2. Nội dung nghiên cứu của đề tài
3.2.4.Cấu hình electron nguyên tử
3.2.4.1. SGK 10
Cấu hình e nguyên tử biểu diễn sự phân bố e trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.
Khi viết cấu hình e ở 20 nguyên tố đầu tiên trong bảng tuần hoàn do chưa có sự chèn mức năng lượng thì cấu hình e chính là biểu diễn sự phân bố e trên các lớp và phân lớp.
Bắt đầu từ nguyên tố 21 trở đi, khi có sự chèn mức năng lượng thì học sinh phải chú ý tới 2 khái niệm:
Cấu trúc e: các e được phân bố theo thứ tự tăng dần các mức năng
lượng AO theo các nguyên lý và quy tắc phân bố e trong nguyên tử.
VD: 26Fe: 1s 1s 2p 3s 3p 4s 3d . 2 2 6 2 6 2 6
Cấu hình e: các e được phân bố theo thứ tự các lớp và phân lớp. Nghĩa
là, để viết cấu hình e của Fe, ta viết cấu trúc e theo năng lượng, sau đó chuyển về cấu hình e, tức là sắp xếp thứ tự e theo lớp và phân lớp
VD: 26Fe: 1s 1s 2p 3s 3p 3d 4s 2 2 6 2 6 6 2
3.2.4.2. Quan điểm hiện đại
Cấu hình electron của nguyên tử là sơ đồ biểu diễn sự phân bố e theo đồng
thời các số lượng tử n, l (phân bố e đồng thời theo lớp và phân lớp).
Để viết đúng cấu hình e, người ta không giải thích dựa vào sự chèn mức năng lượng và sắp xếp e theo lớp và phân lớp mà dựa trên phương pháp Slayter:
Công thức chung phương pháp gần đúng Slayter:
2 2 2 2 Z* 13,6 ε 13, 6 (Z-b) n* n* nl
Trong đó:
εnl là năng lượng hiệu dụng
Z* = Z – b là số điện tích hiệu dụng n* là số lượng tử hiệu dụng
b là hằng số chắn
Xác định số lượng tử hiệu dụng n*: tùy thuộc vào số lượng tử chính n, n*
được xác định một cách đơn giản theo bảng sau:
n 1 2 3 4 5 ... n* 1 2 3 3,7 4,0 ... Xác định hằng số chắn b: b = 1 n i i b
- Dựa vào cấu hình e của nguyên tử người ta chia cấu hình e thành các nhóm: (1s) (2s2p) (3s3p) (3d) (4s4p) (4d) (4f) (5s5p)...
- Nếu:
Những e thuộc các nhóm obitan nằm phía ngoài của obitan cần xét không có hiệu ứng chắn đối với obitan này (b = 0).
Mỗi e trên các obitan thuộc cùng nhóm với obitan cần xét chắn một hằng số chắn b = 0,35. Riêng với nhóm 1s, đóng một hằng số chắn b = 0,3.
Nếu obitan đang xét là obitan s hay p thì mỗi e trên lớp obitan phía trong (n – 1) chắn một hằng số b = 0,85. Mỗi e trên những lớp obitan sâu hơn (< n- 1) sẽ có hằng số chắn b = 1,00.
Nếu e đang xét thuộc phân lớp d, f thì e ở lớp bên trong chắn một hằng số chắn b = 1,00.
VD: cấu hình của Fe (Z = 26)
Theo quy tắc Klechkowki: dựa vào tổng (n + l) thì 3d > 4s nên cấu hình của Fe là: 1s22s22p63s23p64s23d6. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhưng sau khi điền e, theo quy tắc Slayto ta tính được: E3d = - 13,6/32 [26- (5.0,35 + 18.1,00)]2 = - 59,03 ev
E4s = - 13,6/3,72 [26 – (1.0,35 + 14.0,85 + 10.1,00]2 = - 13,97 ev Ta thấy E4s > E3d . Như vậy cấu hình của Fe được viết lại như sau:
1s22s22p63s23p63d64s2