SGK Hóa Học 10 - Bài 5. Cấu hình electron nguyên tử

ị Bài	CẤU HÌNH ELECTRON
1^5	NGUYÊN TỬ
Sự sắp xếp các electron trong vó nguyên tứ các nguyên tố như thế nào?
Cấu hình electron cúa nguyên tử là gì ? Cách viết cấu hình electron cúa nguyên tứ.
Đặc điếm của lóp electron ngoài cùng.
- THỨ Tự CÁC MÚC NĂNG LƯỢNG TRONG NGUYÊN TỬ
Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao.
Từ trong ra ngoài, mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và năng lượng của phân lớp tăng theo thứ tự s, p, d, f.
Sau đây là thứ tự sắp xếp các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng được xác định bằng thực nghiệm và lí thuyết: ls 2s 2p 3s 3p 4s 3d4p 5s... (hình 1.10).
1 	 1s
Mức năng lượng Phân mức năng lượng
Hình 1.10. Sơ đồ phân bố mức năng lượng của các lởp và các phân lớp
Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d.
- CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ
Cấu hình electron nguyên tử
Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lóp khác nhau.
Người ta q.uy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử như sau :
Số thứ tự lóp electron được ghi bằng chữ số (1, 2, 3...).
Phân lớp được ghi bằng các chữ cái thường (s, p, d, f).
Số electron trong một phân lớp được ghi bằng số ở phía trên bên phải của phân lớp (s2, p6,...).
Cách viết cấu hình electron nguyên tử gồm các bước sau :
Bước 1 Xác định số electron của nguyên tử.
Bước I Các electron được phân bố lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của nãng lượng trong nguyên tử (ls 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s...) và tuân theo quy tắc sau : phân lớp s chứa tối đa 2 electron ; phân lớp p chứa tối đa 6 electron ; phân lớp d chứa tối đa 10 electron ; phân lớp f chứa tối đa 14 electron.
Bước 3 Viết cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau (ls 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p ...).
Thí dụ :
Nguyên tử hiđro, z = 1, có 1 electron. Cấu hình electron của nguyên tử H là ls1.
Nguyên tử heli, z = 2, có 2 electron. Cấu hình electron của nguyên tử He là ls2, đã bão hoà.
Nguyên tử liti, z = 3, có 3 electron. Cấu hình electron của nguyên tử Li là ls^s1. Electron cuối cùng của nguyên tử liti điền vào phân lớp s. Liti là nguyên tố s.
Nguyên tử clo, z = 17, có 17 electron. Cấu hình electron của nguyên tử C1 được viết như sau : ls22s22p63s23p5.
Hoặc viết gọn là : [Ne] 3s23p5.
Electron cuối cùng của nguyên tử clo điền vào phân lớp p. Clo là nguyên tố p.
[Ne] là kí hiệu cấu hình electron của nguyên tử neon, là khí hiếm gần nhất đứng trước clo.
Nguyên tử sắt, z = 26, có 26 electron. Các electron của nguyên tử Fe được phân bố như sau : ls22s22p63s23p64s23d6.
Electron cuối cùng của nguyên tử Fe điền vào phân lớp d. sắt là nguyên tố d. Cấu hình electron của nguyên tử Fe : ls22s22p63s23p63d64s2.
Hoặc viết gọn là : [Ar] 3d64s2.
Vậy :
Nguyên tố s là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s.
Nguyên tố p là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp p.
Nguyên tố d là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp d.
Nguyên tố f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp f.
25
Câu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tô đầu
10
neon
Ne
2
8
11
natri
Na
2
8
12
magie
Mg
2
8
13
nhôm
Al
2
8
14
silic
Si
2
8
15
photpho
p
2
8
16
lưu huỳnh
s
2
8
17
clo
Cl
2
8
18
agon
Ar
2
8
19
kali
K
2
8
20
canxi
Ca
2
8
1
1s22s22p63s1
2
1s22s22p63s2
3
1s22s22p63s23p1
4
1s22s22p63s23p2
5
1s22s22p63s23p3
6
1s22s22p63s23p4
7
1s22s22p63s23p5
8
1s22s22p63s23p6
8
1
1s22s22p63s23p64s1
8
2
1s22s22p63s23p64s2
1s22s22p6
z
Tên nguyên tô'
Kí hiệu hoá học
SỐ electron
t
Câ'u hình electron của nguyên tử
Lớp K (n = 1)
Lớp L (n = 2)
Lớp M (n = 3)
LớpN (n = 4)
1
hiđro
H
1
1s1
2
heli
He
2
1s2
3
liti
Li
2
1
■ 1s22s1
4
beri
Be
2
2
1s22s2
5
bo
B
2
3
1s22s22p1
6
cacbon
c
2
4
1 s22s22p2
7
nitơ
N
2
5
1 s22s22p3
8
oxi
0
2
6
1s22s22p4
9
flo
F
2
7
1s22s22p5
Có thể viết cấu hình electron theo lớp. Thí dụ : Cấu hình electron của Na là ls22s22p63s1 hay có thể được viết theo lớp là 2, 8, 1.
Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng
Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron.
Các nguyên tử có 8 electron ở lớp electron ngoài cùng (ns2np6) và nguyên tử heli (ls2) không tham gia vào các phản ứng hoá học (trừ trong một số điều kiện đặc biệt) vì cấu hình electron của các nguyên tử này rất bền. Đó là các nguyên tử của nguyên tố khí hiếm. Trong tự nhiên, phân tử khí hiếm chỉ có một nguyên tử.
Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng dễ nhường electron là nguyên tử của các nguyên tố kim loại (trừ H, He và B).
Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng dễ nhận electron thường là nguyên tử của nguyên tố phi kim.
Các nguyên tử có 4 electron ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim (xem bảng tuần hoàn).
Như vậy, khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể dự đoán được loại nguyên tố.
BAI TẶP
Nguyên tô' có z = 11 thuộc loại nguyên tố
s.
p. c. d.
D. f.
Chọn đáp án đúng.
Cấu hình electron của nguyên tử lưu huỳnh (Z = 16) là
1s22s22p53s23p5.
1s22s22p63s23p6.
c. 1s22s22p63s23p4
D. 1s22s22p63s23p3.
Chọn đáp án đúng.
Cấu hình electron của nguyên tử nhôm (Z = 13) là 1s22s22p63s23p1.
Vậy :
Lớp thứ nhất (lớp K) có 2 electron.
Lớp thứ hai (lớp L) có 8 electron, c. Lớp thứ ba (lớp M) có 3 electron.
D. Lớp ngoài cùng có 1 electron.
Tìm câu sai.
4 Tổng số hạt proton, nơtron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13.
Xác định nguyên tử khối.
Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tô' đó.
(Cho biết : Các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì 1<^<1,5.)
Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tô' có sô' hiệu nguyên tử lần lượt bằng 3, 6, 9, 18 ?
Viết cấu hình electron nguyên tử của các cặp nguyên tô' mà hạt nhân nguyên tử có sô' proton là
1, 3.
8, 16.
7, 9.
Những nguyên tô' nào là kim loại ? Là phi kim ? Vì sao ?