Bài 4. Cấu tạo vỏ nguyên tử

1
1- CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1.1 Đơn chất (Au, Ag, Al, As, O2, O3, N2, He, …C)
1.2 Hợp chất (H2O, CaCO3, CH3COOH, …)
1.3 Nguyên chất: Chất tạo bởi cùng loại nguyên tử hay phân tử.
1.4 Hỗn hợp: nhiều chất không phản ứng được trộn đều, đồng thể, tách rời được bằng phương pháp vật lý.
1.5 Hỗn hống: trạng thái hoà tan một phần kim loại trong thủy ngân.
1.6 Hợp kim: vật liệu thu được khi đun nóng chảy nhiều kim loại, hoặc kim loại và phi kim rồi để nguội.
2
1.7 Nguyên tử: phần rất nhỏ của chất, trung hoà điện, gồm nhân và vỏ. Tạo nên Phân tử.
1.8 Nguyên tố : nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
1.9 Đồng vị: các nguyên tử co cùng số điện tích hạt nhân, nhưng khác số notron ( 146C và 126C)
1.11 Đồng phân: cùng công thức phân tử, tính chất khác nhau, do cấu tạo hoá học khác nhau.
1.12 Đồng đẳng: các chất có hoá tính tương tự, do cấu tạo hoá học tương tự, phân tử hơn kém nhau một hay nhiều nhóm methylen.
1.10 Đồng khối: các nguyên tử có cùng số khối nhưng khác số điện tích hạt nhân ( 146C và 147N)
3
* MỘT SỐ NGUYÊN TỐ ĐỒNG VỊ
Proti 11H 99,985% .
Deuteri 12H 0,015%.
Triti 13H nhân tao.
Carbon 12 612C 98,90%.
Carbon 13 613C 1,10%.
Carbon 14 614C.
Oxy 16 816O 99,76%.
Oxy 17 817O.
Oxy 18 818O.
Clor 35 1735Cl 75,57%.
Clor 37 1737Cl 24,43%.
Hầu hết các nguyên tố hoá học là hỗn hợp các đồng vị. Khối lượng nguyên tử sẽ là khối lượng trung bình của các đồng vị
4
1.13 Khối lượng nguyên tử: rất nhỏ
m(C) = 2 x 10-23 g, m(O) = 2,66 x 10-23 g
1.14 Đơn vị khối lượng nguyên tử (đơn vị carbon): 1/12 khối lượng của 12C, tức là 1,6667 x 10-24 g.
1.16 Mol: đơn vị đo lượng chất. Một mol chất bất kỳ chứa số tiểu phân (nt, pt, ion) bằng số nguyên tử carbon có trong đúng 12 g carbon.
1.15 Khối lượng nguyên tử tương đối: m (O) = 16 đvklnt (hay đvC).
Số Avogadro = 6,0221367 x 1023
5
2- CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
2.1 Định luật thành phần không đổi
“Một hợp chất dù được điều chế bằng cách nào đi nữa bao giờ cũng có thành phần xác định và không đổi.”.
Ví dụ: nước khi phân tích gồm nguyên tố H va O,
với m H = 11,1% và m O = 88,9%
NaCl: có 39,34% Na và 60,66% Cl
Mọi hợp chất tương ứng với một công thức phân tử xác định.
6
2.2 Định luật tỉ lệ bội (John Dalton)
“nếu hai nguyên tố kết hợp với nhau cho một số hợp chất, thì ứng với cùng một khối lượng nguyên tố này, các khối lượng nguyên tố kia tỉ lệ với nhau như những số nguyên đơn giản”.
Ví dụ: Nitơ tạo với oxy 5 oxid (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5), nếu ứng với một đơn vị khối lượng nitơ thì khối lượng của oxi trong các oxid đó lần lượt là: 0,57 : 1,14 : 1,71 : 2,28 : 2,85 = 1 : 2 : 3 : 4 : 5
Hình thành khái niệm hoá trị của các nguyên tố.
7
2.3 Định luật đương lượng (Richter)
Đương lượng của một nguyên tố là khối lượng nguyên tố đó kết hợp (hay thay theá) với 8 phần khối lượng oxi hay 1 phần khối lượng hydro (tuỳ vào loại phản ứng).
ĐH = 1; ĐO = 8
Định luật ñöông löôïng : Caùc nguyeân toá keát hôïp(hay thay theá) nhau theo caùc khoái löôïng tæ leä vôùi ñöông löôïng cuûa chuùng
8
Mối quan hệ của đương lượng
Đương lượng của nguyên tố A (hoặc hợp chất A) có liên hệ đơn giản sau:
Trong phản ứng trung hòa: n = số nguyên tử H (OH) của 1 phân tử axit (bazơ) thực tế tham gia phản ứng
Muối: n = tổng điện tích dương phần kim loại
Phản ứng oxi hóa khử: n = số e mà 1 phân tử chất khử cho và ngược lại
Khi đó ta có công thức tổng quát sau
ĐA = MA/ n
9
Ví dụ về cách tính đương lượng
1) Tính đương lượng của axit H2SO4 trong hai phản ứng sau
H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O (1)
ĐH2SO4 = 98/1 = 98
H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O (2)
Đ H2SO4 = 98/2 = 49
2 ) Fe2(SO4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
ĐFe2(SO4)3 = 400/6 = 66,66
3) 2FeCl3 + SnCl2  2FeCl2 + SnCl4
10
Đương lượng gam
Đương lượng gam: của một đơn chất hay hợp chất là lượng chất đó được tính bằng gam có trị số bằng đương lượng của nó.
Mối liên hệ giữa số gam (m) và số đương lượng gam (n’) của một chất có đương lượng Đ theo biểu thức sau:

