HÓA HỌC 10 || BÀI 5: CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

👉 Sự sắp xếp các electron trong vỏ nguyên tử của các nguyên tố như thế nào?

👉Cấu hình electron nguyên tử là gì? Cách viết cấu hình electron nguyên tử như thế nào?

👉 Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng như thế nào?

I. THỨ TỰ CÁC MỨC NĂNG LƯỢNG TRONG NGUYÊN TỬ

− Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao.

− Mức năng lượng ở các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7

− Mức năng lượng ở các phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f

Quy tắc phân bố electron theo thứ tự năng lượng

− Bằng lí thuyết và thực nghiệm, thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng theo thứ tự: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s

Sơ đồ phân bố mức năng lượng của các lớp và các phân lớp

− Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d.

II. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ

1. 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.

− Người ta quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử như sau:

• 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 một phân lớp được ghi bằng số ở phía trên bên phải của phân lớp (s2,p6, ...)

🌞🌞🌞 Cách viết cấu hình electron nguyên tử: 

− Xác định số electron của nguyên tử. 

− Các electron được phân bố vào các phân lớp theo thứ tự tăng dần các mức năng lượng trong nguyên tử (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s..), theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử: 

• 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

− Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron. 

− 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.

🌞🌞🌞 Ví dụ:

− Nguyên tử H có Z = 1, có cấu hình electron của nguyên tử H là 1s1    

− Nguyên tử N có Z = 7, có cấu hình electron của nguyên tử N là 1s22s22p3 

− Nguyên tử Al có Z = 13, có cấu hình electron của nguyên tử Al là  1s22s22p63s23p1   

Cấu hình electron của nguyên tử Al

2. Cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu

3. Đặc điểm của lớp electron 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 (1s2) đều rất bền vững và hầu như không tham gia vào các phản ứng hoá 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 và B).

− Các nguyên từ có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng dễ nhận electron thường là nguyên tử của nguyên tố phi kim.

− Các nguyên từ có 4 electron ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim

🌞🌞🌞 Khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể dự đoán loại nguyên tố

🌞🌞🌞 Chú ý: các electron lớp ngoài cùng (LNC) quyết định tính chất hóa học của nguyên tố

III. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP  

Bài 1.  Nguyên tố có Z = 11 thuộc loại nguyên tố

A. s B. p C.d D. f

Chọn đáp án đúng.

Giải:

Ta có: Z = 11 => số electron vỏ nguyên tử là 11.

Từ đó, viết được cấu hình electron của nguyên tố: 1s22s22p63s1

⇨ electron cuối cùng nằm trên phân lớp s nên ta chọn đáp án A

Bài 2. Cấu hình electron của nguyên tử lưu huỳnh (Z = 16) là

A. 1s22s22p63s23p5              B. 1s22s22p63s23p6

C. 1s22s22p63s23p4             D. 1s22s22p63s23p3

Chọn đáp án đúng.

Giải:

Cách 1:

Ta có: Nguyên tử lưu huỳnh có Z = 16 ⇨ số electron của lưu huỳnh e = 16

Áp dụng cách viết cấu hình electron ta được 1s22s22p63s13p4 ⇨ chọn đáp án C.

Cách 2: 

Nguyên tử lưu huỳnh có Z = 16 ⇨ số electron của lưu huỳnh e = 16

Kiểm tra tổng electron và cách điền các electrong trên mỗi phân lớp sao cho bằng 16 ⇨ chọn đáp án C

Bài 3. Cấu hình electron của nguyên tử nhôm (Z =13) là 1s22s22p6 3s23p1 

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:

Ta có: 

Kí hiệu lớp (n)	1	2	3	4	……
Tên của lớp electron	K	L	M	N	……
Số electron tối đa	2	8	18	32
Số phân lớp	1	2	3	4	……
Kí hiệu phân lớp	1s	2s, 2p	3s, 3p, 3d	4s, 4p, 4d, 4f	…….
Số electron tối đa ở lớp và phân lớp	2	8	18	32	……

