Lý thuyết Năng lượng của các electron trong nguyên tử. Cấu hình electron nguyên tử - Hoá học lớp 10

Lý thuyết Năng lượng của các electron trong nguyên tử. Cấu hình electron nguyên tử

Tài liệu Lý thuyết Năng lượng của các electron trong nguyên tử. Cấu hình electron nguyên tử Hoá học lớp 10 sẽ tóm tắt kiến thức trọng tâm về Năng lượng của các electron trong nguyên tử. Cấu hình electron nguyên tử từ đó giúp học sinh ôn tập để nắm vứng kiến thức môn Hoá học lớp 10.

I. Năng lượng của electron trong nguyên tử

1. Mức năng lượng obitan nguyên tử

    - Trong nguyên tử, các electron trên mỗi obitan có một mức năng lượng xác định. Mức năng lượng này là mức năng lượng obitan nguyên tử (mức năng lượng AO).

    - Các electron trên các obitan khác nhau của cùng một phân lớp có năng lượng như nhau.

2. Trật tự các mức năng lượng obitan nguyên tử

    - Trật tự các mức năng lượng tăng dần theo trình tự sau:

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

    - Từ trình tự mức năng lượng AO trên cho thấy khi điện tích hạt nhân tăng có sự chèn mức năng lượng, mức 4s trở nên thấp hơn 3d, mức 5s thấp hơn 4d, 6s thấp hơn 4f, 5d, ...

II. Các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong nguyên tử

1. Nguyên lí Pau-li

    Nguyên lý Pauli: Trên 1 obitan có tối đa 2e và 2e này chuyển động tự quay khác chiều nhau:

    1 obitan có 2e: 2e ghép đôi

    1 obitan có 1e: 1e độc thân

2. Nguyên lí bền vững

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

3. Quy tắc Hun

    Trong 1 phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obitan sao cho số electron độc thân là tối đa và có chiều tự quay giống nhau.

    Ví dụ:

III. Cấu hình electron nguyên tử

1. Cấu hình electron nguyên tử

    Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp của các lớp electron khác nhau.

    a/ Cách 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. Viết theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần:

    1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶

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

    1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

    - Viết gọn: [Ar]3d⁶4s²

    * Chú ý: Khi viết cấu hình electron để dễ nhớ trật tự các mức năng lượng, ta viết theo thứ tự lớp với 2 phân lớp s, p như sau:

    1s     2s2p     3s3p     4s ... 4p     5s ... 5p     6s ... 6p     7s ... 7p

    - Sau đó thêm 3d vào giữa lớp 4s ... 4p

    - Thêm 4d vào giữa lớp 5s ... 5p

    - Thêm 4f 5d vào giữa lớp 6s ... 6p

    - Thêm 5f 6d vào giữa lớp 7s ... 7p

    - Ta sẽ được: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

2. Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng

    - Các electron lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố.

    - Số electron lớp ngoài cùng tối đa là 8e.

        + Các nguyên tử kim loại có: 1e, 2e, 3e lớp ngoài cùng.

        + Các nguyên tử phi kim có: 5e, 6e, 7e lớp ngoài cùng.

        + Các nguyên tử khí hiếm có: 8e (He có 2e) lớp ngoài cùng.

        + Các nguyên tử có 4e lớp ngoài cùng có thể là kim loại (Ge, Sn, Pb) có thể là phi kim (C, Si).