11
Bài tập áp dụng
Tính đương lượng từng axít, bazơ trong các phản ứng:
H3PO4 + NaOH ? NaH2PO4 + H2O
H3PO4 + 3NaOH ? Na3PO4 + 3H2O
2HCl + Cu(OH)2 ? CuCl2 + 2H2O
HCl + Cu(OH)2 ? Cu(OH)Cl + H2O
2. Tính đương lượng các chất gạch dưới đây:
FeSO4 + BaCl2 ? BaSO4 + FeCl2
Al2O3 + 6HCl ? 2AlCl3 + 3H2O
CO2 + NaOH ? NaHCO3
CO2 + 2NaOH ? Na2CO3 + H2O
Al2O3 + 2NaOH ? 2NaAlO2 + H2O
KCr(SO4)2.12H2O + 3KOH ? Cr(OH)3 + 2K2SO4 + 12H2O
2FeCl3 + SnCl2 ? 2FeCl2 + SnCl4
2KMnO4+5HNO2+3H2SO4 ? 2MnSO4 + K2SO4 + 5HNO3 + 3H2O
K2Cr2O7 + 3H2S + 4H2SO4 ? Cr2(SO4)3 +3S? + K2SO4 + 7H2O
12
2.4 Định luật Avogadro
Những thể tích bằng nhau trong cùng điều kiện nhiệt độ, áp suất của các chất khí khác nhau đều chứa một số như nhau các phân tử khí.
2.5 Định luật bảo toàn khối lượng
Tổng khối lượng các chất thu được đúng bằng tổng khối lượng các chất ban đầu đã tác dụng.
13
BÀI 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐLTH
Mục tiêu:
1. Phân tích được những ưu nhược điểm mẫu nguyên tử của Rutherford và Bohr
2. Trình bày được những luận điểm cơ bản của thuyết CHLT trong nghiên cứu NT
3. Mô tả được những đặc trưng của các AO
4. Vận dụng được quy luật phân bố e trong NT để biểu diễn cấu hình e của NT
5. Mô tả được cấu trúc của bảng HTTH và quy luật biến thiên của các nguyên tố
14
THUYẾT NGUYÊN TỬ VỀ VẬT CHẤT
. John Dalton:
- Các nguyên tố cấu tạo từ các nguyên tử.
- Nguyên tử của một nguyên tố hoàn toàn giống nhau.
- Nguyên tử không bị thay đổi trong các phản ứng hoá học
- Hợp chất hình thành khi các nguyên tử khác nhau kết hợp với nhau.
. Những bác học cổ Hy lạp cho rằng các hợp chất cấu tạo từ các đơn chất.
. Cuối thế kỷ 19 người ta khám phá ra nguyên tử bao gồm các hạt mang điện tích.
15
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
1897: Thomson với thí nghiệm "tia âm cực" phát hiện ra electron mang điện tích âm
16
17
SỰ TÁCH CÁC TIA PHÓNG XẠ
- Tia ? lệch nhiều chứng tỏ hạt mang điện tích âm có khối lượng nhỏ. Đó chính là dòng electron.
- Tia ? gồm những hạt không tích điện.
- Tia ? lệch ít, chứng tỏ khối lượng của các hạt mang điện tích dương rất lớn.
- Nguyên tử gồm các hạt không mang điện tích, hạt dương và hạt âm.
Mô hình Thomson
- Nguyên tử như quả cầu rỗng.
- Điện tích dương phân bố
trên mặt cầu.
- Điện tử chuyển động phía
trong.
19
1911: Rutherford dùng tia ? bắn qua lá vàng dát mỏng ? sự có mặt của hạt nhân mang điện dương
20
Thí nghiệm của Rutherford (1908)
Kết quả thực nghiệm
Giải thích kết quả thực nghiệm
- Phần lớn thể tích trong nguyên tử là khoảng trống

- Hạt nhân có kích thước nhỏ (cấu trúc chắc đặc) nằm ở giữa

- Các hạt alpha sẽ bị lệch hướng khi tiếp cận gần hạt nhân
24
Mô hình cấu tạo nguyên tử của Rutherford
.- Nguyên tử hình cầu.
.- Điện tích dương tập trung ở tâm.
.- Điện tích âm phân tán xung quanh điện tích dương.
25
Cách nhìn mới về cấu tạo nguyên tử

Nguyên tử gồm các hạt mang điện tích dương, điện tích âm, và trung hoà (proton , electron , và neutron ).
Proton và neutron nằm ở hạt nhân nguyên tử và có thể tích rất nhỏ (r = 10-14 m). Phần lớn khối lượng của nguyên tử tập trung ở hạt nhân.
26
CÁC HẠT CƠ BẢN TRONG NGUYÊN TỬ
Amu (atomic mass unit) = 1.66054x10-24 gam
27
KÝ HIỆU NGUYÊN TỬ



X: ký hiêu tên nguyên tố
Z: đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron của nguyên tử
A: Số khối = số proton + số neutron
28
ĐỒNG VỊ
Các nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số neutron
29
Ví du :�Clo có 2 đồng vị Cl-35 và Cl-37, có khối lượng lần lượt là 34.96885 và36.96590 amu. Khối lượng nguyên tử trung bình củaClo là 35.453 amu. Hãy tính phần trăm mỗi đồng vị trong tự nhiên


30
Gọi x = % Cl-35
y = % Cl-37
x + y = 1 <=> y = 1 - x
(M Cl-35)(% Cl-35) + (M Cl-37)(% Cl-37) = 35.453
34.96885*x + 36.96590*y = 35.453
34.96885*x + 36.96590*(1-x) = 35.453
(34.96885 - 36.96590)x + 36.96590 = 35.453
(34.96885 - 36.96590)x = (35.453 - 36.96590)
- 1.99705x = - 1.5129
1.99705x = 1.5129
x = 0.7553 <=> 75.53% Cl-35
y = 1 - x = 1.0000 - 0.7553 = 0.2447
24.47% Cl-37
31
Bài tập 1
Tính khối lượng nguyên tử trung bình của các nguyên tố sau đây:
a) Iridi: 191Ir (37,3%), 193Ir (62,7%).
b) Antimon: 121Sb (57,25%), 123Sb (42,75%).
c) Bạc: 107Ag (51,82%), 109Ag (48,18%).
d) Argon: 36Ar (0,34%), 38Ar (0,07%), 40Ar (99,59%).
e) Sắt: 54Fe (5,85%), 56Fe (91,68%), 57Fe (2,17%), 58Fe (0,41%).
f) Niken: 58Ni (67.76%), 60Ni (26,16%), 61Ni (2,42%), 62Ni (3,66%).
Bài tập 2
Đồng có hai đồng vị 63Cu và 65Cu, khối lượng nguyên tử trung bình của đồng là 63,54. Tìm thành phần phần trăm của mỗi loại đồng vị.

32
CẤU TẠO VỎ ELECTRON
Mô hình nguyên tử do Rutherford đề nghị:
Nguyên tử gồm:
+ Một hạt nhân tích điện dương.
+ Các electron quay xung quanh nó.
- Nguyên tử trung hòa điện.
- Lực ly tâm cân bằng với lực hút tĩnh điện.
Kích thước hạt nhân rất nhỏ so với nguyên tử.

Electron chuyển động quanh hạt nhân sẽ phát ra E dưới dạng bức xạ điện từ và cho phổ liên tục
=> e sẽ mất dần E và cuối cùng rơi vào hạt nhân
=> nguyên tử bị phá vỡ (ngtử không tồn tại).
33
Nhược điểm thuyết Rutherford:
- Không giải thích được tính bền của nguyên tử.
- Không giải thích được sự có mặt phổ vạch của nó.

C�?u Ta?o Vo? electron Theo Niels Bohr
Tiên đề 1: e quay quanh hạt nhân chỉ theo một số quỹ đạo tròn, đồng tâm và có bán kính xác định (quỹ đạo dừng).
Tiên đề 2: E của e được bảo toàn, nghĩa là các điện tử không hấp thu hoặc bức xạ điện từ.
Tiên đề 3: Sự bức xạ xảy ra khi electron nhảy từ quỹ đạo dừng này sang quỹ đạo dừng khác.
?E = Ecuối - Eđầu
34

a) Tính được bán kính quỹ đạo bền, tốc độ và năng lượng electron khi chuyển động trên quỹ đạo đó.
Theo Borh moment động lượng nó (mvr) phải bằng bội số của h/2?
=>

h=6,626.10-34 J.s là hằng số Planck
m là khối lượng của e
v là tốc độ chuyển động của e
r là bán kính quỹ đạo dừng
n là số nguyên.
* Kết Quả Rút Ra Từ Các Tiên Đề Của Niels Bohr
35
Do khi quay trên quỹ đạo thì lực hút của hạt nhân lên điện tử và lực li tâm của điện tử phải bằng nhau, ta có:


Thế giá trị v ở biểu thức trên ta được:
+ Bán kính r của quỹ đạo:



Đặt =>
ao là bán kính Bohr
36
Năng lượng toàn phần của điện tử: Bằng tổng động năng và thế năng:



