chuyên đề lý thuyết nguyên tử

13
TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 1 - CHUYÊN ĐỀ LÝ THUYẾT : NGUYÊN TỬ BÀI I : THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ I. Cấu tạo nguyên tử 1. Thành phần cấu tạo của nguyên tử. Kích thước, khối lượng nguyên tử: a) Thành phần cấu tạo của nguyên tử: Định nghĩa : Nguyên tử là những hạt vô cùng nhỏ bé trung hòa về điện.Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và vỏ eletron mang điện tích âm. 1.Lớp vỏ electron : Gồm các hạt mang điện âm gọi là electron (hay điện tử). Khối lượng của các electron đều bằng nhau và xấp xỉ bằng 1/1840 khối lượng của nguyên tử hiđro là nguyên tử nhẹ nhất, tức là bằng: m e = 9,1094.10 -31 kg hay bằng 0,00055 đơn vị Cacbon (đv.C). Điện tích của các electron đều bằng nhau và bằng -1,602.10 -19 Culông. Đó là điện tích nhỏ nhất, vì vậy được gọi là điện tích nguyên tố và dùng làm điện tích đơn vị. và được uy ước là 1- . Bản Chất của các electron chính là những hạt tạo thành tia âm cực và chúng có đặc điểm : Trên đường đi của nó nếu ta đặt một chong chóng nhẹ thì chong chóng bị quay.Điều đó cho thấy tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc lớn. khi không có tác dụng của lực điện trường và từ trường thì tia âm cực truyền thẳng. Khi cho tia âm cực vào giữa hai bản điện cực mang điện tích trái dấu thì tia âm cực bị lệch sang bản điện cực mang điện tích dương.Điều đó chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt mang điện tích âm. Kết Luận : Electron Kí hiệu : e Điện tích q e : mang điện tích âm 1- (1-=-1,602.10 -19 C) Khối lượng : m e =9,1094.10 -31 kg Được dùng làm điện tích đơn vị. Vị trí : nằm ở vỏ nguyên tử. Có khối lượng không đáng kể so với khối lượng nguyên tử

Upload: nguyen-dang-nhat

Post on 09-Jan-2017

8.167 views

Category:

Education


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 1 -

CHUYÊN ĐỀ LÝ THUYẾT : NGUYÊN TỬ

BÀI I : THÀNH PHẦN NGUYÊN TỬ

I. Cấu tạo nguyên tử

1. Thành phần cấu tạo của nguyên tử. Kích thước, khối lượng nguyên tử:

a) Thành phần cấu tạo của nguyên tử:

Định nghĩa : Nguyên tử là những hạt vô cùng nhỏ bé trung hòa về điện.Nguyên tử gồm hạt

nhân mang điện tích dương và vỏ eletron mang điện tích âm.

1.Lớp vỏ electron :

Gồm các hạt mang điện âm gọi là electron (hay điện tử). Khối lượng của các electron đều

bằng nhau và xấp xỉ bằng 1/1840 khối lượng của nguyên tử hiđro là nguyên tử nhẹ nhất, tức là

bằng: me = 9,1094.10-31 kg hay bằng 0,00055 đơn vị Cacbon (đv.C).

Điện tích của các electron đều bằng nhau và bằng -1,602.10-19 Culông.

Đó là điện tích nhỏ nhất, vì vậy được gọi là điện tích nguyên tố và dùng làm điện tích đơn vị.

và được uy ước là 1- .

Bản Chất của các electron chính là những hạt tạo thành tia âm cực và chúng có đặc

điểm :

Trên đường đi của nó nếu ta đặt một chong chóng nhẹ thì chong chóng bị quay.Điều đó

cho thấy tia âm cực là chùm hạt vật chất có khối lượng và chuyển động với vận tốc lớn.

khi không có tác dụng của lực điện trường và từ trường thì tia âm cực truyền thẳng.

