Cấu hình electron

Buzz

Nội dung bài viết

Số lượng tử và lớp

Điền electron vào các lớp

Liên hệ với bảng tuần hoàn

Cấu hình electron của một số nguyên tố

Khí hiếm

Khoảng Z từ 1 đến 17

Khoảng Z từ 21 đến 38

Khoảng Z từ 39 đến 49

Xem thêm

Đọc tóm tắt

- Phân bố electron trong nguyên tử bạc và mô hình Bohr của nguyên tử lithi.
- Cấu hình electron mô tả cách electron phân bố trong các orbital của nguyên tử.
- 4 số lượng tử (n, l, m, s) mô tả trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ.
- Nguyên lý Pauli giải thích sự phân bố của electron trong các lớp khác nhau.
- Quy trình phân bổ electron vào các lớp theo mức năng lượng.
- Các ngoại lệ trong phân bố electron của titan, nguyên tố lanthan và actini.
- Liên hệ với bảng tuần hoàn và cấu hình electron của một số nguyên tố.
- Các trường hợp ngoại lệ trong phân bố electron của Cr, Cu và các nguyên tố khác.
- Số lượng tử và cấu hình electron của các nguyên tố từ 1 đến 49.
- Bảng tuần hoàn hóa học và danh sách các nguyên tố hóa học.

Phân bố electron trong nguyên tử bạc.

Electron trong các orbital của nguyên tử hoặc phân tử.

Mô hình Bohr của nguyên tử lithi.

Trong vật lý nguyên tử và hóa học lượng tử, cấu hình electron mô tả cách các electron phân bố trong các orbital của nguyên tử hoặc phân tử (hoặc cấu trúc vật chất khác). Ví dụ, cấu hình electron của nguyên tử neon là 1s 2s 2p, cho biết rằng các phân lớp 1s, 2s và 2p lần lượt chứa 2, 2 và 6 electron.

Số lượng tử và lớp

Trạng thái của mỗi electron trong lớp vỏ được mô tả bằng 4 số lượng tử (áp dụng cho cả mô hình nguyên tử Bohr và các 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 quỹ đạo	l	0,..., n-1	Lớp hay phân lớp 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

Dựa vào nguyên lý Pauli, 4 số lượng tử của mỗi cặp electron trong nguyên tử phải khác nhau, điều này giải thích sự phân bố của chúng trong các lớp khác nhau. Điều này có nghĩa là, trong cùng một phân lớp, không thể có hai electron có chiều tự quay giống nhau.

Số lượng tử chính n xác định các lớp chính, với mỗi lớp chính có n phân lớp. Các electron trong cùng một lớp chính có mức năng lượng gần giống nhau, và trong cùng một phân lớp có năng lượng đồng nhất. Tổng số electron trong mỗi lớp chính phụ thuộc vào bộ 4 số lượng tử n, l, m và s, nhưng tối đa có thể là 2n electron.

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

Điền electron vào các lớp

Quy trình phân bổ electron vào các lớp theo mức năng lượng khác nhau.

Các electron sẽ được phân bổ vào các lớp từ mức năng lượng thấp đến cao, bắt đầu từ lớp 1s. Theo quy tắc Hund, các electron trong các lớp có cùng mức năng lượng sẽ được phân bổ đơn lẻ trước để tối đa hóa số lượng electron độc thân, sau đó mới được phân bổ đôi.

Việc phân bổ electron vào các lớp không chỉ phụ thuộc vào vị trí của chúng so với hạt nhân mà còn vào mức năng lượng của các lớp.

Ví dụ: Titan có Z = 22, cấu hình electron theo thứ tự các lớp là 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s. Do năng lượng của lớp 4s thấp hơn lớp 3d, 4 electron còn lại sẽ điền vào lớp 4s (2 electron) trước, rồi mới đến lớp 3d (2 electron). Cấu hình chính xác của titan là 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s.

Những ngoại lệ:

Nguyên tố lanthan, Z = 57, lớp ngoài cùng là 6s 4f, electron cuối cùng sẽ điền vào lớp 5d trước khi vào 4f. Tương tự, trong nguyên tử Actini (Ac), lớp 6d được điền trước lớp 5f.
Trong các nguyên tử Cr và Cu, một electron từ lớp 4s (có năng lượng thấp hơn) sẽ di chuyển vào lớp 3d (có năng lượng cao hơn). Do đó, cấu hình lớp ngoài cùng của chúng lần lượt là 3d 4s và 3d 4s.
Các trường hợp ngoại lệ khác bao gồm Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Ir, Pt, Au, Gd, và các actini từ Ac đến Np và Cm.

Liên hệ với bảng tuần hoàn

18 nhóm chính trong bảng tuần hoàn được phân loại theo số electron trong các lớp ngoài cùng như sau:

Lớp s: nhóm 1 (s) - 2 (s)
Lớp p: nhóm 13 (p) - 18 (p) (Ngoại trừ He và H)
Lớp d: nhóm 3 (d) - 12 (d)

Số chu kỳ tương ứng với số lớp electron, với ns là lớp ngoài cùng.

