Quy tắc: "Các electron trong nguyên tử lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao"
- Từ trong ra ngoài có 7 mức năng lượng, tương đương với 7 lớp e
- Trong các lớp: Các e lần lượt chiếm các phân lớp theo phân mức năng lượng tăng dần là s, p, d, f…
- Thứ tự sắp xếp theo mức năng lượng: 1s 2s 3s 3p 4s 3d 4p 5s ...
II. Cấu hình electron của nguyên tử
1. Cấu hình electron của nguyên tử
- Là cách để mô tả sự xắp sếp các e trong nguyên tử trong các lớp và phân lớp
- Cách biểu diễn cấu hình [dạng chữ số]: nla
Trong đó:
n: STT của lớp.
l: tên phân lớp.
a: Số e có mặt tại phân lớp và lớp tương ứng
VD: 1s1 là cấu hình với 1 e tại phân lớp s của lớp thứ 1 [phân lớp 1s]
* Các bước viết cấu hình electron:
- Xác định số electron của nguyên tử.
- Điền e vào các phân lớp theo thứ tự mức năng lượng. [Chú ý đến số e tối đa cho các phân lớp]
VD:
Ne [Z=10]: 1s22s22p6
Cl [Z=17]: 1s22s22p6 3s23p5
Ar [Z=18]: 1s22s22p6 3s23p6
Hoặc viết gọn: [Ne]3s23p6
Fe [Z=26]: 1s22s22p6 3s23p6 3d64s2
Hoặc viết gọn: [Ar]3d64s2
Cấu hình e có thể viết theo từng lớp, ví dụ Na có cấu hình 1s22s22p63s1 có thể được viết gọn dưới dạng 2, 8, 1.
* Nguyên tố họ s, họ p, họ d:
- e cuối cùng điền vào phân lớp nào thì nguyên tố là họ đấy
VD:
- Ar là nguyên tố p vì electron cuối cùng của Ar điền vào phân lớp p.
- Fe là nguyên tố d vì electron cuối cùng của Fe điền vào phân lớp d.
2. Cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu
- SGK.
- Nhận xét: Các nguyên tố đều họ s và p
3. Đặc điểm của electron lớp ngoài cùng
- Đối với tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron [không tham gia vào các phản ứng hóa học [trừ một số đk đặc biệt].
- Khí hiếm: có 8 electron lớp ngoài cùng [trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng]
- Kim loại: 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng
- Phi kim: 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng
- Nguyên tử có 4 electron ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim.
B. Bài tập
1. Dạng 1: Tìm nguyên tố và viết cấu hình electron của nguyên tử
- Tìm Z =>Tên nguyên tố, viết cấu hình electron.
VD: Một nguyên tử X có số hiệu nguyên tử Z =19. Số lớp electron trong nguyên tử X là
A. 4 B. 5 C. 3 D. 6
Z = 19 ⇒ Cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p64s1 ⇒ có số lớp e là 4
2. Dạng 2: Viết cấu hình electron của ion - Xác định tính chất của nguyên tố
a. Từ cấu hình e của nguyên tử => Cấu hình e của ion tương ứng.
- Cấu hình e của ion dương: bớt đi số e ở phân lớp ngoài cùng của ngtử bằng đúng điện tích ion đó.
- Cấu hình e của ion âm: nhận thêm số e bằng đúng điện tích ion đó vào phân lớp ngoài cùng của ngtử.
b. Dựa vào cấu hình e, xác định cấu tạo nguyên tử, tính chất của nguyên tố.
- Lớp ngoài cùng có 8 e là ngtố khí hiếm.
- Lớp ngoài cùng có 1, 2, 3 e là nguyên tố kim loại.
- Lớp ngoài cùng có 5, 6, 7 là nguyên tố phi kim - Lớp ngoài cùng có 4 e có thể là kim loại, hay phi kim.
VD1: Cu2+ có cấu hình electron là
A. 1s22s22p63s23p63d94s2 B. 1s22s22p63s23p63d104s1 C. 1s22s22p63s23p63d9 D. 1s22s22p63s23p63d8
Hướng dẫn: Cấu hình e của Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1 ⇒ Cấu hình e của Cu2+là: 1s22s22p63s23p63d9
VD2: Cấu trúc electron nào sau đây là của phi kim:
[1]. 1s22s22p63s23p4. [4]. [Ar]3d54s1.
[2]. 1s22s22p63s23p63d24s2. [5]. [Ne]3s23p3.
[3]. 1s22s22p63s23p63d104s24p3. [6]. [Ne]3s23p64s2.
A. [1], [2], [3]. B. [1], [3], [5]. C. [2], [3], [4]. D. [2], [4], [6].
Hướng dẫn: Cấu hình [1], [3], [5] là của phi kim.
Như các em đã biết, nguyên tử được cấu tạo bởi các hạt proton, notron và electron [e]. Trong đó, các electron của nguyên tử các nguyên tố được sắp xếp và phân lớp theo chiều tăng của năng lượng theo thứ tự s, p, d, f.