Khi cho tia âm cực vào giữa hai bản điện cực mang điện tích trái dấu thì tia âm cực bị lệch

sang bản điện cực mang điện tích dương.Điều đó chứng tỏ tia âm cực là chùm hạt mang điện

tích âm.

Kết Luận : Electron

Kí hiệu : e

Điện tích qe : mang điện tích âm 1- (1-=-1,602.10-19 C)

Khối lượng : me=9,1094.10-31 kg

Được dùng làm điện tích đơn vị.

Vị trí : nằm ở vỏ nguyên tử.

Có khối lượng không đáng kể so với khối lượng nguyên tử

Page 2: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 2 -

2. Hạt nhân :

Hạt nhân nguyên tử gồm 2 thành phần cơ bản cấu tạo nên đó là : Proton và notron

Nguyên tử có cấu tạo rỗng,các electron chuyển động tạo ra vỏ eletron bao quanh một hạt

mang điện tích dương có kích thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử,ằm ở tâm nguyên

tử.Đó là hạt nhân nguyên tử.

Hạt nhân nguyên tử gồm các hạt proton và nơtron.

Proton : kí hiệu là p Proton có điện tích đúng bằng điện tích của electron nhưng ngược dấu

tức là bằng +1,6.10-19 Culông hay là 1 +.

Kết luận : về proton

Kí hiệu : p

Điện tích qp : Mang điện tích dương 1+ (1=+1,602.10-19 C(Culông)

Khối lượng : mp=1,6726.10-27 kg.

Là hạt mang điện mang trong hạt nhân nguyên tử.

Vị trí : nằm ở hạt nhân nguyên tử.

Kết luận về proton và electron

Như vậy proton và electron cùng mang một điện tích nguyên tố, nhưng có dấu ngược nhau.

Để thuận tiện, người ta quy ước lấy điện tích nguyên tố làm đơn vị, coi điện tích của electron là

1- và điện tích cảu proton là 1+.

Nơtron. Hạt nơtron không mang điện, có khối lượng xấp xỉ bằng khối lượng của proton

và xấp xỉ bằng 1 đv.C.

Kết luận về nơtron :

Kí hiệu : n

Điện tích : “không mang điện tích”.

Khối lượng : mn=,6748.10-27kg

Là hạt không mang điện trong hạt nhân nguyên tử

Vị trí : nằm ở hạt nhân nguyên tử

Kết Luận :

Page 3: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 3 -

Hạt nhân nguyên tử của mọi nguyên tố đều có các hạt proton và nơtron (trừ nguyên tử cảu

nguyên tố H,nguyên tử cảu nguyên tố H chỉ có proton mà không có nơ tron).

Vỏ nguyên tử gồm các hạt electron chuyển động xung quang hạt nhân :

...............

proton

ñieän tích : ................

Voû nguyeân tö û : electron kí hie äu : ...............

khoái löôïng :

ñie än tích : ..............

Nguyeân tö û kí hieäu : ..

Haït nhaân nguyeân tö

.............

khoái löôïng : ..............

ñie än tích : ............

nôtron kí hieäu : .................

khoái löôïng : .............

Kết Luận : “ khối lượng của nguyên tử tập trung hầu hết ở hạt nhân nguyên tử,khối lượng của

các electron là không đáng kể so với khối lượng nguyên tử”

b) Kích thước, khối lượng của nguyên tử :

Kích thước: Nếu hình dung nguyên tử như một khối cầu thì nó có đường kính khoảng 10-10

m. Để biểu thị kích thước nguyên tử, người ta dùng một đơn vị là Angxtrom và kí hiệu là Å

1Å = 10-10 m hay 1Å = 10-8 cm

Nguyên tử nhỏ nhất là hiđro có bán kính khoảng 0,53 Å.

Đường kính của hạt nhân nguyên tử còn nhỏ hơn, vào khoảng 10-4 Å, như vậy đường kính

của nguyên tử lớn hơn đường kính của hạt nhân khoảng 10.000 lần.

