở lớp ngoài cùng (lớp 2) => Là 1 phi kim và có tính chất hóa học của một phi kim

- Oxygen (Z = 8): \(1s^22s^22p^4\)

=> Oxygen có 6 electron ở lớp ngoài cùng (lớp 2) => Là 1 phi kim và có tính chất hóa học của một phi kim

- Aluminium (Z = 13): \(1s^22s^22p^63s^23p^1\)

=> Aluminium có 3 electron ở lớp ngoài cùng (lớp 3) => Là 1 kim loại và có tính chất hóa học của một kim loại