Theo bảng trên 

A. Lớp thứ nhất (lớp K) có 2 electron ⇨ Đúng

B. Lớp thứ hai (lớp L) có 8 electron ⇨ Đúng

C. Lớp thứ ba (lớp M) có 3 electron ⇨ tổng electron là 13 mà số electron lớp K + L =10 ⇨ lớp M còn 3 electron ⇨ Đúng

D. Lớp ngoài cùng có 1 electron ⇨ Lớp thứ ba có 2 phân lớp 3s và 3p. Tổng số electron của 2 phân lớp này là 3 electron ⇨ Đáp án 

⇨ Chọn đán án D

Bài 4. 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 bảng tuần hoàn thì 1 ≤ (N/Z) ≤ 1,5)

Giải:

Theo đề bài ta có: 

            N + P + e = 13 => N + 2Z = 13 (vì Z = P = e) => N = 13 - 2Z (1)

Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì 1 ≤ (N/Z) ≤ 1,5) (2)

⇨ Thay (1) vào (2) ta được: 1 ≤ [(13 -2Z)]/Z ≤ 1,5 (3)

Rút gọn hệ bất đẳng thức này ta được: 3.714 ≤ Z ≤ 4.333

 Vì Z là số nguyên dương nên Z = 4

a) Nguyên tử khối A = Z + N = 4 + (13 – 2 × 4) = 9

b) Ta có: Z = e = 4 ⇨ Cấu hình electron nguyên tử này là: 1s22s2. Đây là nguyên tố Beri (Be)

Bài 5. 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:

Dựa vào cấu hình electron nguyên tử để xác định số electron lớp ngoài cùng. Theo đề ta có số hiệu nguyên tử lần lần lượt bằng 3, 6, 9, 18 

⇨ số electron lần lượt là lần lượt bằng 3, 6, 9, 18. Viết cấu hình electron

− Cấu hình electron nguyên tử có Z = 3:1s22s1 

⇨ Có 1 electron lớp ngoài cùng

− Cấu hình electron nguyên tử có Z = 6: 1s22s22p2

⇨ Có 4 electron lớp ngoài cùng

− Cấu hình electron nguyên tử có Z = 9: 1s22s22p5

⇨ Có 7 electron lớp ngoài cùng

− Cấu hình electron nguyên tử có Z = 18: 1s22s22p6 3s23p6 

⇨ Có 8 electron lớp ngoài cùng

Bài 6. Viết cấu hình electron nguyên tử của 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:

a) Ta có Z = 1 và Z = 3

Z= 1, cấu hình electron nguyên tử là 1s1 ⇨ có 1 electron lớp ngoài cùng nên là nguyên tố kim loại

Z =3, cấu hình electron nguyên tử là 1s22s1 ⇨ có 1 electron lớp ngoài cùng nên là nguyên tố kim loại

b) Ta có Z = 8 và Z = 16

Z = 8, cấu hình electron nguyên tử là 1s22s22p4 ⇨ có một 6 lớp ngoài cùng nên là nguyên tố phi kim.

Z =16, cấu hình electron nguyên tử là 1s22s22p63s13p4 ⇨ có 6 electron lớp ngoài cùng nên là nguyên tố phi ki.

c) Ta có Z = 7 và Z = 9

Z = 7, cấu hình electron nguyên tử là 1s22s22p3 ⇨ có 5 electron lớp ngoài cùng nên là nguyên tố phi kim.

Z =9, cấu hình electron nguyên tử là 1s22s22p5 ⇨ có 7 electron lớp ngoài cùng nên là nguyên tố phi kim.

Lời Kết

Trên đây chúng ta đã tìm hiểu mức năng lượng trong nguyên tử, cách viết cấu hình electron nguyên tử và đặc điểm của lớp electron ngoài cùng lớp. Hi vọng bài viết CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ hữu ích với các bạn. Hãy chia sẻ đến những người bạn của bạn nhé! Chúc các bạn học tốt!