Ta tưởng tượng nếu phóng đại một nguyên tử vàng lên 109 lần (một tỉ lấn !) thì nó có đường

kính là 30 cm nghĩa là nguyên tử vừa bằng quả bóng rổ. Trong khi đó thì hạt nhân nguyên tử

vàng có một đường kính nhỏ hơn 0,003 cm nghĩa là có kích thước của một hạt cát nhỏ.

Bảng - Khối lượng và điện tích của các hạt cấu tạo nên nguyên tử

Page 4: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 4 -

Tên Kí hiệu Khối lượng Điện tích

Electron e me = 9,1094 kg me 0,549 đv.C -1,602.10-19 C

Proton p mp = 1,6726 kg mp đv.C +1,602.10-19 C

Nơtron n mn = 1,6748 kg mn đv.C 0

Đường kính của electron và proton lại còn nhỏ hơn nhiều : khoảng 10-7 Å. Electron chuyển

động xung quanh hạt nhân. Giữa electron và hạt nhân là chân không : từ đó ta thấy nguyên tử

có cấu tạo rỗng !

Khối lượng : Khối lượng của một nguyên tử vào khoảng 10-26 kg. Nguyên tử nhẹ nhất là hiđro

có khối lượng là 1,67.10-27 kg. Khối lượng của nguyên tử cacbon là 1,99.10-26 kg.

Một lượng chất rất nhỏ cũng chứa một số nguyên tử lớn tới mức ta khó mà hình dung được.

Kết luận : Nguyên tử có cấu tạo rỗng,các electron chuyển động xung quanh hạt nhân

nguyên tử tạo nên lớp vỏ electron

Ví dụ : Trong 2 gam cacbon có1023 nguyên tử cacbon. Một lít nước cũng chứa tới khoảng

9.1025 nguyên tử hiđro và oxi.

ĐỒNG VỊ . NGUYÊN TỬ KHỐI VÀ NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH

I. ĐỒNG VỊ.

II. NGUYÊN TỬ KHỐI VÀ NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH.

2.1. Nguyên Tử Khối.

- Nguyên tử khối là khối lượng tương đối của nguyên tử (1). Đơn vị khối lượng nguyên tử được

tính bằng đơn vị cacbon ( đvC ) hay u ( 1u = 1đvC ) (2).

- Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu

lần đơn vị khối lượng nguyên tử.

- Khối lượng của 1 nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, notron và electron có trong

nguyên tử đó.

- Tuy nhiên do khối lượng của electron rất nhỏ ( 319,1094.10 Kg = 0,00055u ) so với 1 đơn

vị khối lượng nguyên tử, nên có thể xem như khối lượng của nguyên tử xấp xỉ bằng khối

lượng hạt nhân nguyên tử.

(1) SGK Lớp 10 Nâng Cao Trang 13. (2) SGK Lớp 10 Nang cao trang 7.

Page 5: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 5 -

- Hay có thể xem Nguyên tử khối bằng số khối ( khi không cần độ chính xác cao ).

Thí dụ : Xác định nguyên tử khối của P biết Z =15 và N = 16.

- (Theo như định nghĩa ta có thể thấy, nếu không cần độ chính xác cao , trong trường

hợp này ta có thể xem như ):

- Nguyeân töû khoái = 15 + 16 = 31 .

- Proton và notron đều có khối lượng xấp xỉ 1u.

a) Hạt nhân nguyên tử.

1. Điện tích hạt nhân

Vì điện tích của mỗi proton bằng một đơn vị điện tích dương (1+) nên trong hạt nhân nếu có

Z proton, thì điện tích của hạt nhân sẽ là Z+. Thực nghiệm cho biết nguyên tử trung hoà điện

nên số proton trong hạt nhân bằng số electron chuyển động quanh hạt nhân. Như vật, trong

nguyên tử:

Điện tích hạt nhân = Số proton = Số electron

Ví dụ: Điện tích hạt nhân nguyên tử oxi là 8+, như vậy nguyên tử oxi có 8 proton và có 8

electron. Biết được điện tích hạt nhân nguyên tử (cũng như biết được số proton và số electron)

tức là nắm được chìa khóa để nhận biết nguyên tử.