Thay vào biểu thức trên ta được:
37
b) Mô hình nguyên tử của Bohr cho phép giải thích được bản chất vật lý của quang phổ vạch nguyên tử và tính toán được vị trí các vạch quang phổ hydro và các hạt có một điện tử bên ngoài.
38
Mỗi vạch quang phổ ứng với một sóng. Đại lượng đặc trưng cho sóng là:
- Tần số ?: số lần dao động sóng thực hiện được trong một giây, đơn vị: Hz
Độ dài sóng ?: quãng đường sóng truyền đi trong một dao động, đơn vị: m, nm, .
Mối quan hệ giữa tần số và độ dài sóng:
? x ? = c (c: tốc độ truyền sóng)
Quang phổ vạch của nguyên tử hidro có 3 vùng :
Vùng thuộc phần tử ngoại của quang phổ được gọi là dãy Lyman.
Vùng thuộc phần hồng ngoại của quang phổ được gọi là dãy Paschen.
- Vùng phần lớn thuộc phần nhìn thấy được là dãy Balmer.
39
Ở điều kiện thường, đa số electron tồn tại ở mức năng lượng thấp nhất (n = 1). Khi bị kích thích, electron hấp thu năng lượng và chuyển lên quỹ đạo xa nhân, có năng lượg cao hơn và nhanh chóng quay về quỹ đạo gần nhân, phát ra bức xạ tần số ν thoả mãn.
Các vạch dãy Lyman có sự chuyển electron từ quỹ đạo
n = 2,3,4, … về n = 1.
Các vạch dãy Balmer có sự chuyển electron từ quỹ đạo
n = 3,4,5 .… về n = 2.
Các vạch dãy Paschen có sự chuyển electron từ quỹ đạo
n = 4,5,6 … về n = 3.
40
41
Các giá trị đơn vị nlnt
42
Sử dụng bảng đvnlnt không những tính được tần số mà còn tính được cả độ dài sóng của các vạch thuộc dãy Balmer.






A�p dụng n=3 ta có vạch H?: 656,1 nm
A�p dụng n=4 ta có vạch H?: 486,1 nm
A�p dụng n=5 ta có vạch H?: 434,0 nm
A�p dụng n=6 ta có vạch H?: 410,0 nm
Các giá trị tính toán lí thuyết trên hoàn toàn phù hợp với thực nghiệm
43
Ví dụ: Hãy tính năng lượng của các quỹ đạo có n là 1 và 2 của nguyên tử hydrogen (Từ đó, suy ra tần số ? và bước sóng ? của bức xạ) cần thiết để kích thích điện tử từ quỹ đạo có n = 1 lên quỹ đạo có n = 2.
44
Mô hình Borh không giải thích được:
+ Quang phổ của các nguyên tử phức tạp có nhiều hơn 1 điện tử
+ Sự tách các vạch quang phổ dưới tác dụng của điện - từ trường (hiệu ứng Zeeman).
- Bởi vậy, mẫu nguyên tử Borh cần được thay thế bằng những quan điểm hiện đại của cơ học lượng tử.
45
SÓNG VÀ TÍNH CHẤT CỦA SÓNG

Sóng là một dạng truyền năng lượng chứ không phải truyền vật chất. (quả bóng dập dềnh)
Tính chất của sóng
Hiện tượng giao thoa : một sóng có thể làm tăng cường hoặc yếu đi một sóng khác (biên độ sóng có tính cộng).
Hiện tượng nhiễu xạ: sóng bị đổi hướng khi chạm vào góc của vật chướng ngại
46
Sóng điện từ: là dạng truyền năng lượng.
A�nh sáng là sóng điện từ.
Tốc độ sóng điện từ : c = 3.108 m/s.
Bước sóng ? ; Tần số sóng ? c = ?. ?
? ngắn, ? cao ? dài, ? thấp
E = h.?= h.c/ ?
E1 > E2
h = 6.63?10-34 J?s
47
Bản chất hạt của ánh sáng thể hiện ở hiệu ứng quang điện (là sự phát ra các electron từ kim loại dưới tác dụng của ánh sáng chiếu vào).
Trong các hiệu ứng này, ánh sáng thể hiện tính chất như các dòng hạt có khối lượng và xung lượng xác định với động năng tính bằng công thức:
?? = mc2

