Bài 5 Lớp, phân lớp và cấu hình electron I Lớp và phân lớp electron Các electron trong lớp vỏ nguyên tử được phân bố vào các lớp và phân lớp dựa theo năng lượng của chúng 1 Lớp electron Các electron t[.]
Bài 5: Lớp, phân lớp cấu hình electron I Lớp phân lớp electron Các electron lớp vỏ nguyên tử phân bố vào lớp phân lớp dựa theo lượng chúng Lớp electron - Các electron thuộc lớp có lượng gần - Trong lớp electron, có nhiều AO Bảng 5.1 Số lượng AO số electron tối đa lớp Lớp K (n = 1) L (n = 2) M (n = 3) N (n = 4) Số lượng AO 16 18 32 Số electron tối đa - Số electron số lượng AO lớp thứ n (n 4) ghi nhớ theo quy tắc sau: + Lớp thứ n có n2 AO + Lớp thứ n có tối đa 2n2 electron Ví dụ: Dựa vào cơng thức tính lớp thứ tư (lớp N, n = 4) có 42 = 16 AO chứa tối đa 2.42 = 32 electron Lưu ý: Năng lượng electron phụ thuộc vào khoảng cách từ electron tới hạt nhân Electron xa hạt nhân có lượng cao Ví dụ: Các lớp electron xếp theo thứ tự mức lượng từ thấp đến cao: K, L, M, N Phân lớp electron - Mỗi lớp electron (trừ lớp thứ nhất) lại chia thành phân lớp theo nguyên tắc: Các electron thuộc phân lớp có lượng - Số lượng kí hiệu phân lớp lớp: Lớp electron thứ n có n phân lớp kí hiệu ns, np, nd, nf, Cụ thể: + Lớp K (n =1): có phân lớp, kí hiệu 1s + Lớp L (n =2): có phân lớp, kí hiệu 2s 2p + Lớp M (n =3): có phân lớp, kí hiệu 3s, 3p 3d - Số lượng AO phân lớp + Phân lớp ns có AO + Phân lớp np có AO + Phân lớp nd có AO + Phân lớp nf có AO - Số electron phân lớp biểu diễn số phía trên, bên phải kí hiệu phân lớp Phân lớp có tối đa electron gọi phân lớp bão hịa Ví dụ: Kí hiệu 1s2 cho biết phân lớp 1s có electron Do phân lớp 1s có AO nên phân lớp 1s chứa tối đa electron, 1s2 gọi phân lớp bão hòa Lưu ý: Số lượng electron tối đa phân lớp - Phân lớp ns chứa tối đa electron - Phân lớp np chứa tối đa electron - Phân lớp nd chứa tối đa 10 electron - Phân lớp nf chứa tối đa 14 electron II Cấu hình electron nguyên tử Cách viết cấu hình electron nguyên tử - Cấu hình electron biểu diễn phân bố electron vào lớp vỏ nguyên tử theo lớp phân lớp - Các bước viết cấu hình electron nguyên tử theo nguyên tắc sau: + Quy tắc 1: Điền electron theo thứ tự mức lượng từ thấp đến cao (dãy Klechkovski): 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s Điền electron bão hòa phân lớp trước điền tiếp vào phân lớp sau - Quy tắc 2: Đổi lại vị trí phân lớp cho số thứ tự lớp (n) tăng dần từ trái qua phải, phân lớp lớp theo thứ tự s, p, d, f Ví dụ: Ngun tử Fe có Z = 26, sau điền electron vào dãy Klechkovski nhận dãy 1s22s22p63s23p64s23d6 Sắp xếp lại vị trí phân lớp 4s2 3d6 thu cấu hình electron 1s22s22p63s23p63d64s2 - Cấu hình electron cho biết thứ tự mức lượng electron phân lớp Năng lượng electron phân lớp tăng theo chiều từ trái qua phải Ví dụ: Cấu hình electron ngun tử oxygen 1s22s22p4 Trong nguyên tử oxygen, lượng electron thuộc phân lớp 2s cao electron thuộc phân lớp 1s, lượng electron thuộc phân lớp 2p cao electron thuộc phân lớp 2s Lưu ý: Quy tắc đường chéo xác định dãy Klechkovski sau: Hình 5.1 Quy tắc đường chéo xác định dãy Klechkovski Biểu diễn cấu hình electron theo orbital - Biểu diễn cấu hình electron theo orbital (cịn gọi cách biểu diễn cấu hình theo lượng tử) cách biểu diễn phân bố electron theo orbital, từ biết nguyên tử có electron độc thân, electron độc thân nằm orbital - Quy tắc biểu diễn cấu hình electron theo orbital: + Quy tắc 1: Viết cấu hình electron nguyên tử + Quy tắc 2: Biểu diễn AO ô vuông (orbital hay ô lượng tử), AO phân lớp viết liền nhau, AO khác phân lớp viết tách Thứ tự orbital từ trái sang phải theo thứ tự cấu hình electron + Quy tắc 3: Điền electron vào ô orbital theo thứ tự lớp phân lớp, electron biểu diễn mũi tên Lưu ý: - Trong phân lớp, electron phân bố cho số electron độc thân lớn nhất, electron điền vào orbital theo thứ tự từ trái sang phải - Trong ô orbital, electron biểu diễn mũi tên quay lên, electron thứ hai biểu diễn mũi tên quay xuống Ví dụ: + Ngun tử O (Z = 8) có cấu hình electron nguyên tử 1s22s22p4 + Cấu hình theo orbital O sau: Như vậy, nguyên tử oxygen có elctron độc thân, thuộc AO 2p Mở rộng: Electron mang điện tích âm nên hai electron AO đẩy nhau, chúng có xu hướng tách chiếm hai AO khác Đây lí phân lớp, electron cần xếp cho số electron độc thân lớn III Dự đốn tính chất hóa học nguyên tố dựa theo cấu hình electron nguyên tử Các electron thuộc lớp có vai trị định đến tính chất hóa học đặc trưng nguyên tố (tính kim loại, tính phi kim, tính trơ, ) Từ cấu hình electron dự đốn tính chất theo quy tắc sau: - Quy tắc 1: Các nguyên tử có 1, electron lớp thường nguyên tử nguyên tố kim loại Tính kim loại thể qua khả nhường electron phản ứng hóa học (tính khử) Ví dụ: Ngun tử Na (Z =11) có electron lớp ngồi nên Na nguyên tố kim loại - Quy tắc 2: Các nguyên tử có 5, electron lớp thường nguyên tử nguyên tố phi kim Tính phi kim thể qua khả nhận electron phản ứng hóa học (tính oxi hóa) Ví dụ: Ngun tử O (Z = 8) có electron lớp nên O nguyên tố phi kim - Quy tắc 3: Các nguyên tử có electron lớp ngồi (trừ He có electron) nguyên tử nguyên tố khí Các nguyên tố khó tham gia phản ứng hóa học (tính trơ) Ví dụ: Ngun tử Ne (Z = 10) có electron lớp ngồi nên Ne nguyên tố khí - Quy tắc 4: Nếu lớp electron nguyên tử có electron ngun tử ngun tố kim loại phi kim ... electron độc thân lớn III Dự đốn tính chất hóa học nguyên tố dựa theo cấu hình electron ngun tử Các electron thuộc lớp ngồi có vai trị định đến tính chất hóa học đặc trưng nguyên tố (tính kim loại,... ngồi thường nguyên tử nguyên tố phi kim Tính phi kim thể qua khả nhận electron phản ứng hóa học (tính oxi hóa) Ví dụ: Nguyên tử O (Z = 8) có electron lớp nên O nguyên tố phi kim - Quy tắc 3: Các... He có electron) nguyên tử nguyên tố khí Các nguyên tố khó tham gia phản ứng hóa học (tính trơ) Ví dụ: Ngun tử Ne (Z = 10) có electron lớp ngồi nên Ne nguyên tố khí - Quy tắc 4: Nếu lớp electron