2. Số khối

Tổng số hạt proton (kí hiệu là Z) và tổng số hạt hạt nơtron (kí hiệu là N) trong hạt nhân gọi

là số khối của hạt nhân đó (kí hiệu là A).

A = Z + N

Ví dụ: Trong hạt nhân nguyên tử clo có 17 proton và 18 nơtron, vậy số khối của hạt nhân

nguyên tử clo là: 17 + 18 = 35.

3. Khối lượng nguyên tử

Khối lượng của nguyên tử bằng tổng khối lượng của proton, nơtron và electron có trong

nguyên tử. Nhưng vì khối lượng của electron rất nhỏ so với khối lượng của proton và nơtron

nên khối lượng của nguyên tử coi như bằng khối lượng của các proton và nơtron trong hạt nhân

nguyên tử.

Ví dụ: Hạt nhân của nguyên tử nhôm có 13 proton và 14 nơtron, xung quanh hạt nhân có 13

electron. Xác định khối lượng nguyên tử nhôm.

Page 6: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 6 -

Khối lượng của nguyên tử nhôm coi như bằng khối lượng của 13 proton và 14 nơtron. Khối

lượng của mỗi proton và mỗi nơtron xấp xỉ bằng 1 đv.C. Vậy khối lượng nguyên tử nhôm bằng

27 đv.C.

Như vậy, hạt nhân tuy rất nhỏ so với cả nguyên tử nhưng lại tập trung ở đó hầu như toàn bộ

khối lượng của nguyên tử.

b) Nguyên tố hoá học

1. Định nghĩa

Tất cả các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân đều thuộc cùng một nguyên tố hoá học.

Như vậy, các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học có cùng số proton và cùng số

electron.

Ví dụ : Tất cả các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân là 17+ đều thuộc nguyên tố clo. Các

nguyên tử của nguyên tố clo đều có 17 proton và 17 electron.

Cho đến nay, người ta đã biết 92 nguyên tố tự nhiên và khoảng 17 nguyên tố nhân tạo (tổng

số khoảng 109 nguyên tố). Các nguyên tố nhân tạo chưa được phát hiện thấy trên Trái Đất hay

bất kì nơi nào khác trong vũ trụ mà được điều chế trong phòng thí nghiệm.

Tính chất của một nguyên tố hoá học là tính chất của tất cả các nguyên tử của nguyên tố đó.

2. Số hiệu nguyên tử

Điện tích hạt nhân nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố

đó.

Số hiệu nguyên tử đặc trưng cho một nguyên tố hoá học và thường được kí hiệu là Z.

Ví dụ : Số hiệu nguyên tử của nguyên tố urani là 92. Vậy : điện tích hạt nhân nguyên tử urani

là 92+ ; có 92 proton trong hạt nhân và 92 electron ngoài lớp vỏ.

3. Kí hiệu các nguyên tử

Để đặc trưng đầy đủ cho một nguyên tố hoá học, bên cạnh kí hiệu thường dùng, người ta còn

ghi các chỉ dẫn sau

AZ X

X : kí hiệu của nguyên tố

Z : số hiệu nguyên tử

A : số khối A = Z + N

Ví dụ :

Page 7: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 7 -

Từ kí hiệu trên ta có thể biết được :

- Số hiệu nguyên tử của nguyên tố clo là 17 ; điện tích hạt nhân nguyên tử là 17+ ; trong hạt

nhân có 17 proton và (35 - 17) = 18 nơtron.

- Nguyên tử clo có 17 electron chuyên động quanh nhân.

- Khối lượng nguyên tử của clo là 35 đv.C.

c) Đồng vị

Khi nghiên cứu các nguyên tử của cùng một nguyên tố hoá học, người ta thấy rằng trong hạt

nhân của những nguyên tử đó, số proton đều như nhau nhưng số khối có thể khác nhau do số

nơtron khác nhau.

Người ra gọi những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron là những

đồng vị.

Chẳng hạn oxi có ba đồng vị :

Cả ba đồng vị đều có 8 proton trong hạt nhân nhưng số nơtron lần lượt là 8, 9, 10.

Hầu hết các nguyên tố hoá học là hỗn hợp của nhiều đồng vị, chỉ có vài nguyên tố có một

đồng vị. Ngoài những đồng vị tồn tại trong tự nhiên (khoảng 300), người ta còn điều chế được

các đồng vị nhân tạo (khoảng 1000).

Còn nhiều đồng vị có ứng dụng quan trọn trong việc sử dụng năng lượng hạt nhân nguyên tử

như đồng vị của hiđro (gọi là đơteri) đồng vị của urani (gọi là urani 235).

Các đồng vị của cùng một nguyên tố có tính chất hoá học giống nhau.

Đối với nguyên tố hiđro, người ta biết ba đồng vị

Page 8: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 8 -

Khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố hoá học.

Vì hầu hết các nguyên tố hoá học là hỗn hợp của nhiều đồng vị nên khối lượng nguyên tử

của các nguyên tố đó là khối lượng nguyên tử trung bình của hỗn hợp các đồng vị có kể đến tỉ

lệ phần trăm của mỗi đồng vị.

3. Vỏ nguyên tử

a) Sự chuyển động của electron trong nguyên tử

Lúc đầu người ta cho rằng các electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử theo

những quỹ đạo hình tròn hay bầu dục như quỹ đạo của các hành tinh chuyển động xung quanh

Mặt trời - mẫu hành tinh nguyên tử của Rơzơfo-Bo (Rutherford-Bohr).

Page 9: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 9 -

Mẫu Rơzơfo-Bo đã có ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử, nhưng

nó tỏ ra không đầy đủ để giải

thích mọi tính chất của nguyên tử.

Về sau, nhờ công trình nghiên cứu của nhiều nhà bác học người ta

biết rằng chuyển động của electron trong nguyên tử không theo một quỹ

đạo xác định.

Electron là một phân tử mang điện, lại chuyển động rất nhanh (tốc độ

hành nghìn km/s) trong khu vực xung quanh hạt nhân tạo thành một

đám mây electron. Mật độ điện tích của đám mây này không đều, khu

vực có mật độ điện tích lớn nhất khu vực trong đó khả năng có mặt

electron là lớn nhất. Người ta gọi khu vực này là obitan nguyên tử.

Chẳng hạn trong nguyên tử hiđrô, electron có thể có mặt khắp nơi

trong vùng bao quanh hạt nhân tạo thành đám mây electron, nhưng mật

độ điện tích của đám mây electron đó lớn nhất ở bên trong một hình cầu

có đường kính là 1Å (hạt nhân ở tâm). Ở khu vực đó, khả năng có mặt của electron là lớn nhất

(tới 90%). Ta tưởng tượng nếu trong một giây ta chụp được 1000 tấm ảnh nguyên tử hiđro thì

trong 900 tấm ảnh electron sẽ có mặt ở khu vực trên.

Vị sao trong nguyên tử, mỗi electron lại có khu vực tồn tại ưu tiên của mình? Đó là do trong

nguyên tử, mỗi electron có một năng lượng riêng.

b) Lớp electron

Trong nguyên tử, hạt nhân mang điện tích dương hút các electron mang điện tích trái dấu.

