Kiến thức

cấu hình electron của nguyên tử, hóa học phổ thông-Toán học, vật lý, hóa học phổ thông

Bạn đang xem: cấu hình electron của nguyên tử, hóa học phổ thông-Toán học, vật lý, hóa học phổ thông

Cấu hình electron của nguyên tử

Cấu hình electron của nguyên tử là chuỗi số đại diện cho các obitan electron. Obitan electron là các khu vực không gian có hình dạng khác nhau bao quanh hạt nhân nguyên tử, trong đó các electron được sắp xếp một cách trật tự. Qua cấu hình electron bạn có thể nhanh chóng xác định được có bao nhiêu obitan electron trong nguyên tử, và số electron trong từng obitan. Một khi hiểu được các nguyên lý cơ bản của cấu hình electron, bạn sẽ tự viết được cấu hình electron và có thể làm các bài kiểm tra hóa học một cách tự tin.

cấu hình electron của nguyên tử, hóa học phổ thông

Xem thêm: Cách tính Hệ số công suất của mạch điện xoay chiều hay, chi tiết-Vật Lí lớp 12

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.

– Từ trong ra ngoài, mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của phân lớp theo thứ tự s, p, d, f.

cấu hình electron của nguyên tử, hóa học phổ thông

Hình 1.10 sơ đồ phân bố năng lượng ở 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.

– Thứ tự sắp xếp mức năng lượng (phân mức năn lượng): 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s…

– Thứ tự các lớp electron: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 3f 4s 4p 4d 4f…

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.

• Quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử:

– 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,p5,…)

• Cách viết cấu hình electron nguyên tử bao gồm các bước:

cấu hình electron của nguyên tử, hóa học phổ thông

– 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 (1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s…) và tuân theo quy tắc sau:

  •  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.

– Bước 3: Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.

 Một số lưu ý khi viết cấu hình electron:

– Cần xác định đúng số e của nguyên tử hay ion (số electron(e) = số proton(p) = Z).

– Nắm vững các nguyên lí và quy tắc, kí hiệu của lớp và phân lớp.

– Quy tắc bão hòa và bán bão hòa trên d và f: Cấu hình e bền khi các e điền vào phân lớp d và f đạt bão hòa (d, f) hoặc bán bão hòa (d, f).

* Ví dụ: Viết cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố sau:

° Nguyên tử Hidro có Z = 1, có 1e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s1

° Nguyên tử Heli có Z = 2, có 2e  ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s2 đã bão hòa.

° Nguyên tử Liti có Z = 3, có 3e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s22s1

° Nguyên tử Neon có Z = 10, có 10e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Ne là: 1s22s22p6

° Nguyên tử Clo có Z = 17, có 17e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Cl là: 1s22s22p63s23p5

– Cấu hình electron viết gọn của Clo: [Ne]3s23p5

– Electron cuối cùng của Clo điền vào phân lớp p ⇒ Clo là nguyên tố p.

– [Ne] là ký hiệu cấu hình e của nguyên tử Neon, là khí hiếm gần nhất đứng trước Clo.

° Nguyên tử sắt Fe có Z = 26, có 26e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Fe là: 1s22s22p63s23p64s23d6

– Cấu hình electron viết gọn của Fe: [Ar]3d64s2

– Electron cuối cùng của Fe điền vào phân lớp d ⇒ Sắt (Fe) là nguyên tố d.

• Cách xác định nguyên tố s, p, d, f:

– Nguyên tố s: có electron cuối cùng điền vào phân lớp s

– Nguyên tố p: có electron cuối cùng điền vào phân lớp p

– Nguyên tố d: có electron cuối cùng điền vào phân lớp d

– Nguyên tố f: có electron cuối cùng điền vào phân lớp f

* Lưu ý trường hợp đặc biệt: Các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa:

– Cr (Z = 24) 1s22s22p63s23p63d44s2 chuyển thành 1s22s22p63s23p63d54s1.

– Cu (Z = 29) 1s22s22p63s23p63d94schuyển thành 1s22s22p63s23p63d104s1.

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

Xem chi tiết
 Z  Tên nguyên tố  Ký hiệu hóa học Số lớp electron Cấu hình e
Lớp K

(n=1)

Lớp L

(n=2)

Lớp M

(n=3)

Lớp N

(n=4)

1  Hidro  H  1  1s1
2  Heli  He  2  1s2
3  Liti  Li  2  1  1s22s1
4  Beri  Be  2  2  1s22s2
5  Bo  B  2  3  1s22s22p1
6  Cacbon  C  2  4  1s22s22p2
7  Nitơ  N  2  5  1s22s22p3
8  Oxi  O  2  6  1s22s22p4
9  Flo  F  2  7  1s22s22p5
10  Neon  Ne  2  8  1s22s22p6
11  Natri  Na  2  8  1  1s22s22p63s1
12  Magie  Mg  2  8  2  1s22s22p63s2
13  Nhôm  Al  2  8  3  1s22s22p63s23p1
14  Silic  Si  2  8  4  1s22s22p63s23p2
15  Photpho  P  2  8  5  1s22s22p63s23p3
16  Lưu huỳnh  S  2  8  6  1s22s22p63s23p4
17  Clo  Cl  2  8  7  1s22s22p63s23p5
18  Agon  Ar  2  8  8  1s22s22p63s23p6
19  Kali  Ka  2  8  8  1  1s22s22p63s23p64s1
20  Canxi  Ca  2  8  8  2  1s22s22p63s23p64s2
[Ẩn HD]

3. Đặc điểm của electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

– Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron.

– Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng và nguyên tử heli không tham gia vào các phản ứng há học ( trừ 1 số điều kiện đặc biệt) ví cấu hình electron của các nguyên tử này rất bền. Đó là các nguyên tố 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, B).

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

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

⇒ Như vậy, lớp electron ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố, và khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể dự đoán được loại nguyên tố.

Xem thêm: Thuốc thử để phân biệt glucozơ và fructozơ là gì ?

Mối quan hệ giữa cấu hình e với vị trí của nguyên tố

Giữa cấu hình electron nguyên tử và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn có mối quan hệ qua lại với nhau. Dựa vào cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố có thể xác định được vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn và ngược lại. Cụ thể như sau:

– Số thứ tự ô nguyên tố = tổng số e của nguyên tử.

– Số thứ tự chu kì = số lớp e.

– Số thứ tự nhóm:

+ Nếu cấu hình e lớp ngoài cùng có dạng nsanp(a = 1 → 2 và b = 0 → 6): Nguyên tố thuộc nhóm (a + b)A.

+ Nếu cấu hình e kết thúc ở dạng (n – 1)dxnsy (x = 1 → 10; y = 1 → 2): Nguyên tố thuộc nhóm B:

* Nhóm (x + y)B nếu 3 ≤ (x + y) ≤ 7.

* Nhóm VIIIB nếu 8 ≤ (x + y) ≤ 10.

* Nhóm (x + y – 10)B nếu 10 < (x + y).

Mối quan hệ giữa cấu hình e và tính chất nguyên tố

Dựa vào cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố có thể xác định được một số tính chất đặc trưng của nguyên tố đó. Cụ thể là:

1. Loại nguyên tố

– Nguyên tử có 1, 2, 3 e ở lớp ngoài cùng: là nguyên tố kim loại (trừ H, He).

– Nguyên tử có 5, 6, 7 e ở lớp ngoài cùng: thường là nguyên tố phi kim.

– Nguyên tử có 8e ở lớp ngoài cùng: là nguyên tố khí hiếm (cả trường hợp He có 2e).

– Nguyên tử có 4e ở lớp ngoài cùng là phi kim nếu thuộc chu kì 2, 3 và là kim loại nếu thuộc các chu kì khác.

2. Công thức một số loại hợp chất và tính chất của hợp chất đó

Nếu nguyên tố R thuộc nhóm nA:

– Hóa trị trong oxit cao nhất là n → công thức oxit cao nhất là R2On.

– Hóa trị trong hợp chất khí với H (chỉ áp dụng với phi kim) là (8 – n) → công thức hợp chất khí với H là RH8-n.

– Công thức hidroxit cao nhất: R(OH)n (nếu n < 4 thì giữ nguyên công thức; nếu n > 3 thì chuyển thành dạng axit HnROn và tối giản công thức bằng cách bớt đi số phân tử H2O phù hợp).

– Nếu n < 4: oxit và hidroxit cao nhất thường có tính bazơ; nếu n > 3: oxit và hidroxit cao nhất thường có tính axit.

Xem thêm: Đo điện trở chống sét tại hà nội-phương pháp đo trở suất của đất-Kiểm định chống sét

