Sự chuyển động electron nguyên tử Obitan nguyên tử I Sự chuyển động electron nguyên tử Trong nguyên tử, electron chuyển động nhanh xung quanh hạt nhân không theo quỹ đạo xác định Khu vực xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron lớn gọi obitan nguyên tử Kí hiệu obitan nguyên tử AO Có loại AO là: s, p, d, f Obitan s có dạng hình cầu nổi, tâm hạt nhân nguyên tử Obitan p có dạng hình số cân xứng nhận trục x, y, z không gian làm trục đối xứng Obitan d, f có hình phức tạp z z z x y x y Obitan s x y Obitan px z x y Obitan py Obitan pz II Lớp phân lớp Lớp Các electron nguyên tử xếp thành lớp phân lớp Các electron lớp có mức lượng gần Thứ tự kí hiệu lớp: n Tên lớp K L M N O P Q Phân lớp Là tập hợp e có mức lượng tạo thành phân lớp, tượng trưng số lượng tử phụ l (còn gọi số lượng tử orbital định hình dạng AO) Có loại phân lớp: s, p, d, f l Phân lớp tương ứng s p d f Phân lớp s chứa tối đa electron Phân lớp p chứa tối đa electron tương ứng AO tương ứng AO Phân lớp d chứa tối đa 10 electron tương ứng AO Phân lớp f chứa tối đa 14 electron tương ứng AO Lớp thứ (lớp K, n = 1) có phân lớp 1s chứa tối đa e tương ứng 1AO Lớp thứ (lớp L, n = 2) có phân lớp 2s p, chứa tối đa e tương ứng AO Lớp thứ (lớp M, n = 3) có phân lớp 3s, 3p, 3d chứa tối đa 18 e tương ứng AO Lớp thứ (lớp N, n = 4) có phân lớp 4s, 4p, 4d, 4f chứa tối đa 32 e tương ứng 16 AO III Cấu hình electron nguyên tử Mức lượng Thư tự mức lượng từ thấp đến cáo là: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s Cấu hình electron phân lớp Cấu hình electron biểu diễn phân bố electron phân lớp thuộc lớp khác Số electron bào phân lớp viết số mũ Ví dụ: Cl (Zn = 17): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 Cấu hình electron obitan nguyên tử a) Ô lượng tử: Mỗi AO kí hiệu ô vuông chứa tối đa electron kí hiêu mũi tên ngược chiều Nếu AO chứa electron electron gọi electron độc thân b) Nguyên lí Pauli: Trên obitan có nhiều hai electron hai electron chuyển động tự quay khác chiều xung quanh trục riêng obitan c) Nguyên lí vững bền: trạng thái bản, nguyên tử electron chiếm obitan có mức lượng từ thấp đến cao d) Quy tắc Hun: Trong phân lớp, electron phân bố obitan cho số electron độc thân tối đa electron phải có chiều tự quay giống e) Cách viết cấu hình electron nguyên tử: Cách viết cấu hình etreen AO Thí dụ: Viết cấu hình electron S (Z = 16) Trên phân lớp: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Viết obitan S có hai e độc thân 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 Chú ý: e điền đầy vào phân lớp gọi phân lớp bão hòa (không e độc thân) Khi e điền nửa số e cực đại phân lớp gọi cấu hình e bán bão hòa (số e độc thân = số AO) Cách viết cấu hình e theo lớp phân lớp Xác định số electron Sắp xếp electron vào phân lớp theo thứ tự tăng dần mức lượng Viết electron theo thứ tự lớp phân lớp Chú ý: Với 20 nguyên tố đầu có cấu hình electron phù hợp với mức lượng từ thấp tới cao Từ nguyên tố 21 trở có chèn mức lượng nên cấu hình electron viết theo thứ tự mức lượng xếp lại theo thứ tự phân lớp Thí dụ: Viết cấu hình electron Fe (Z = 26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s23d6 Sắp xếp theo mức lượng 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 Cấu hình electron Bài tập 1: Viết cấu hình e, sụ phân bố e vào ô lượng tử cho biết số e độc thân trường hợp sau: Cl (Z = 17), Ar (Z = 18), P (Z = 15), Cr (Z = 24), Ca (Z = 20), Fe (Z = 26), Cu (Z = 29) Bài tập 2: Viết cấu hình electron nguyên tố sau: Mn (Z = 25), K (Z = 19), Co (Z = 27), Cu (Z = 29), Zn (Z = 30) Đặc điểm lớp e Khí (trơ) có electron lớp (trừ He có e cùng) Kim loại có 1, 2, electron lớp (một vài kim loại Sb, Bi, Po, … có 5, electron lớp Các nguyên tử có e lớp kim loại (Sn, Pb), phi kim Si, C Phi kim có 5, 6, electron lớp