Trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ có thể được biểu diễn qua 4 số lượng tử [cả mô hình nguyên tử Bohr và orbital]:
Tên gọi Ký hiệu Giá trị Danh hiệu Ví dụ Số lượng tử chính n 1, 2, 3, 4,... Lớp chính K, L, M, N,... 3 Số lượng tử quỹ đạo l 0,..., n-1 Lớp hay phân lớp s, p, d, f,... 0, 1, 2 Số lượng tử từ m -l,... 0,..., l -2, -1, 0, 1, 2 Số lượng tử spin s -1/2, +1/2 -1/2, +1/2
Theo nguyên lý Pauli, 4 số lượng tử của từng cặp electron trong nguyên tử không được trùng nhau, giải thích cho sự phân bố của chúng trong các lớp khác nhau. Điều này cũng có nghĩa là, trên cùng một phân lớp, không có 2 electron có chiều tự quay giống nhau.
Số lượng tử chính n hình thành nên các lớp chính, trong mỗi lớp chính có n phân lớp. Các electron trên cùng một lớp thì có mức năng lượng xấp xỉ nhau, và trên cùng một phân lớp thì có năng lượng bằng nhau. Tổng số electron ở mỗi lớp chính phụ thuộc vào bộ 4 số lượng tử n, l, m và s nhưng tối đa là 2n2 electron.
Lớp electron ngoài cùng [lớp hóa trị] của các nguyên tố chứa các electron hóa trị, các electron này quyết định các tính chất hóa học cũng như tính chất vật lý của chúng.
Điền electron vào các lớp[sửa | sửa mã nguồn]
Các electron sẽ điền theo thứ tự vào các lớp có năng lượng từ thấp đến cao, bắt đầu là lớp 1s. Ngoài ra theo quy tắc Hund, các lớp electron có cùng mức năng lượng thì ban đầu được điền đơn, sao cho số electron độc thân là lớn nhất, sau đấy mới được điền đôi.
Sự điền electron vào các lớp không chỉ phụ thuộc hoàn toàn vào vị trí hay khoảng cách của chúng đến hạt nhân mà còn phụ thuộc vào mức năng lượng của các lớp.
Ví dụ: titan có Z = 22, cấu hình theo thứ tự các lớp 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s0 nhưng do năng lượng của lớp 4s thấp hơn lớp 3d nên 4 electron còn lại sẽ điền đầy vào lớp 4s [2] trước, sau đấy mới đến lớp 3d [2], cấu hình đúng của titan là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2
Ngoại lệ:
- Nguyên tố lanthan, Z = 57 lớp ngoài cùng 6s2 4f1, electron tự do cuối cùng điền vào 5d trước khi vào 4f, tương tự trong nguyên tử Ac thì 6d trước 5f.
- Trong nguyên tử Cr và Cu một electron trong lớp có năng lượng thấp 4s điền vào lớp có năng lượng cao hơn 3d, chúng có cấu hình lớp ngoài cùng là 3d5 4s1 và 3d10 4s1
- Các trường hợp ngoại lệ khác Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Gd, các actini từ Ac đến Np và Cm
Liên hệ đến bảng tuần hoàn[sửa | sửa mã nguồn]
18 nhóm chính [nhóm mới] trong bảng tuần hoàn được phân ra dựa theo số electron trong các lớp ngoài cùng:
- lớp s: nhóm 1 [s1] - 2 [s2]
- lớp p: nhóm 13 [p1] - 18 [p6] [Trừ He, H]
- lớp d: nhóm 3 [d1] - 12 [d10]
Số chu kỳ bằng số lớp n, với ns là lớp ngoài cùng.
Cấu hình electron của một số nguyên tố[sửa | sửa mã nguồn]
Cấu hình electron của các nguyên tố thường được viết dưới dạng kèm theo cấu hình electron của các khí hiếm có số thứ tự nhỏ hơn đứng gần nó cộng với các lớp còn lại. Ví dụ, cấu hình electron của magiê [Z = 12]: [Ne] 3s2 thì được hiểu 1s2 2s2 2p6 3s2.