Bảng cấu hình electron của các nguyên tố

Xem chi tiết
 #  Nguyên tố Cấu hình electron
1 Hydrogen 1s1
2 Helium 1s2
3 Lithium [He]2s1
4 Beryllium [He]2s2
5 Boron [He]2s22p1
6 Carbon [He]2s22p2
7 Nitrogen [He]2s22p3
8 Oxygen [He]2s22p4
9 Fluorine [He]2s22p5
10 Neon [He]2s22p6
11 Sodium [Ne]3s1
12 Magnesium [Ne]3s2
13 Aluminum [Ne]3s23p1
14 Silicon [Ne]3s23p2
15 Phosphorus [Ne]3s23p3
16 Sulfur [Ne]3s23p4
17 Chlorine [Ne]3s23p5
18 Argon [Ne]3s23p6
19 Potassium [Ar]4s1
20 Calcium [Ar]4s2
21 Scandium [Ar]3d14s2
22 Titanium [Ar]3d24s2
23 Vanadium [Ar]3d34s2
24 Chromium [Ar]3d54s1
25 Manganese [Ar]3d54s2
26 Iron [Ar]3d64s2
27 Cobalt [Ar]3d74s2
28 Nickel [Ar]3d84s2
29 Copper [Ar]3d104s1
30 Zinc [Ar]3d104s2
31 Gallium [Ar]3d104s24p1
32 Germanium [Ar]3d104s24p2
33 Arsenic [Ar]3d104s24p3
34 Selenium [Ar]3d104s24p4
35 Bromine [Ar]3d104s24p5
36 Krypton [Ar]3d104s24p6
37 Rubidium [Kr]5s1
38 Strontium [Kr]5s2
39 Yttrium [Kr]4d15s2
40 Zirconium [Kr]4d25s2
41 Niobium [Kr]4d45s1
42 Molybdenum [Kr]4d55s1
43 Technetium [Kr]4d55s2
44 Ruthenium [Kr]4d75s1
45 Rhodium [Kr]4d85s1
46 Palladium [Kr]4d10
47 Silver [Kr]4d105s1
48 Cadmium [Kr]4d105s2
49 Indium [Kr]4d105s25p1
50 Tin [Kr]4d105s25p2
51 Antimony [Kr]4d105s25p3
52 Tellurium [Kr]4d105s25p4
53 Iodine [Kr]4d105s25p5
54 Xenon [Kr]4d105s25p6
55 Cesium [Xe]6s1
56 Barium [Xe]6s2
57 Lanthanum [Xe]5d16s2
58 Cerium [Xe]4f15d16s2
59 Praseodymium [Xe]4f36s2
60 Neodymium [Xe]4f46s2
61 Promethium [Xe]4f56s2
62 Samarium [Xe]4f66s2
63 Europium [Xe]4f76s2
64 Gadolinium [Xe]4f75d16s2
65 Terbium [Xe]4f96s2
66 Dysprosium [Xe]4f106s2
67 Holmium [Xe]4f116s2
68 Erbium [Xe]4f126s2
69 Thulium [Xe]4f136s2
70 Ytterbium [Xe]4f146s2
71 Lutetium [Xe]4f145d16s2
72 Hafnium [Xe]4f145d26s2
73 Tantalum [Xe]4f145d36s2
74 Tungsten [Xe]4f145d46s2
75 Rhenium [Xe]4f145d56s2
76 Osmium [Xe]4f145d66s2
77 Iridium [Xe]4f145d76s2
78 Platinum [Xe]4f145d96s1
79 Gold [Xe]4f145d106s1
80 Mercury [Xe]4f145d106s2
81 Thallium [Xe]4f145d106s26p1
82 Lead [Xe]4f145d106s26p2
83 Bismuth [Xe]4f145d106s26p3
84 Polonium [Xe]4f145d106s26p4
85 Astatine [Xe]4f145d106s26p5
86 Radon [Xe]4f145d106s26p6
87 Francium [Rn]7s1
88 Radium [Rn]7s2
89 Actinium [Rn]6d17s2
90 Thorium [Rn]6d27s2
91 Protactinium [Rn]5f26d17s2
92 Uranium [Rn]5f36d17s2
93 Neptunium [Rn]5f46d17s2
94 Plutonium [Rn]5f67s2
95 Americium [Rn]5f77s2
96 Curium [Rn]5f76d17s2
97 Berkelium [Rn]5f97s2
98 Californium [Rn]5f107s2
99 Einsteinium [Rn]5f117s2
100 Fermium [Rn]5f127s2
101 Mendelevium [Rn]5f137s2
102 Nobelium [Rn]5f147s2
103 Lawrencium [Rn]5f147s27p1
104 Rutherfordium [Rn]5f146d27s2
105 Dubnium *[Rn]5f146d37s2
106 Seaborgium *[Rn]5f146d47s2
107 Bohrium *[Rn]5f146d57s2
108 Hassium *[Rn]5f146d67s2
109 Meitnerium *[Rn]5f146d77s2
110 Darmstadtium *[Rn]5f146d97s1
111 Roentgenium *[Rn]5f146d107s1
112 Copernium *[Rn]5f146d107s2
113 Nihonium *[Rn]5f146d107s27p1
114 Flerovium *[Rn]5f146d107s27p2
115 Moscovium *[Rn]5f146d107s27p3
116 Livermorium *[Rn]5f146d107s27p4
117 Tennessine *[Rn]5f146d107s27p5
118 Oganesson *[Rn]5f146d107s27p6
[Ẩn HD]
Xem thêm:

Tổng hợp lý thuyết hóa học phổ thông

Bài cùng chủ đề:

  • Khối lượng riêng là gì? hóa học phổ thông

  • Cấu hình electron nguyên tử, hóa học phổ thông

  • Bài tập tính số hạt trong nguyên tử

  • Liên kết hóa học là gì? Các loại liên kết hóa học, hóa học phổ thông

  • Cấu tạo bảng tuần hoàn hóa học, hóa học phổ thông

Share

Share

VẬT LÝ 10

|

VẬT LÝ 11

|

VẬT LÝ 12

|

TÀI LIỆU VẬT LÝ

TOÁN 10

|

TOÁN 11

|

TOÁN 12

|

HỌC247

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button