Bài tập Hóa học Lớp 10 - Bài 3 Cấu tạo vỏ nguyên tử. Cấu hình electron nguyên tử

BÀI 3: CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ 1. Lớp electron (mức năng lượng): - Các e trong cùng 1 lớp có mức năng lượng gần bằng nhau - Có tối đa 7 lớp e được đánh số từ trong ra ngoài theo thứ tự mức năng lượng tăng dần:

Lớp e ( n= ) 1 2 3 4 5 6 7 Tên lớp e K L M N O P Q

2. Phân lớp electron (phân mức năng lượng)

- Mỗi lớp e có thế có 1 hay nhiều phân lớp e - Các e trong cùng 1 phân lớp có mức năng lượng bằng nhau - Kí hiệu phân lớp : s, p, d, f. Các e ở phân lớp nào có tên phân lớp ấy - Số phân lớp trong 1 lớp bằng STT của lớp đó

Lớp e ( n= ) Số phân lớp Kí hiệu K ( n= 1) 1 1s L ( n= 2 ) 2 2s, 2p M ( n= 3) 3 3s, 3p, 3d N ( n= 4 ) 4 4s, 4p, 4d, 4f

3. Obitan nguyên tử ( Atomic Orbital – AO ) • AO là khu vực không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử mà ở đó khả năng có mặt của các e là lớn nhất ( khoảng 90%). • Số AO Phân lớp s p d f Số AO 1 3 5 7 Kí hiệu AO ( mỗi AO là 1 ô vuông)

• Hình dạng các AO AOs: mặt giới hạn trong không gian của AOs là mặt cầu 3 AOp ( px, py, pz ) là mặt hình số 8 nổi, phân bố trên 3 trục tọa độ đề các Các AO d, f có hình dạng phức tạp

• Số e tối đa trên mỗi AO là 2 : AO trống : e đã ghép đôi : e độc thân 4. Số electron tối đa trong một phân lớp và trong một lớp

Lớp e ( n= ) phân lớp Số AO Số e tối đa phân lớp→ lớp K ( n= 1) 1s 1 2 → 2 L ( n= 2 ) 2s, 2p 1,3 2,6 → 8 M ( n= 3) 3s, 3p, 3d 1,3,5 2,6,10 → 18 N ( n= 4 ) 4s, 4p, 4d, 4f 1,3,5,7 2,6,10, 14 → 32 … … … … Lớp thứ n Số e tối đa của lớp 2n2 5. Các số lượng tử và ý nghĩa của chúng • Trạng thái của e trong nguyên tử được xác định bởi tổ hợp 4 số lượng tử : số lượng tử chính (n), số lượng tử phụ hay còn gọi là số lượng tử obitan (l), số lượng tử từ (ml), số lượng tử spin (ms)

ThuVienDeThi.com

• Số lượng tử chính n : n = 1,2,3,4…= STT lớp e • Giá trị n quy định mức năng lượng của 1 e trong nguyên tử • Giá trị n cũng quy định kích thước của một obitan, n càng lớn thì kích thước của các AO càng lớn → mật độ e càng loãng. • Số lượng tử phụ l : Ứng với mỗi giá trị của n thì l nhận giá trị từ 0 đến (n-1) Số lượng tử l quy định hình dạng của các AO, mỗi giá trị l ứng với một kiểu AO

Giá trị l = 0 1 2 3 Kí hiệu AO s p d f

VD:

Lớp thứ n= Giá trị của l AO Lớp thứ nhất n=1 0 AOs Lớp thứ hai n=2 0,1 AOs , AOp Lớp thứ ba n=3 0,1, 2 AOs , AOp , AOd Lớp thứ tư n=4 0, 1, 2, 3 AOs , AOp , AOd , AOf

• Số lượng tử từ ml • Số lượng tử từ ml xác định sự định hướng trong kgian, nó quy định số AO trong cùng 1 phân lớp • Số lượng tử từ ml nhận các giá trị từ -l…, 0, +l VD: l = 0 → ml chỉ có 1 giá trị ( ml = 0 ) → có 1 AOs l = 1 → ml chỉ có 3 giá trị ( ml = -1,0,+1) → có 3 AOp l = 2 → ml chỉ có 5 giá trị ( ml = -2,-1,0,+1,+2) → có 5 AOd l = 3 → ml chỉ có 7 giá trị ( ml = -3,-2,-1,0,+1,+2,+3) → có 7 AOf

• Số lượng tử spin • Để có thể mô tả đầy đủ trạng thái chuyển động của e trong nguyên tử, người ta xét thêm số lượng tử spin, đặc trưng cho trạng thái chuyển động riêng của e • Số lượng tử spin có hai giá trị +1/2 và -1/2. Được kí hiệu bằng mũi tên lên (↑) hoặc xuống (↓) trong một AO • Số lượng AO và kí hiệu AO ứng với n = 1→3

n l ml Tổng số AO

( n2) Kí hiệu AO

1 0 0 1 1s 0 0 1 2s 2 1 -1,0,+1 3 2px, 2py, 2pz 0 0 1 3s 1 -1,0,+1 3 3px, 3py, 3pz 3

2 -2,-1,0,+1,+2 5 3dxy, 3dyz, 3dzx ,3dzz, 3dxx-yy

6. Cấu hình electron và các nguyên tắc viết cấu hình electron a. Các nguyên tắc viết cấu hình e : Electron phân bố trong nguyên tử tuân theo các nguyên lí và quy tắc sau: • Nguyên lí vững bền : trong nguyên tử các e lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao Thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao : 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s…

* Hoặc sử dụng một số câu nói vui: s s p s p s d p s d p s f d p s f d p f son son phấn son phấn son đánh phấn son đánh phấn son fải đánh phấn son fải đánh phấn son Sau đó điền số thứ tự lớp lần lượt cho s (1→7), p(2→7), d(3→6), f(4→6) Ta được 1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 6f Hoặc: sắn, sắn, phơi sắn, phơi sắn, đi phơi sắn, đi phơi sắn, fải đi phơi sắn, fải đi phơi sắn s s p s p s d p s d p s f d p s f d p …