Cách Xác Định Cấu Hình Electron Nguyên Tử?

Chào các em học sinh! Thầy Tuấn đây! Hôm nay chúng ta sẽ cùng nhau khám phá một chủ đề rất quan trọng trong chương trình Hóa học lớp 10: Cách xác định cấu hình electron nguyên tử.

Có thể một số em thấy phần này hơi trừu tượng và khó nhớ một chút, nhưng đừng lo lắng! Thầy sẽ hướng dẫn các em từng bước một cách chi tiết và dễ hiểu nhất.

I. Cấu hình electron nguyên tử là gì? Tại sao cần xác định cấu hình electron?

Trước khi bắt tay vào việc xác định cấu hình electron nguyên tử, chúng ta cần hiểu rõ nó là gì đã, phải không nào?

Nói một cách đơn giản, cấu hình electron cho ta biết sự phân bố của các electron trong các lớp và phân lớp electron của một nguyên tử.

Vậy tại sao việc xác định cấu hình electron lại quan trọng đến vậy?

Bởi vì, cấu hình electron quyết định đến tính chất hóa học của nguyên tố. Nắm vững cấu hình electron, chúng ta có thể:

• Dự đoán tính chất hóa học của nguyên tố.
• So sánh tính kim loại, phi kim của các nguyên tố.
• Hiểu rõ hơn về liên kết hóa học.

II. Quy tắc xác định cấu hình electron nguyên tử

Để xác định cấu hình electron nguyên tử, chúng ta cần tuân thủ một số quy tắc và nguyên lí cơ bản sau:

• Nguyên lí Pauli: Trong một nguyên tử, không thể có hai electron nào có cùng bốn số lượng tử giống nhau. Điều này có nghĩa là mỗi orbital nguyên tử chỉ chứa tối đa 2 electron có chiều spin ngược nhau.

• Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố sao cho số electron độc thân là lớn nhất. Điều này giúp làm giảm năng lượng của nguyên tử và tạo nên sự ổn định.

• Nguyên lí vững bền: Trong các cấu hình electron có thể có của nguyên tử, cấu hình electron nào có năng lượng thấp nhất sẽ là cấu hình electron bền nhất.

Ngoài ra, chúng ta cần ghi nhớ trình tự phân bố các lớp và phân lớp electron theo mức năng lượng từ thấp đến cao như sau:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p…

III. Các bước viết cấu hình electron nguyên tử

Để viết cấu hình electron nguyên tử một cách chính xác, các em hãy làm theo các bước sau đây:

Bước 1: Xác định số electron (Z) của nguyên tử. Số electron bằng với số proton trong hạt nhân và cũng bằng với số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn.

Bước 2: Viết cấu hình electron theo thứ tự các lớp và phân lớp electron theo mức năng lượng từ thấp đến cao.

Bước 3: Điền số electron vào mỗi phân lớp sao cho tuân thủ nguyên lí Pauli, quy tắc Hund và nguyên lí vững bền.

Ví dụ: Viết cấu hình electron của nguyên tử Natri (Na) (Z = 11)

Bước 1: Z = 11, vậy nguyên tử Na có 11 electron.

Bước 2: Viết cấu hình electron theo thứ tự phân lớp: 1s 2s 2p 3s 3p…

Bước 3: Điền số electron vào các phân lớp: 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Vậy cấu hình electron của nguyên tử Na là 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

IV. Một số lưu ý khi viết cấu hình electron nguyên tử

• Đối với những nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np⁶ (khí hiếm), ta có thể viết gọn là [Khí hiếm]ns²np⁶. Ví dụ: Cấu hình electron của Argon (Ar) (Z = 18) là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶, có thể viết gọn là [Ne]3s² 3p⁶.

• Đối với những nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp d hoặc f, ta cần chú ý đến hiện tượng bão hòa và bán bão hòa. Hiện tượng này xảy ra khi các electron từ phân lớp ns sẽ chuyển sang phân lớp (n-1)d để đạt được trạng thái bão hòa (n-1)d¹⁰ hoặc bán bão hòa (n-1)d⁵. Ví dụ: Cấu hình electron của Crom (Cr) (Z = 24) là [Ar]3d⁵4s¹ (bán bão hòa) và của Đồng (Cu) (Z = 29) là [Ar]3d¹⁰4s¹ (bão hòa).

V. Kết luận

Trên đây là những kiến thức cơ bản nhất về cách xác định cấu hình electron nguyên tử. Hy vọng bài viết này đã giúp các em hiểu rõ hơn về cấu hình electron và cách viết cấu hình electron của một nguyên tử.

Để nắm vững hơn nữa, các em hãy chăm chỉ luyện tập thêm các bài tập về cấu hình electron nhé. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, đừng ngần ngại để lại bình luận phía dưới, thầy Tuấn sẽ giải đáp giúp các em. Chúc các em học tốt!