48
QUANG PHỔ
Radiowaves
Microwaves
Infrared .
Ultra-violet
X-Rays
GammaRays
Bước sóng dài
Bước sóng ngắn
AS khả kiến
50
Ví dụ
CO2 hấp thu bức xạ có bước sóng 0.018 mm. Hãy xác định tần số của bức xạ này?
0.01810-3 m
= 1.71013 s-1
Đơn vị:
1 Hertz (Hz)  1 s-1
Hãy tính bước sóng của sóng FM có tần số 90.7 MHz.
= 3.31 m
51
Ví dụ
Năng lượng tối thiểu để bứt một electron ra khỏi cesium là 3.05?10-19 J. Có thể dùng ánh sáng màu xanh có ? = 505 nm để bứt electron từ cesium hay không?
Ephoton = h
6.6310-34 Js
50510-9 m
= 3.9410-19 J
Được!
52
Bản chất sóng của vật chất


Năm 1925 , theo Debroglie: " Nếu bức xạ có thể được coi là các dòng hạt photon thì các hạt vi mô như elctron, proton, neutron cũng thể hiện tính chất sóng"
Debroglie cho rằng bước sóng của hạt vi mô là hàm số của vận tốc và khối lượng của nó.


với ? : bước sóng (m); h: hằng số Plank (Js); m: khối lượng hạt (g) ; V vận tốc hạt (m/s)
( 1J = 1 kg m2 /s2)
Mô hình LƯỢNG TỬ
Dựa trên bản chất nhị nguyên (sóng - hạt) của vật chất
53
Ví dụ
Tính bước sóng chuyển động của một electron chuyển động với vận tốc 3.00x106 m/s, và một quả golf (45,3g) chuyển động với vận tốc 62 m/s.
6.6310-34 Js
9.1110-31 kg
= 2.4210-12 m
6.6310-34 Js
0.0453 kg
= 2.410-34 m
gb
54
Nguyên lí bất định Heisenberg.
Về nguyên tắc không thể xác định đồng thời chính xác cả về tọa độ và vận tốc của hạt vi mô, do đó không thể vẽ hoàn toàn chính xác quỹ đạo chuyển động của hạt.


?x: sai số của phép đo tọa độ theo trục x. ?vx là sai số của phép đo vận tốc theo trục x.
h = 6,626.10-27 ec.s = 6,626.10-34 J.s
m = 9.10-31 kg, ?x = 10-10 cm, ?vx = 1010 cm/s.
H�? thu?c tr�n cho th�?y vi�?c xa?c di?nh tọa dơ? ca`ng chi?nh xa?c thi` vi�?c xa?c di?nh tơ?c dơ? ca`ng ke?m chính xác.
55
Tiên đề về phương trình sóng Schrodinger
Hàm số sóng của một hạt hay nhiều hạt là nghiệm của phương trình vi phân, gọi pt sóng Schrodinger
56
Trường thế có đối xứng cầu nên để cho dễ tính toán chuyển toạ độ Decard sang toạ độ cầu
Ψ2 biểu thị mật độ xác suất tìm thấy hạt tại một điểm nhất định trong không gian
Ψ2dv biểu thị xác suất tìm thấy hạt tại một thể tích dv
Ψ phải đơn trị nghĩa là chỉ có một giá trị tại một điểm xác định
Ψ phải được chuẩn hoá. Về mặt toán học điều kiện này được thể hiện ∞ ∫ Ψ2dv = 1
Xác suất tìm thấy hạt trong toàn bộ không gian là 1.
57
Một hàm sóng Ψ tương ứng với bộ 4 số lượng tử (n, l, m, ml ) mô tả trạng thái một electron được gọi là một orbital nguyên tử AO.
Giải phương trình sóng Schroedinger để tìm một số đại lượng đặc trưng cho một AO
Số đại lượng đặc trưng cho một AO còn được gọi là các số lượng tử
58
Số lượng tử chính n, nhận giá trị nguyên dương, xác định năng lượng electron.
Số lượng tử moment góc orbital l, nhận giá trị nguyên từ 0 đến (n – 1), l xác định hình dạng và tên của orbital.
n = 1, 2, 3, ... Tương ứng với lớp K, L, M, ... Và mức năng lượng E1, E2, E3, ...
l = 0, 1, 2, 3 …. Tương ứng với orbital s, p, d, f …..
59
60
Số lượng tử từ m, nhận giá trị từ – l đến + l, kể cả số 0, đặc trưng cho sự định hướng của orbital nguyên tử trong từ trường, và quyết định số orbital trong một phân lớp.
m xác định hình chiếu moment động lượng Mz của electron trên một phương z của trường ngoài, trong biểu thức
- Khi ? = 0 có 1 giá trị của m = 0.
- Khi ? = 1 có 3 giá trị của m = -1, 0, +1
- Khi ? = 2 có 5 giá trị của m = -2, -1, 0, 1, 2
- Khi ? = 3 có 7 giá trị của m: m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3
61
LỚP VÀ PHÂN LỚP
62
Mỗi orbital đặc trưng bởi 3 số lượng tử: n, l, m.

