VI. Cấu hình electron trong nguyên tử

Nội dung bài giảng

VI. Cấu hình electron trong nguyên tử

1. Mức năng lượng

      Trật tự mức năng lượng : $$\begin{gathered} \stackrel{1\mathrm{s} 2\mathrm{s} 2\mathrm{p} 3\mathrm{s} 3\mathrm{p} 4\mathrm{s} 3\mathrm{d} 4\mathrm{p} 5\mathrm{s} 4\mathrm{d} 5\mathrm{p} 6\mathrm{s} 4\mathrm{f} 5\mathrm{d} 6\mathrm{p} 7\mathrm{s}...}{\to } \\ \mathrm{Mức} \mathrm{năng} \mathrm{lượng} \mathrm{tăng} \mathrm{dần} \end{gathered}$$

        

2. Cấu hình electron

      Sự phân bố các electron vào obitan trong nguyên tử tuân theo các quy tắc và nguyên lí :

      Nguyên lí Pauli : Trên một obitan có thể có nhiều nhất hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi obitan.

      Nguyên lí vững bền : Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron chiếm lần lượt những obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao.

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

      Cách viết cấu hình electron trong nguyên tử :

            Xác định số electron

            Sắp xếp các electron vào phân lớp theo thứ tự tăng dần mức năng lượng

            Viết electron theo thứ tự các lớp và phân lớp.

      Ví dụ : Viết cấu hình electron của Fe (Z = 26)

            1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶          $\Rightarrow$         1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

            Sắp xếp theo mức năng lượng             Cấu hình electron

3. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng

      Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng (ns²np⁶) đều rất bền vững, chúng hầu như không tham gia vào các phản ứng hoá học. Đó là các khí hiếm, vì vậy trong tự nhiên, phân tử khí hiếm chỉ gồm một nguyên        tử.

      Các nguyên tử có 1 đến 3 electron lớp ngoài cùng đều là các kim loại (trừ H, He, B). Trong các phản ứng hoá học các kim loại có xu hướng chủ yếu là nhường electron trở thành ion dương.

      Các nguyên tử có 5 đến 7 electron lớp ngoài cùng đều là các phi kim. Trong các phản ứng hoá học các phi kim có xu hướng chủ yếu là nhận thêm electron trở thành ion âm.

      Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng là các phi kim, khi chúng có số hiệu nguyên tử nhỏ như C, Si hay các kim loại như Sn, Pb khi chúng có số hiệu nguyên tử lớn.