Khí hiếm[sửa | sửa mã nguồn]
Nguyên tố Z Cấu hình electron Heli 2 1s2 Neon 10 1s2 2s2 2p6 Argon 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Krypton 36 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 Xenon 54 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d105s25p6 Radon 86 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d105s25p6 4f14 5d106s26p6
Z từ 1 đến 17[sửa | sửa mã nguồn]
Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt Hydro 1 1s1 Lithi 3 1s22s1 Beryli 4 1s22s2 Bo 5 1s2 2s2 2p1 [He] 2s2 2p1 Cacbon 6 1s2 2s2 2p2 [He] 2s2 2p2 Nito 7 1s2 2s2 2p3 [He] 2s2 2p3 Oxi 8 1s2 2s2 2p4 [He] 2s2 2p4 fluor 9 1s2 2s2 2p5 [He] 2s2 2p5 Natri 11 1s2 2s2 2p6 3s1 [Ne] 3s1 Magie 12 1s2 2s2 2p6 3s2 [Ne] 3s2 Nhôm 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 [Ne] 3s2 3p1 Silic 14 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 [Ne] 3s2 3p2 Phosphor 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 [Ne] 3s2 3p3 Lưu huỳnh 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 [Ne] 3s2 3p4 Clo 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p5
Z từ 21 đến 38[sửa | sửa mã nguồn]
Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt Scandi 21 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 [Ar] 4s2 3d1 Titanium 22 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 [Ar] 4s2 3d2 Vanadi 23 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 [Ar] 4s2 3d3 Crôm 24 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 [Ar] 4s1 3d5 Mangan 25 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 [Ar] 4s2 3d5 Sắt 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 [Ar] 4s2 3d6 Coban 27 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 [Ar] 4s2 3d7 Niken 28 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 [Ar] 4s2 3d8 Đồng 29 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10[Ar] 4s1 3d10Kẽm 30 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 [Ar] 4s2 3d10 Gali 31 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1 [Ar] 4s2 3d10 4p1
Z từ 39 đến 49[sửa | sửa mã nguồn]
Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt Ytri 39 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1 [Kr] 5s2 4d1 Zirconi 40 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2 [Kr] 5s2 4d2 Niobi 41 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4[Kr] 5s1 4d4Molybden 42 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d5[Kr] 5s1 4d5Tecneti 43 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5 [Kr] 5s2 4d5 Rutheni 44 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d7[Kr] 5s1 4d7 Rhodi 45 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d8[Kr] 5s1 4d8Palladi 46 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 4d10[Kr] 4d10Bạc 47 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10[Kr] 5s1 4d10Cadmi 48 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 [Kr] 5s2 4d10 Indi 49 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1 [Kr] 4d10 5s2 5p1
Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]
- Bảng tuần hoàn
- Số lượng tử
- Danh sách các nguyên tố hoá học
Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]
International Union of Pure and Applied Chemistry. "configuration [electronic]". Toàn văn bản Giản Lược Thuật Ngữ Hoá Học.
Trong nguyên tử electron hóa trị là các electron như thế nào?
Electron hóa trị: là những electron có khả năng tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học. Số electron hóa trị = số e ở lớp ngoài cùng cộng phân lớp sát ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hoà.
Mỗi lớp Co bao nhiêu electron?
1.Số electron tối đa trong một phân lớp - phân lớp p chứa tối đa 6 electron. - phân lớp d chứa tối đa 10 electron. - phân lớp f chứa tối đa 14 electron. phân lớp đã có đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hòa.
Co bao nhiêu electron s electron p và electron d trong lớp K L M?
Do đó, các phân lớp bao gồm: phân lớp S [chứa tối đa 2 electron] phân lớp P[chứa tối đa 6 electron] phân lớp D[chứa tối đa 10 electron]
Nguyên tử sắt Co số electron hóa trị là bao nhiêu?
- Vị trí Fe trong bảng tuần hoàn: + Từ cấu hình electron của Fe là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 ta xác định được nguyên tử Fe có 26 electron, phân bố trên 4 lớp electron và số electron hóa trị bằng 8.