Bạn đang xem: Số electron lớp ngoài cùng
Vậy cấu hình electron nguyên tử là gì? Cách viết cấu hình electron nguyên tử ra sao? lớp electron ngoài cùng của nguyên tử có đặc điểm gì và cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu như thế nào? chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
I. Thứ tự các mức 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 theo thứ tự s, p, d, f.
- Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng nên mức năng lượng 4s thấp hơn 3d.
- Thứ tự sắp xếp mức năng lượng [phân mức năn lượng]: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s...
- Thứ tự các lớp electron: 1s 2s 2p 3s 3p 3d 3f 4s 4p 4d 4f...
II. 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 thuộc các lớp khác nhau.
• Quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử:
- Số thứ tự lớp 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,p5,...]
• Cách viết cấu hình electron nguyên tử bao gồm các bước:
- Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử.
- Bước 2: Các electron được phân bố lần lượt vào các phân lớp theo chiều tăng của năng lượng trong nguyên tử [1s 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.
• Một số lưu ý khi viết cấu hình electron:
- Cần xác định đúng số e của nguyên tử hay ion [số electron[e] = số proton[p] = Z].
- Nắm vững các nguyên lí và quy tắc, kí hiệu của lớp và phân lớp.
- Quy tắc bão hòa và bán bão hòa trên d và f: Cấu hình e bền khi các e điền vào phân lớp d và f đạt bão hòa [d, f] hoặc bán bão hòa [d, f].
* Ví dụ: Viết cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố sau:
° Nguyên tử Hidro có Z = 1, có 1e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s1
° Nguyên tử Heli có Z = 2, có 2e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s2 đã bão hòa.
° Nguyên tử Liti có Z = 3, có 3e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử H là: 1s22s1
° Nguyên tử Neon có Z = 10, có 10e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Ne là: 1s22s22p6
° Nguyên tử Clo có Z = 17, có 17e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Cl là: 1s22s22p63s23p5
- Cấu hình electron viết gọn của Clo: 3s23p5
- Electron cuối cùng của Clo điền vào phân lớp p ⇒ Clo là nguyên tố p.
- là ký hiệu cấu hình e của nguyên tử Neon, là khí hiếm gần nhất đứng trước Clo.
° Nguyên tử sắt Fe có Z = 26, có 26e ⇒ Cấu hình electron của nguyên tử Fe là: 1s22s22p63s23p64s23d6
- Cấu hình electron viết gọn của Fe: 3d64s2
- Electron cuối cùng của Fe điền vào phân lớp d ⇒ Sắt [Fe] là nguyên tố d.
• Cách xác định nguyên tố s, p, d, f:
- Nguyên tố s: có electron cuối cùng điền vào phân lớp s
- Nguyên tố p: có electron cuối cùng điền vào phân lớp p
- Nguyên tố d: có electron cuối cùng điền vào phân lớp d
- Nguyên tố f: có electron cuối cùng điền vào phân lớp f
* Lưu ý trường hợp đặc biệt: Các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa:
- Cr [Z = 24] 1s22s22p63s23p63d44s2 chuyển thành 1s22s22p63s23p63d54s1.
- Cu [Z = 29] 1s22s22p63s23p63d94s2 chuyển thành 1s22s22p63s23p63d104s1.
2. Cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu
| Z | Tên nguyên tố | Ký hiệu hóa học | Số lớp electron | Cấu hình e | |||
Lớp K [n=1] | Lớp L [n=2] | Lớp M [n=3] | Lớp N [n=4] | ||||
| 1 | Hidro | 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 | 1s22s22p2 | ||
| 7 | Nitơ | N | 2 | 5 | 1s22s22p3 | ||
| 8 | Oxi | O | 2 | 6 | 1s22s22p4 | ||
| 9 | Flo | F | 2 | 7 | 1s22s22p5 | ||
| 10 | Neon | Ne | 2 | 8 | 1s22s22p6 | ||
| 11 | Natri | Na | 2 | 8 | 1 | 1s22s22p63s1 | |
| 12 | Magie | Mg | 2 | 8 | 2 | 1s22s22p63s2 | |
| 13 | Nhôm | Al | 2 | 8 | 3 | 1s22s22p63s23p1 | |
| 14 | Silic | Si | 2 | 8 | 4 | 1s22s22p63s23p2 | |
| 15 | Photpho | P | 2 | 8 | 5 | 1s22s22p63s23p3 | |
| 16 | Lưu huỳnh | S | 2 | 8 | 6 | 1s22s22p63s23p4 | |
| 17 | Clo | Cl | 2 | 8 | 7 | 1s22s22p63s23p5 | |
| 18 | Agon | Ar | 2 | 8 | 8 | 1s22s22p63s23p6 | |
| 19 | Kali | Ka | 2 | 8 | 8 | 1 | 1s22s22p63s23p64s1 |
| 20 | Canxi | Ca | 2 | 8 | 8 | 2 | 1s22s22p63s23p64s2 |
3. Đặc điểm của electron lớp ngoài cùng của nguyên tử
- Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có nhiều nhất là 8 electron.
- Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng và nguyên tử heli không tham gia vào các phản ứng há học [ trừ 1 số điều kiện đặc biệt] ví cấu hình electron của các nguyên tử này rất bền. Đó là các nguyên tố 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, 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 thêm: Viết 1 Đoạn Văn Có Sử Dụng Cụm Danh Từ, Viết Đoạn Văn Từ 3
⇒ Như vậy, lớp electron ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố, và khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể dự đoán được loại nguyên tố.
III. Bài tập về cấu hình electron nguyên tử
* Bài 1 trang 27 SGK Hóa 10: Nguyên tử có Z = 11 thuộc loại nguyên tố:
A. s. B. p. C. d. D. f.
Chọn đáp án đúng.
° Lời giải bài 1 trang 27 SGK Hóa 10:
- Đáp án đúng: A. s.
- Ta thấy, nguyên tố có Z = 11 ⇒ cấu hình e: 1s22s22p63s1 ⇒ e cuối cùng xếp vào phân lớp s nên thuộc nguyên tố s.
* Bài 2 trang 27 SGK Hóa 10: Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây của lưu huỳnh [Z = 16]:
A. 1s22s22p53s23p5
B. 1s22s22p63s23p6
C. 1s22s22p63s23p4
D. 1s22s22p63s23p3
Chọn đáp án đúng.
° Lời giải bài 2 trang 27 SGK Hóa 10:
- Đáp án đúng: C : 1s22s22p63s23p4 có Z = 16.
* Bài 3 trang 28 SGK Hóa 10: Cấu hình electron của nguyên tử nhôm [Z = 13] là 1s22s22p63s23p1. Vậy:
A. Lớp thứ nhất [Lớp K] có 2 electron.
B. 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.
° Lời giải bài 3 trang 28 SGK Hóa 10:
- Đáp án sai: D.Lớp ngoài cùng có 1 electron;
- Lớp ngoài cùng nguyên tử nhôm là 3s23p1 có 3 electron.
* Bài 4 trang 28 SGK Hóa 10: Tổng số hạt proton, notron và electron trong nguyên tử của một nguyên tố là 13.
a] Xác định nguyên tử khối.
b] Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó.
[Cho biết: các nguyên tố có số hiệu nguyên từ từ 2 đến 82 trong bảng tuần hoàn thì
]
° Lời giải bài 4 trang 28 SGK Hóa 10:
a] Gọi tổng số hạt proton, tổng số hạt notron, tổng số hạt electron lần lượt là Z, N, E.
- Ta có N + Z + E = 13 vì Z = E nên 2Z + N = 13 [*]
- Mặt khác từ nguyên tố số 2 đến nguyên tố 82 trong bảng tuần hoàn thì:
⇒ Z ≤ N ≤ 1,5Z; Từ [*] có N=13-2Z
⇒ Z ≤ 13-2Z ≤ 3,5Z
⇒ 3Z ≤ 13 ≤ 3,5Z ⇒ 3,7 ≤ Z ≤ 4,3
- Vì Z nguyên dương nên chọn Z = 4 ⇒ N = 13 – 2Z = 13 - 8 = 5. Vậy nguyên tử khối [A] của nguyên tố là: A = Z + N = 4 + 5 = 9.
b] Z = 4, có 4 electron, nên có cấu hình electron là: 1s22s2.
* Bài 5 trang 28 SGK Hóa 10: Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lầnl ượt bằng 3, 6, 9, 18?
° Lời giải bài 5 trang 28 SGK Hóa 10:
Số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử bằng 3, 6, 9, 18 lần lượt là 1, 4, 7, 8. Do các nguyên tử có cấu hình electron như sau:
Z = 3: 1s22s1 ;
Z = 6 : 1s22s22p2;
Z = 9: 1s22s22p5 ;
Z = 18: 1s22s22p63s23p6.
* Bài 6 trang 28 SGK Hóa 10: Viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố mà hạt nhân nguyên tử có số proton là:
a] 1, 3. b] 8, 16. c] 7, 9.
Những nguyên tố nào là kim loại? là phi kim? Vì sao?
° Lời giải bài 6 trang 28 SGK Hóa 10:
- Hạt nhân nguyên tử cho biết số proton [nghĩa là cho biết số đơn vị điện tích hạt nhân] nên theo yêu cầu của đề bài ta có thể viết cấu hình electron của nguyên tử các cặp nguyên tố như sau:
a] Z = 1 : 1s1 ; Z = 3 : 1s22s1;
b] Z = 8 : 1s22s22p4 ; Z = 16: 1s22s22p63s23p4;
c] Z = 7 : 1s22s22p3 ; Z = 9: 1s22s22p5.
- Nguyên tố kim loại có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng, nên nguyên tố có Z = 3 là kim loại, còn nguyên tố Z = 1 là H giống kim loại nhưng không phải là kim loại.
- Nguyên tố phi kim có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng nên các nguyên tố có Z = 8, 16, 7, 9 là phi kim.
Hy vọng với bài viết về Cấu hình Electon nguyên tử Cách viết và bài tập vận dụng ở trên hữu ích cho các em. Mọi góp ý và thắc mắc các em vui lòng để lại nội dung dưới phần bình luận để smarthack.vn ghi nhận và hỗ trợ, chúc các em học tập tốt.
Chuyên mục: