Nội dung chính hóa học 10 cánh diều Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron

BÀI 5. LỚP, PHÂN LỚP VÀ CẤU HÌNH ELECTRON

I. LỚP VÀ PHÂN LỚP ELECTRON

1. Lớp electron

 (1) Các electron trong lớp vỏ nguyên tử được phân bố vào các lớp và phân lớp dựa theo yêu tố năng lượng của chúng.

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

(3)

• Lớp K n=1 có 1 AO với số electron tối đa là 2
• Lớp L n=2 có 4 AO với số electron tối đa là 8
• Lớp M n=3 có 9 AO với số electron tối đa là 9
• Lớp N có n=4 có 32 AO với số electron tối đa là 32

=> Nhận xét: Lớp AO thứ n có n² AO

Lớp thứ n có tối đa 2n²AO

(4) Trả lời câu hỏi 1 sgk trang 26: Vì mỗi AO có tối đa 2 electron nên số AO luôn bằng 1 nửa số electron tối đa thuộc lớp đó.

(5) Trả lời câu luyện tập 1 sgk trang 27:

Số hiệu nguyên tử (Z) = số electron ⇒ Nitrogen có 7 electron được phân bố vào 2 lớp:

+ Lớp thứ nhất chứa 2 electron, phân bố vào 1 AO.

+ Lớp thứ hai chứa 5 electron, phân bố vào 4 AO.

Như vậy lớp ngoài cùng của nitrogen chứa 5 electron, phân bố vào 4 AO.

2. Phân lớp electron

(6) Mỗi lớp electron (trừ lớp thứ nhất) được chia thành các phân lớp theo nguyên tắc: Các electron thuộc cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.

- Trả lời câu hỏi 2 sgk trang 27: Các ô (1), (2), (3), (4) trong hình liên hệ với số phân lớp electron trong một lớp electron.

Lớp K, n =1 có 1 phân lớp,

Lớp L, n = 2 có 2 phân lớp,

Lớp M, n = 3 có 3 phân lớp,

Lớp N, n = 4 có 4 phân lớp.

(7) Lớp electron thứ n có n phân lớp và được kí hiệu lần lượt là ns, np, nd, nf,... Cụ thể:

• Lớp K, n= 1: có 1 phân lớp, được kí hiệu là 1s.
• Lớp L, n=2: có 2 phân lớp được kí hiệu là 2s và 2p.
• Lớp M, n=3: có 3 phân lớp, được kí hiệu là 3s, 3p, 3d.

- Trả lời câu hỏi 3 sgk trang 27:

Lớp electron thứ tư (n = 4) có 4 phân lớp. Kí hiệu là 4s, 4p, 4d và 4f.

(8) Số lượng AO trong mỗi phân lớp:

• Phân lớp ns chỉ có 1 AO
• Phân lớp np có 3 AO
• Phân lớp nd có 5 AO
• Phân lớp nf có 7 AO.

- Trả lời câu hỏi 4 sgk trang 27: Vì mỗi AO chứa 2 electron nên ta có:

(9) Số electron trong mỗi phân lớp được biểu diễn bằng chỉ số phía trên, bên trái kí hiệu phân lớp. Phân lớp nào đã có tối đa electron thì được gọi là phân lớp bão hòa.

(10) 3p⁶, 4s², 5d¹⁰, 6f¹⁴.

II. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ.

1. Cách viết cấu hình electron nguyên tử

(1) Trả lời luyện tập 2 sgk trang 28:

Cấu hình electron của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 1 đến 20:

(2) Cấu hình electron cho biết thứ tự mức năng lượng các electron giữa các phân lớp. Năng lượng của electron trong mỗi phân lớp tăng theo chiều từ trái qua phải.

Ví dụ: Trong nguyên tử Li, năng lượng của electron thuộc phân lớp 2s cao hơn electron thuộc phân lớp 1s.

2. Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital.

(3) Electron mang điện tích âm nên hai electron trong cùng một AO sẽ đẩy nhau, vì vật chúng có xu hướng tách nhau ra chiếm hai AO khác nhau.

(4) Trả lời câu luyện tập 3 sgk trang 29:

Biểu diễn cấu hình electron theo ô orbital ( chỉ lớp ngoài cùng) các nguyên tử có Z từ 1 đến 20. Xác định số electron độc thân của mỗi nguyên tử.

III. DỰ ĐOÁN TÍNH CHẤT HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA NGUYÊN TỐ DỰA THEO CẤU HÌNH ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ

(1) Các electron thuộc lớp ngoài cùng có vai trò quyết định đến tính chất hóa học đặc trưng của nguyên tố (tính kim loại, tính phi kim, tính trơ…)

(2)

• Tính chất hóa học chung của kim loại là phản ứng với phi kim, phản ứng với acid và phản ứng với dung dịch muối.
• Tính chất hóa học chung của phi kim là phản ứng với kim loại, phản ứng với phi kim khác…
• Tính chất hóa học chung của khí hiếm là tính trơ, chung không tác dụng với các chất khác ở điều kiện thường.

(3)

• Các nguyên tố có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng thường là các nguyên tử nguyên tố kim loại. Tính kim loại thể hiện qua khả năng nhường electron trong các phản ứng hóa học.
• Các nguyên tử có 5, 6 hoặc 7 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử nguyên tố phi kim. Tính phi kim thể hiện qua khả năng nhận electron trong các phản ứng hóa học.
• Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng (trừ He chỉ có 2 electron) là các nguyên tử nguyên tố khí hiếm.
• Các nguyên tử có 4 electron lớp ngoài cùng của một nguyên tử thì nguyên tố đó có thể là kim loại hoặc phi kim.

(4)  Trả lời câu luyện tập 4 sgk trang 30: