Tài nguyên dạy học

Ảnh ngẫu nhiên

TextAloud_Beta43.flv Cach_mang_thang_TamQuoc_khanh_va_nhung_ngay_dau_doc_lap.flv Chien_dich_Ho_Chi_Minh.flv HD_thu_bangPowerpoint_00_00_2200_02_50.flv Bat_cheo_1.flv ADN21.flv NHANDOINST1.flv Bat_cheo_3.flv Bat_cheo_2b.flv Bat_cheo_2a.flv Cc_saoma1.flv Btap_nst.flv Bat_cheo_4.flv CC_su_bat_thu.flv Ccsaoma2.flv Ccsaoma3.flv Ccsaoma41.flv Ccsaoma5.flv Copy_of_GPhan5.flv Phim_tim_hieu_Protein1.flv

free counters

Điều tra ý kiến

Hỗ trợ trực tuyến

  • (Blog Hóa học)
Gốc > Bài viết > Giới thiệu các nguyên tố >

Cấu hình electron


Cấu hình electron, hay cấu hình điện tử, nguyên tử cho biết 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.

1. Số lượng tử và lớp

Trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ có thể được biểu diễn qua 4 số lượng tử (cả mô hình nguyên tử Bohr và orbital):

Tên gọi Ký hiệu Giá trị Danh hiệu Ví dụ
Số lượng tử chính n 1, 2, 3, 4, ... Lớp chính K, L, M, N, ... 3
Số lượng tử phụ l 0, ..., n-1 Lớp hay lớp phụ s, p, d, f, ... 0, 1, 2
Số lượng tử từ m -l, ... 0, ..., l   -2, -1, 0, 1, 2
Số lượng tử spin s -1/2, +1/2   -1/2, +1/2
Phân bố electron tro
Phân bố electron trong nguyên tử bạc
Theo nguyên lý Pauli, 4 số lượng tử của từng cặp electron trong nguyên tử không được trùng nhau, giải thích cho sự phân bố của chúng trong các lớp khác nhau. Điều này cũng có nghĩa là, trên cùng một phân lớp, không có 2 electron có chiều tự quay giống nhau.

Số lượng tử chính n hình thành nên các lớp chính, trong mỗi lớp chính có n lớp phụ. Các electron trên cùng một lớp thì có mức năng lượng xấp xỉ nhau, và trên cùng một phân lớp thì có năng lượng bằng nhau. Tổng số electron ở mỗi lớp chính phụ thuộc vào bộ 4 số lượng tử n, l, m và s nhưng tối đa là 2n2 electron.

Lớp electron ngoài cùng (lớp hóa trị) của các nguyên tố chứa các electron hóa trị, các electron này quyết định các tính chất hóa học cũng như tính chất vật lý của chúng.

2. Điền electron vào các lớp

Thứ tự điền electron
Thứ tự điền electron vào các lớp theo các mức năng lượng khác nhau

Các electron sẽ điền theo thứ tự vào các lớp có năng lượng từ thấp đến cao, bắt đầu là lớp 1s. Ngoài ra theo quy tắc Hund, các orbital có cùng mức năng lượng thì ban đầu được điền đơn, sao cho số electron độc thân là lớn nhất, sau đấy mới được điền đôi.

Sự điền electron vào các lớp không chỉ phụ thuộc vào vị trí hay khoảng cách của chúng đến hạt nhân mà còn phụ thuộc vào mức năng lượng của các lớp.

Ví dụ: titanZ = 22, cấu hình theo thứ tự các lớp 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s0 nhưng do năng lượng của lớp 4s thấp hơn lớp 3d nên 4 electron còn lại sẽ điền đầy vào lớp 4s (2) trước, sau đấy mới đến lớp 3d (2), cấu hình đúng của titan là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

Ngoại lệ:

  • Nguyên tố lantan, Z = 57 lớp ngoài cùng 6s2 4f1, electron tự do cuối cùng điền vào 5d trước khi vào 4f, tương tự trong nguyên tử Ac thì 6d trước 5f.
  • Trong nguyên tử CrCu một electron trong lớp có năng lượng thấp 4s điền vào lớp có năng lượng cao hơn 3d, chúng có cấu hình lớp ngoài cùng là 3d5 4s1 và 3d10 4s1
  • Các trường hợp ngoại lệ khác Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Gd, các actini từ Ac đến Np và Cm

3. Liên hệ đến bảng tuần hoàn

18 nhóm chính (nhóm mới) trong bảng tuần hoàn được phân ra dựa theo số electron trong các lớp ngoài cùng:

  • lớp s: nhóm 1 (s1) - 2 (s2)
  • lớp p: nhóm 13 (p1) - 18 (p6) (Trừ He)
  • lớp d: nhóm 3 (d1) - 12 (d10)

Số chu kỳ bằng số lớp n, với ns là lớp s ngoài cùng.

4. Cấu hình electron của một số nguyên tố

Cấu hình electron của các nguyên tố thường được viết dưới dạng kèm theo cấu hình electron của các khí hiếm có số thứ tự nhỏ hơn đứng gần nó cộng với các lớp còn lại. Ví dụ, cấu hình electron của magiê (Z = 12): [Ne] 3s2 thì được hiểu 1s2 2s2 2p6 3s2.

4. 1. Khí hiếm

Nguyên tố Z Cấu hình electron
Heli 2 1s2
Neon 10 1s2 2s2 2p6
Argon 18 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Krypton 36 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6

4. 2. Z từ 11 đến 17

Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt
Natri 11 1s2 2s2 2p6 3s1 [Ne] 3s1
Magiê 12 1s2 2s2 2p6 3s2 [Ne] 3s2
Nhôm 13 1s2 2s2 2p6 3s2 3p1 [Ne] 3s2 3p1
Silic 14 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 [Ne] 3s2 3p2
Phốtpho 15 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 [Ne] 3s2 3p3
Lưu huỳnh 16 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 [Ne] 3s2 3p4
Clo 17 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 [Ne] 3s2 3p5

4. 3. Z từ 21 đến 31

Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt
Scandi 21 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 [Ar] 4s2 3d1
Titanium 22 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d2 [Ar] 4s2 3d2
Vanadi 23 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 [Ar] 4s2 3d3
Crôm 24 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1 3d5 [Ar] 4s1 3d5
Magiê 25 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d5 [Ar] 4s2 3d5
Sắt 26 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 [Ar] 4s2 3d6
Coban 27 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d7 [Ar] 4s2 3d7
Niken 28 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 [Ar] 4s2 3d8
Đồng 29 1s2 2s2 2p6 3s2 3p64s1 3d10 [Ar] 4s1 3d10
Chì 30 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 [Ar] 4s2 3d10
Gali 31 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p1 [Ar] 3d10 4s2 4p1

4. 4. Z từ 39 đến 49

Nguyên tố Z Cấu hình electron Cấu hình viết tắt
Yttri 39 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d1 [Kr] 5s2 4d1
Zirconi 40 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d2 [Kr] 5s2 4d2
Niobi 41 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s1 4d4 [Kr] 5s1 4d4
Molybden 42 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s1 4d5 [Kr] 5s1 4d5
Techneti 43 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d5 [Kr] 5s2 4d5
Rutheni 44 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s1 4d7 [Kr] 5s1 4d7
Rhodi 45 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s1 4d8 [Kr] 5s1 4d8
Palladi 46 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p64d10 [Kr] 4d10
Bạc 47 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p65s1 4d10 [Kr] 5s1 4d10
Cadmi 48 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 [Kr] 5s2 4d10
Indi 49 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p1 [Kr] 5s2 4d10 5p1
 
 

Nhắn tin cho tác giả
Nguyễn Minh Chiến @ 22:29 09/01/2009
Số lượt xem: 1134
Số lượt thích: 0 người
 
Gửi ý kiến