A. Phương pháp & Ví dụ

Lý thuyết và Phương pháp giải

- Nắm chắc cách viết cấu hình electron nguyên tử dựa vào nguyên lý vững bền, nguyên lý Pauli và quy tắc Hund:

     + Nguyên lý Pauli: Trên một obital nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

     + Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.

     + Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các obital có mức năng lượng từ thấp đến cao

* Các bước viết cấu hình electron nguyên tử

     + Xác định số electron trong nguyên tử.

     + Phân bố các electron theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần.

     + Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp electron trong một lớp.

Ví dụ: 26Fe.

     + Có 26e

     + Viết theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần:

           1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁶

     + Sau đó viết lại theo thứ tự các phân lớp electron trong 1 lớp:

          1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²

     + Viết gọn: [Ar] 3d⁶ 4s²

* Chú ý:

     + Trật tự các mức năng lượng AO tăng dần như sau:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

     + Dạng (n – 1)d⁴ns² chuyển thành (n – 1)d⁵ns¹

           (n – 1)d⁹ns² chuyển thành (n – 1)d¹⁰ns¹

* Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng để suy ra tính chất của nguyên tố hóa học.

Sơ đồ hình thành ion nguyên tử:

M → Mⁿ⁺ + ne

X + me → X^m-.

Ví dụ minh họa

• Ví dụ 1: Một nguyên tố d có 4 lớp electron, phân lớp ngoài cùng đã bão hòa electron. Tổng số electron s và electron p của nguyên tố này là

  Hướng dẫn:

  Nguyên tố d có 4 lớp electron → electron cuối cùng trên phân lớp 3d.

  Cấu hình electron của nguyên tố này có dạng: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d^X4s².

  Vậy tổng số electron s và electron p là 20

Ví dụ 2: Nguyên tử X có ký hiệu ₂₆⁵⁶X. Cho các phát biểu sau về X:

(1) Nguyên tử của nguyên tố X có 8 electron ở lớp ngoài cùng.

(2) Nguyên tử của nguyên tố X có 30 nơtron trong hạt nhân.

(3) X là một phi kim.

(4) X là nguyên tố d.

Trong các phát biểu trên, những phát biểu đúng là?

A. (1), (2), (3) và (4).

B. (1), (2) và (4).

C. (2) và (4).

D. (2), (3) và (4).

Hướng dẫn:

Do có sự chèn mức NL nên electron được phân bố như sau:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 4s²3d⁶

Cấu hình electron của X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²hay [Ar] 3d⁶4s²

- Số e lớp ngoài cùng là 2 do đó X là Kim loại

- N = A – Z = 56 – 26 = 30

- Electron cuối cùng phân bố trên phân lớp 3d nên X là nguyên tố d.

⇒ Chọn C.

Ví dụ 3: Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X có dạng [Ne]3s²3p3. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. X ở ô số 15 trong bảng tuần hoàn.

B. X là một phi kim.

C. Nguyên tử của nguyên tố X có 9 electron p.

D. Nguyên tử của nguyên tố X có 3 phân lớp electron.

Hướng dẫn:

⇒ Chọn C.

Ví dụ 4: Cấu hình electron nào sau đây viết sai?

A. 1s²2s²2p⁵

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²

Hướng dẫn:

Cấu hình 1s²2s²p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵ thiếu phân lớp 3d. Trước khi electron được điền vào phân lớp 4p phải điền vào phân lớp 3d.

⇒ Chọn C.

Ví dụ 5: Một nguyên tử của nguyên tố X có 3 lớp electron. Lớp ngoài cùng có 4 electron. Xác định số hiệu nguyên tử của X. Viết cấu hình e của X

Hướng dẫn:

Z = 2 + 8 + 4 = 14

Cấu hình e của X là 1s²2s²p⁶3s²3p²

Ví dụ 6: Cho biết số electron tối đa trong 1 lớp, 1 phân lớp

Hướng dẫn:

*Số electron tối đa trong một phân lớp

    + Phân lớp s chứa tối đa 2e

    + Phân lớp p chứa tối đa 6e

    + Phân lớp d chứa tối đa 10e

    + Phân lớp f chứa tối đa 14e

* Số electron tối đa trong một lớp

    + Lớp thứ nhất có tối đa 2e

    + Lớp thứ hai có tối đa 8e

    + Lớp thứ ba có tối đa 18e

B. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Viết cấu hình electron của các ion Cu²⁺, N^3-, Fe³⁺, Cl^-,Al³⁺. Biết số thứ tự nguyên tố lần lượt là: Cu (Z = 29), N (Z = 7), Fe (Z = 26), Cl (Z = 17), Al (Z = 13).

Câu 2. Nguyên tố X có Z = 28, cấu hình electron của ion X²⁺ là:

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁸        B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 4s²3d⁶        D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸

Câu 3. Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng ở mức cao nhất là 3p. nguyên tử của nguyên tố Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử X va Y có số electron hơn kém nhau 3. Nguyên tử X, Y lần lượt là:

A. Khí hiếm và kim loại       C. Kim loại và kim loại

B. Kim loại và khí hiếm       D. Phi kim và kim loại

Câu 4. Ion X^a+ có tổng số hạt là 80; số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 20; tổng số hạt trong hạt nhân của ion X^a+ là 56. Hãy cho biết cấu hình electron đúng của X^a+?

A. [18Ar] 3d⁸       B. [18Ar] 3d⁶       C. [18Ar] 3d⁴4s²       D. [18Ar] 3d⁴

Câu 5. Nguyên tố A có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹. Nguyên tố B có phân lớp cuối là 3p⁵. Viết cấu hình electron đầy đủ của A, B. Xác định tên A, B.

Câu 6. Nguyên tử A có e ở phân lớp 3d chỉ bằng một nửa phân lớp 4s.Cấu hình electron của nguyên tử A là

A. [Ar]3d¹4s²       B. [Ar]3d⁴4s²       C. [Ne]3d¹4s²       D. [Ar]3d³4s²

Câu 7. Nguyên tử M có cấu hình electron ngoài cùng là 3d⁷4s². Số hiệu nguyên tử của M

A. 24       B. 25       C. 27       D. 29