Muốn tách electron ra khỏi vỏ nguyên tử cần cung cấp năng lượng cho nó. Thực nghiện chứng

tỏ rằng không phải mọi electron đều liên kết với hạt nhân chặt chẽ như nhau. Những electron ở

gần hạt nhân nhất liên kết với nhau chặt chẽ nhất. Người ta nói: chúng ở mức năng lượng thấp

nhất. Ngược lại, những electron ở xa hạt nhân nhất có mức năng lượng cao nhất ; chúng dễ bị

tách ra khỏi nguyên tử hơn các electron khác. Chính những electron này quy định tính chất hoá

học của các nguyên tố.

Tuỳ theo mức năng lượng cao hay thấp mà các electron được phân bố theo từng lớp electron

(hay mức năng lượng). Các electron có mức năng lượng gần bằng nhau thuộc cùng một lớp.

Các lớp electron từ trong ra ngoài được đánh số n = 1, 2, 3, 4, .... hoặc kí hiệu bằng dãy chữ

cái lớn: K, L, M, N ....

c) Phân lớp electron (hay phân mức năng lượng)

Nguyên tử hiđro.

Electron chuyển động

rất nhanh trong khu

vực xung quanh hạt

nhân tạo thành một

đám mây electron

Page 10: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 10 -

Mỗi lớp electron lại phân chia thành phân lớp electron. Các electron trong mỗi phân lớp có

mức năng lượng bằng nhau.

Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f.

Số phân lớp bằng số thứ tự của lớp.

Lớp thứ 1 có 1 phân lớp, đó là phân lớp 1s.

Lớp thứ 2 có 2 phân lớp, đó là phân lớp 2s và phân lớp 2p.

Lớp thứ 3 có 3 phân lớp, đó là phân lớp 3s, 3p và phân lớp 3d, v.v....

Các electron ở phân lớp s được gọi là electron s ; ở phân lớp p, được gọi là electron p, v.v....

d) Obitan

Ở trên, khi nói về chuyển động của electron trong nguyên tử, ta đã biết rằng obitan là khu

vực không gian xung quanh hạt nhân trong đó khả năng có mặt electron là lớn nhất (khu vực có

mật độ đám mây electron lớn nhất).

Số và dạng obitan phụ thuộc vào đặc điểm của mỗi phân lớp electron.

Phân lớp s có 1 obitan có dạng hình cầu.

Obitan s Obitan p

Phân lớp p có 3 obitan có dạng hình số 8 nổi.

Phân lớp d có 5 obitan và phân lớp f có 7 obitan. Obitan d và obitan f có dạng phức tạp hơn.

Mỗi obitan chỉ chứa tối đa 2 electron.

Khi một obitan đã có đủ 2 electron, người ta nói rằng các electron đã ghép đôi. Các electron

ghép đôi thường không tham gia vào việc tạo thành liên kết hoá học.

Khi một obitan chỉ có 1 electron, người ta gọi đó là electron độc thân. Trong đa số các trường

hợp, chỉ có các electron độc thân mới tham gia vào tạo thành liên kết hoá học.

Số electron tối đa trong một phân lớp, một lớp

Từ số electron tối đa trong một obitan, ta có thể suy ra số electron tối đa trong mỗi phân lớp

và mỗi lớp.

- Phân lớp s có 1 obitan nên có tối đa 2 electron.

Phân lớp p có 3 obitan nên có tối đa 6 electron.

Page 11: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 11 -

Phân lớp d có tối đa 10 electron và phân lớp f có 14 electron.

- Lớp thứ 1 có 1 phân lớp s nên có tối đa 2 electron.

Lớp thứ 2 có phân lớp s và phân lớp p nên có tối đa 8 electron.

Lớp thứ 3 có các phân lớp s, p, d, nên có tối đa 18 electron.

Từ đó suy ra lớp thứ 4 có tối đa 32 electron v.v...