Mỗi điện tử đặc trưng bởi 4 số lượng tử n, l, m, s.
Số lượng tử spin electron ms, nhận giá trị – 1/2 và + 1/2, xác định moment động lượng riêng của electron.
63
Tóm lại
Bốn số lượng tử n, l, ml , ms xác định hoàn toàn trạng thái của electron trong nguyên tử.
64
Nguyên tử 1 electron
n l ml orbital Năng lượng
1 0 0 1s -RH
2 0 0 2s -RH/4
2 1 -1,0,1 2p -RH/4
3 0 0 3s -RH/9
3 1 -1,0,1 3p -RH/9
3 2 -2,-1,0,1,2 3d -RH/9
65
Nguyên tử nhiều Electron
Do có sự tương tác giữa các electron, các phân lớp trong cùng một lớp sẽ có năng lượng khác nhau:
s < p < d < f
66
Sự sắp xếp electron trong vỏ nguyên tử
Tuân theo 3 nguyên tắc:
Nguyên lý bền vững
Nguyên lý loại trừ Pauli
Qui tắc Hund
67
Nguyên lý bền vững
Electron sẽ chiếm các orbital có năng lượng thấp trước.
Ví dụ:
Cấu hình electron thường được viết dưới dạng.
Li:
or
Li:
1s2 2s1
or [He] 2s1
68
Nguyên lý loại trừ Pauli
"Trong cùng một nguyên tử , không thể có 2 electron có 4 số lượng tử giống nhau."
Trong một orbital chỉ có tối đa 2 electron và 2 electron này phải có spin ngược nhau.
Ví dụ: 2 electron trong nguyên tử Heli có các số lượng tử
n l ml ms
electron 1 1 0 0 +�
electron 2 1 0 0 -�
69
Qui tắc Hund
Cấu hình electron bền là cấu hình có nhiều electron chưa ghép cặp nhất.
Carbon:
năng lượng cao
Năng lượng thấp
70
Cấu hình Electron
71
Cấu hình electron
Viết cấu hình electron của:
13Al:
[Ne] 3s2 3p1
1s2 2s2 2p6 3s2 3p1
50Sn:
[Kr] 5s2 4d10 5p2
82Pb+2:
[Xe] 6s2 4f14 5d10
92U:
[Rn] 7s2 6d1 5f3
26Fe:
[Ar] 4s2 3d6
[Ar]
Sơ đồ ô lượng tử
Viết cấu hình electron của Phospho
Lưu ý Phospho có 15 electron
2 electron đầu được điền vào orbital 1s
Lưu ý 2 spin ngược nhau
còn 13 electron nữa
2 electron tiếp theo điền vào orbital 2s
còn 11 electron nữa
Cấu hình electron
1s22s22p63s23p3
Qui tắc Kleskovski
1s2
2 electrons
1s2 2s2
4 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2
12 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2
20 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2
38 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2
56 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2
88 electrons
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6
108 electrons
86
Ví dụ
Viết cấu hình electron của:
Fe
Fe2+
Cl-
S2-
Ti