Cấu hình electron của một số nguyên tố

Cấu hình electron của các nguyên tố thường được thể hiện bằng cách thêm cấu hình của các khí hiếm có số thứ tự nhỏ hơn gần đó cùng với các lớp còn lại. Ví dụ, cấu hình electron của magiê (Z = 12): [Ne] 3s có thể được viết là 1s 2s 2p 3s.

Khí hiếm

Nguyên tố	Z	Cấu hình electron
Heli	2	1s
Neon	10	1s 2s 2p
Argon	18	1s 2s 2p 3s 3p
Krypton	36	1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p
Xenon	54	1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d5s5p
Radon	86	1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d5s5p 4f 5d6s6p

Khoảng Z từ 1 đến 17

Nguyên tố	Z	Cấu hình electron	Cấu hình viết tắt
Hydro	1	1s
Lithi	3	1s2s
Beryli	4	1s2s
Bo	5	1s 2s 2p	[He] 2s 2p
Cacbon	6	1s 2s 2p	[He] 2s 2p
Nito	7	1s 2s 2p	[He] 2s 2p
Oxi	8	1s 2s 2p	[He] 2s 2p
fluor	9	1s 2s 2p	[He] 2s 2p
Natri	11	1s 2s 2p 3s	[Ne] 3s
Magie	12	1s 2s 2p 3s	[Ne] 3s
Nhôm	13	1s 2s 2p 3s 3p	[Ne] 3s 3p
Silic	14	1s 2s 2p 3s 3p	[Ne] 3s 3p
Phosphor	15	1s 2s 2p 3s 3p	[Ne] 3s 3p
Lưu huỳnh	16	1s 2s 2p 3s 3p	[Ne] 3s 3p
Clo	17	1s 2s 2p 3s 3p	[Ne] 3s 3p

Khoảng Z từ 21 đến 38


Nguyên tố	Z	Cấu hình electron	Cấu hình viết tắt
Scandi	21	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Titanium	22	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Vanadi	23	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Crôm	24	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Mangan	25	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Sắt	26	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Coban	27	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Niken	28	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Đồng	29	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Kẽm	30	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d	[Ar] 4s 3d
Gali	31	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p	[Ar] 4s 3d 4p

Khoảng Z từ 39 đến 49

Nguyên tố	Z	Cấu hình electron	Cấu hình viết tắt
Ytri	39	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Zirconi	40	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Niobi	41	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Molybden	42	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Tecneti	43	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Rutheni	44	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Rhodi	45	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Palladi	46	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 4d	[Kr] 4d
Bạc	47	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Cadmi	48	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d	[Kr] 5s 4d
Indi	49	1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p	[Kr] 4d 5s 5p

Bảng tuần hoàn hóa học
Các số lượng tử
Danh sách các nguyên tố hóa học

Theovi.wikipedia.org

Copy link

Nội dung được phát triển bởi đội ngũ Mytour với mục đích chăm sóc khách hàng và chỉ dành cho khích lệ tinh thần trải nghiệm du lịch, chúng tôi không chịu trách nhiệm và không đưa ra lời khuyên cho mục đích khác.

Nếu bạn thấy bài viết này không phù hợp hoặc sai sót xin vui lòng liên hệ với chúng tôi qua email [email protected]

Các câu hỏi thường gặp

Cấu hình electron của nguyên tử bạc là gì và tại sao nó quan trọng?

Cấu hình electron của nguyên tử bạc (Z = 47) là 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 5s 4d. Nó quan trọng vì cấu hình này xác định tính chất hóa học và vật lý của bạc, bao gồm khả năng dẫn điện và tính chất phản ứng.

Nguyên lý Pauli là gì và nó ảnh hưởng thế nào đến cấu hình electron?

Nguyên lý Pauli xác định rằng không thể có hai electron trong cùng một nguyên tử có cùng bốn số lượng tử. Điều này ảnh hưởng đến cấu hình electron bằng cách quy định cách electron được phân bố trong các lớp và phân lớp khác nhau.

Có những ngoại lệ nào trong việc điền electron vào các lớp năng lượng?

Có nhiều ngoại lệ trong quy trình điền electron, chẳng hạn như nguyên tố crom và đồng, nơi một electron từ lớp 4s di chuyển vào lớp 3d để đạt được cấu hình ổn định hơn. Những ngoại lệ này thường liên quan đến sự ổn định của các phân lớp đầy đủ hoặc nửa đầy đủ.

Các số lượng tử trong cấu hình electron có vai trò gì?

Các số lượng tử xác định trạng thái của electron trong nguyên tử, bao gồm lớp chính, phân lớp, hướng quỹ đạo và chiều tự quay. Chúng giúp mô tả cách electron phân bố và tương tác, từ đó ảnh hưởng đến các tính chất hóa học của nguyên tố.

Tại sao cấu hình electron của nguyên tử titan lại là 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s?

Cấu hình electron của titan phản ánh quy luật phân bổ electron theo mức năng lượng. Mặc dù 4s có năng lượng thấp hơn, các electron sẽ được điền vào lớp 4s trước khi đến lớp 3d, do đó tạo ra cấu hình 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s.