Một lớp đã chứa đủ số electron tối đa được gọi là lớp electron bão hào.

e) Số electron tối đa trong các lớp và các phân lớp (từ n = 1 đến n = 3)

Số thứ tự của lớp Số electron tối đa của lớp Số electron phân bố vào các

phân lớp

n = 1 (lớp K) 2 1s2

n = 2 (lớp L) 8 2s2 2p6

n = 3 (lớp M) 18 3s2 3p6 3d10

f) Cấu trúc electron trong nguyên tử các nguyên tố

Nguyên lí vững bền :

Trong nguyên tử, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao.

Càng xa hạt nhân, các lớp và phân lớp electron nõi chung có mức năng lượng càng cao. Cụ

thể mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự từ 1 đến 7 và 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 mức năng lượng xác định bằng

thực nghiệm :

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s v.v....

Dựa vào nguyên lí vững bền, đồng thời chú ý đến số electron tối đa trong mỗi phân lớp, ta có

thể viết được sơ đồ phân bố electron trong nguyên tử của bất kì nguyên tố náo khi biêt số hiệu

nguyên tử Z của nguyên tố đó.

Ví dụ:

- Nguyên tử hiđro : Z = 1, có 1 electron. Electron này chiếm phân mức năng lượng thấp nhất

là 1s.

- Nguyên tử heli : Z = 2, có 2 electron. Cả 2 electron đều chiếm phân mức 1s.

Như vậy, nguyên tử hiđro và nguyên tử heli chỉ có 1 lớp electron, lớp K.

Page 12: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 12 -

- Nguyên tử liti : Z = 3, có 3 electron. Hai electron đầu chiếm phân mức 1s : vì phân mức 1s

chỉ nhận tối đa 2 electron nên electron thứ 3 chiếm phân mức 2s.

Như vậy nguyên tử liti có 2 lớp electron, lớp K gồm 2 electron và lớp L, 1 electron v.v...

Cấu hình electron

Muốn biểu diễn sự phân bố electron theo các lớp và phân lớp, người ta dùng cấu hình

electron ghi theo cách sau:

- Lớp electron được ghi bằng chữ số.

- Phân lớp được ghi bằng chữ cái thường s, p, d...

- Số electron được ghi bằng số ở phía trên bên phải của chữ cái chỉ phân lớp, các phân lớp

không có electron không ghi.

Ví dụ:

Cấu hinh electron của các nguyên tử 1H, 2He, 3Li, 13Al được ghi như sau:

1H : 1s1

2He : 1s2

3Li : 1s2 2s1

13Al : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1

Ngoài cách viết cấu hình electron như trên, muốn biểu diễn sự phân bố electron theo cac

obitan, người ta làm như sau :

Kí hiệu mỗi obitan bằng một ô vuông, mỗi electron bằng một mũi tên, các electron ghép đôi

được kí hiệu bằng hai mũi tên ngược chiều.

Sau đây là sơ đồ phân bố electron vào các obitan trong nguyên tử của 10 nguyên tố đầu tiên.

Page 13: Chuyên đề lý thuyết   nguyên tử

TÀI LIỆU LUYỆN THI ĐẠI HỌC CỦA GS MAYRADA GROUPS

FB: https://www.facebook.com/HoiNhungNguoiHamHoc Trang - 13 -

g) Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng

- Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp ngoài cùng có tối đa là 8 electron.

- Các nguyên tử có 8 electron lớp ngoài cùng đều rất bền vững, chúng không tham gia vào

các phản ứng hoá học. Đó là các nguyên tử khí hiếm.

- Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron lớp ngoài cùng là những nguyên tử kim loại.

- Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron lớp ngoài cùng là những nguyên tử phi kim.

Các electron lớp ngoài cùng (gọi tắt là các electron ngoài cùng) hầu như quyết định tính chất

hoá học của một nguyên tố.

Biết được sự phân bố electron trong nguyên tử, nhất là biết được số electron lớp ngoài cùng,

người ta có thể dự đoán được những tính chất hoá học tiêu biểu của nguyên tố đó.