Bài 4 Cấu trúc lớp vỏ electron của nguyên tử I Sự chuyển động của electron trong nguyên tử 1 Sự chuyển động của electron trong nguyên tử Theo mô hình nguyên tử của Rutherford – Bohr (mô hình hành tinh[.]
Bài 4: Cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử I Sự chuyển động electron nguyên tử Sự chuyển động electron nguyên tử - Theo mơ hình ngun tử Rutherford – Bohr (mơ hình hành tinh nguyên tử), electron chuyển động quỹ đạo hình trịn hay bầu dục xác định xung quanh hạt nhân - Theo mơ hình đại, nguyên tử, electron chuyển động nhanh xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo xác định, tạo thành đám mây electron Orbital nguyên tử - Orbital nguyên tử (Atomic Orbital, viết tắt AO) khu vực không gian xung quanh hạt nhân nguyên tử mà xác suất tìm thấy electron lớn (khoảng 90%) - Một số AO thường gặp: s, p, d, f - Các AO có hình dạng khác nhau: AO s có dạng hình cầu, AO p có dạng hình số tám nổi, AO d f có hình dạng phức tạp II Lớp phân lớp electron Trong nguyên tử, electron xếp thành lớp phân lớp theo lượng từ thấp đến cao Lớp electron - Trong nguyên tử, electron xếp thành lớp (kí hiệu K, L, M, N, O, P, Q) từ gần đến xa hạt nhân, theo thứ tự từ lớp n = đến n = - Các electron lớp có lượng gần 2 Phân lớp electron - Mỗi lớp electron phân chia thành phân lớp, kí hiệu chữ viết thường: s, p, d, f Các electron thuộc phân lớp s, p, d f gọi tương ứng electron s, p, d f - Các phân lớp s, p, d f có số AO tương ứng 1, 3, - Các electron phân lớp có lượng - Với lớp đầu (1, 2, 3, 4) số phân lớp lớp số thứ tự lớp Ví dụ: Lớp thứ có phân lớp Lớp thứ có phân lớp III Cấu hình electron nguyên tử Nguyên lí vững bền - Trong nguyên tử, electron AO có mức lượng xác định Người ta gọi mức lượng mức lượng AO nguyên tử - Nguyên lí vững bền: Ở trạng thái bản, electron nguyên tử chiếm orbital có mức lượng từ thấp đến cao: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p … - Các electron AO khác phân lớp có lượng Ví dụ: Phân lớp 3p có AO 3px, 3py, 3pz; electron AO p phân lớp có định hướng khơng gian khác chúng có mức lượng AO 2 Nguyên lí Pauli - Để biểu diễn orbital nguyên tử, người ta sử dụng ô vuông, gọi ô lượng tử Mỗi ô lượng tử ứng với AO Mỗi AO chứa tối đa electron + Nếu AO chứa electron electron gọi electron độc thân (kí hiệu mũi tên hướng lên ↑) + Nếu AO chứa đủ electron electron gọi electron ghép đơi (kí hiệu hai mũi tên ngược chiều ↑↓) - Nguyên lí Pauli: Mỗi orbital chứa tối đa electron có chiều tự quay ngược - Dựa vào nguyên lí Pauli, ta dễ dàng xác định số AO số electron tối đa lớp phân lớp: + Số AO tối đa lớp n n2 (n ≤ 4) + Số electron tối đa lớp n 2n2 (n ≤ 4) Ví dụ: Số AO tối đa lớp thứ 22 = Số electron tối đa lớp thứ 2.22 = electron 3 Quy tắc Hund - Các phân lớp: s2; p6; d10; f14 chứa đủ số electron tối đa gọi phân lớp bão hòa - Các phân lớp: s1; p3; d5; f7 chứa nửa số electron tối đa gọi phân lớp nửa bão hòa - Các phân lớp chưa đủ số electron tối đa gọi phân lớp chưa bão hòa - Quy tắc Hund: Trong phân lớp chưa bão hòa, electron phân bố vào orbital cho số electron độc thân tối đa Cách viết cấu hình electron nguyên tử - Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn phân bố electron vỏ nguyên tử phân lớp thuộc lớp khác - Cấu hình electron nguyên tử phải viết theo thứ tự lớp electron phân lớp lớp Trong đó: + Số thứ tự lớp electron viết số tự nhiên (n = 1, 2, 3, …) + Phân lớp kí hiệu chữ thường s, p, d, f + Số electron phân lớp ghi số phía trên, bên phải kí hiệu phân lớp - Quy ước cách biểu diễn phân bố electron phân lớp thuộc lớp sau: - Cách viết cấu hình electron: + Bước 1: Xác định số electron nguyên tử + Bước 2: Các electron phân bố theo thứ tự AO có mức lượng tăng dần, theo nguyên lí quy tắc phân bố electron nguyên tử + Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự phân lớp lớp theo thứ tự lớp electron Ví dụ: K (Z = 19): Thứ tự mức lượng orbital: 1s22s22p63s23p64s1 Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s1 viết gọn là: [Ar]4s1 [Ar] kí hiệu cấu hình electron ngun tử ngun tố argon, khí gần đứng trước K Cấu hình electron theo orbital: Đặc điểm electron lớp ngồi nguyên tử - Dựa vào số lượng electron lớp ngồi ngun tử ngun tố, dự đoán nguyên tố kim loại, phi kim hay khí + Các ngun tử có 1, 2, electron lớp nguyên tử nguyên tố kim loại (trừ H, He, B) + Các nguyên tử có 5, 6, electron lớp thường nguyên tử nguyên tố phi kim + Các nguyên tử có electron lớp ngồi ngun tử ngun tố kim loại phi kim + Các nguyên tử có electron lớp ngồi ngun tử ngun tố khí (trừ He có electron lớp cùng) ... lớp thứ 22 = Số electron tối đa lớp thứ 2.22 = electron 3 Quy tắc Hund - Các phân lớp: s2; p6; d10; f14 chứa đủ số electron tối đa gọi phân lớp bão hòa - Các phân lớp: s1; p3; d5; f7 chứa nửa