Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Cấu hình electron nguyên tử biểu diễn điều gì?

Cấu hình electron (hay còn được gọi là cấu hình điện tử nguyên tử) biểu diễn sự phân bố các electron trong lớp vỏ nguyên tử ở các trạng thái năng lượng khác nhau hay ở các vùng hiện diện của chúng (theo Wikipedia).

Nói một cách khác, cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác nhau.

Ví dụ: Cấu hình e của nguyên tử của một vài nguyên tố thường gặp:

Cụ thể, cấu hình electron của nguyên tử là chuỗi số đại diện cho các obitan electron. Đây là các khu vực không gian có hình dạng khác nhau bao quanh hạt nhân nguyên tử, trong đó các electron được sắp xếp một cách trật tự. Qua cấu hình electron bạn có thể nhanh chóng xác định số lượng obitan electron trong nguyên tử, và số electron trong từng obitan.

Thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử:

Trong nguyên tử, các electron trên các obitan khác nhau có cùng mức năng lượng như nhau nếu cùng 1 phân lớp. Các mức năng lượng nguyên tử được sắp xếp theo thứ tự tăng dần.

Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Cách viết cấu hình electron nguyên tử: Quy tắc và các bước cần nhớ

Để viết cấu hình e nguyên tử chính xác, bạn cần nắm chắc những quy tắc và các bước cần nhớ sau đây:

Quy tắc viết cấu hình e nguyên tử

Trong quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử:

Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Cấu hình electron nguyên tử được viết theo quy tắc nào?

Nguyên lý Pauli: Trên mỗi obital nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa 2 electron. 2 electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

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

Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các obital có mức năng lượng tăng dần từ thấp đến cao.

Viết cấu hình electron

Cấu hình e được viết theo thứ tự các phân lớp trong 1 lớp và theo thứ tự của các lớp electron.

Bên cạnh đó, bạn cần chú ý: Các electron được phân bố vào các AO theo phân mức năng lượng tăng dần và có sự chèn mức năng lượng. Tuy nhiên, khi viết cấu hình e, các phân mức năng lượng cần được sắp xếp lại theo từng lớp.

Ví dụ:

Nguyên tử Fe có Z= 26. Như vậy, trong nguyên tử Fe có:

Hoặc viết gọn là: [Ar] 3d6 4s2 (Trong đó, [Ar] là cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố argon - khí hiếm gần nhất đứng trước Fe)

3 bước viết cấu hình e nguyên tử dễ nhớ

Sau khi nắm được đầy đủ lý thuyết của cấu hình electron nguyên tử, sau đây là 3 bước viết cấu hình e đơn giản và dễ nhớ nhất:

Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Một số lưu ý khi viết cấu hình electron:

Ví dụ:

Viết cấu hình e nguyên tử của các nguyên tố sau: Na (Z=11):

Tương tự:

Như vậy, các nguyên tố s, p, d, f được xác định như sau:

* Lưu ý đối với các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa:

Xem thêm:

Bảng cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu tiên

Sau đây là bảng cấu hình electron nguyên tử của 20 nguyên tố đầu tiên bạn cần nhớ để có thể giải thành thạo các bài tập cấu hình electron nguyên tử lớp 10.

Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Đặc điểm lớp electron ngoài cùng

Các electron ở lớp ngoài cùng quyết định tính chất hóa học của một nguyên tố. Đối với nguyên tử của tất cả các nguyên tố, lớp electron ngoài cùng có những đặc điểm chung sau đây:

Như vậy, khi biết cấu hình electron của nguyên tử có thể giúp chúng ta dự đoán được loại nguyên tố.

Bài tập về cấu hình e nguyên tử SGK Hóa học 10 kèm lời giải

Sau khi nắm được toàn bộ lý thuyết và cách viết cấu hình e đơn giản nhất, hãy vận dụng chúng để thực hành một số bài tập cấu hình electron nguyên tử dưới đây.

Cấu hình electron nguyên tử: Định nghĩa, cách viết và bài tập

Bài tập 1.(Trang 27 SGK hóa học 10)

Nguyên tố có z = 11 thuộc loại nguyên tố :

A. s B. p C.d D.f

Chọn đáp án đúng.

Gợi ý đáp án: A là đáp án đúng.

Nguyên tố Z=11, ta có cấu hình electron của nguyên tố đó như sau: 1s22s22p63s1. Vậy nguyên tố đã cho là s. Đáp án đúng là A.

Bài tập 2.(Trang 27 SGK hóa học 10)

Cấu hình electron nguyên tử nào sau đây là của lưu huỳnh (Z = 16) :

A. 1s2 2s2 2p5 3s2 3p5 ; B. 1 s2 2s1 2p6 3s2 3p6 ;

C. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 ; D. 1 s2 2s2 2p6 3s2 3p3.

Chọn đáp án đúng.

Gợi ý đáp án: Đáp án đúng là C

Nguyên tử lưu huỳnh có Z=16 có cấu hình là: 1s22s22p63s23p4

Bài tập 3.(Trang 28 SGK hóa học 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.

Gợi ý đáp án: D là đáp án sai.

Bài tập 4.(Trang 28 SGK hóa học 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 tử từ 2 đến 82 trong N bảng tuần hoàn thì 1 ≤ N/Z ≤ 1,5)

Gợi ý đáp án:

a) Tổng số hạt proton, nơtron, electron trong 1 nguyên tử của nguyên tố đã cho là 13. Số proton bằng số electron nên ta có phương trình: 2Z + N =13

Mặt khác từ nguyên tố số 2 đến 82 trong bảng tuần ta có :

Z ≤ N; mà N =13 - 2Z ⇒ Z ≤ 13 - 2Z ⇒ Z ≤ 4,333 (1)

N ≤ 1,5Z ⇒ 13-2Z ≤ 1,5Z ⇒ 3,5Z ≥ 13 ⇒ Z ≥ 3,7 (2)

Từ (1) và (2) và vì Z nguyên dương 3,7 ≤ Z ≤ 4,333 . vậy Z =4

Suy ra số nơtron: N =13 - 2Z = 13 -2.4 = 5

Vậy nguyên tử khối cần tìm theo yêu cầu bài toán là 4+5=9.

b) Viết cấu hình electron: Z=4 có cấu hình là 1s22s2. Đây là nguyên tố s

Bài tập 5.(Trang 28 SGK hóa học 10)

Có bao nhiêu electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt bằng 3, 6, 9, 18?

Gợi ý đáp án:

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: 1s2 2s1 ; z = 6: 1s2 2s2 2p2 ;

z = 9: 1s2 2s2 2p5 ; z = 18: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6.

Như vậy, bài viết này của Monkey đã cung cấp cho bạn toàn bộ lý thuyết về cấu hình electron nguyên tử cùng 3 bước viết cấu hình e đơn giản và dễ nhớ nhất. Hy vọng qua những thông tin trên, bạn có thể vận dụng giải thành thạo các bài tập như viết cấu hình e, xác định số lớp e, v.v... và đạt điểm cao trong các bài thi.

Chia sẻ bài viết và đừng quên truy cập chuyên mục Kiến thức cơ bản trên website của Monkeymỗi ngày để có thêm nhiều kiến thức Hóa học bổ ích khác!

Link nội dung: https://getairvestal.com/cau-hinh-electron-nguyen-tu-dinh-nghia-cach-viet-va-bai-tap-a15927.html