Lý thuyết Hóa 10 Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron (Cánh diều)

Tóm tắt Sách mới Cánh Diều Lý thuyết Hóa 10 Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron (Sơ đồ tư duy) ngắn gọn, dễ nhớ nhất. Tổng hợp đầy đủ kiến thức Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron bám sát nội dung SGK Hóa học 10 Cánh Diều.

Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron

I. Lớp và phân lớp electron

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

1. Lớp electron

- Các electron thuộc cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau.

- Trong mỗi lớp electron, có thể có một hoặc nhiều AO.

Bảng 5.1. Số lượng AO và số electron tối đa trong mỗi lớp

Lớp	K (n = 1)	L (n = 2)	M (n = 3)	N (n = 4)
Số lượng AO	1	4	9	16
Số electron tối đa	2	8	18	32

- Số electron và số lượng AO trong lớp thứ n (n £ 4) được ghi nhớ theo quy tắc sau:

+ Lớp thứ n có n2 AO.

+ Lớp thứ n có tối đa 2n² electron.

Ví dụ: Dựa vào công thức này tính được lớp thứ tư (lớp N, n = 4) có 4² = 16 AO và chứa tối đa 2.4² = 32 electron.

Lưu ý: Năng lượng của một electron phụ thuộc vào khoảng cách từ electron đó tới hạt nhân. Electron càng xa hạt nhân thì có năng lượng càng cao.

Ví dụ: Các lớp electron xếp theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao: K, L, M, N ..

2. Phân lớp electron

Mỗi lớp electron lại được chia thành các phân lớp theo nguyên tắc: Các electron thuộc cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.

* Số lượng và kí hiệu các phân lớp trong một lớp

 Lớp electron thứ n có n phân lớp, cụ thể:

- Lớp K, n = 1: có 1 phân lớp, kí hiệu là 1s

- Lớp L, n = 2: có 2 phân lớp, kí hiệu là 2s và 2p

- Lớp M, n = 3: có 3 phân lớp, kí hiệu là 3s và 3p và 3d

* Số lượng AO trong mỗi phân lớp:

- Phân lớp ns chỉ có 1AO

- Phân lớp np chỉ có 3AO

- Phân lớp nd chỉ có 5AO

- Phân lớp nf chỉ có 7AO

* Phân lớp nào đã có tối đa electron thì được gọi là phân lớp bão hòa

II. Cấu hình electron nguyên tử

1. Cách viết cấu hình electron nguyên tử

- Cấu hình electron biểu diễn sự phân bố electron vào lớp vỏ nguyên tử theo các lớp và phân lớp.

- Các bước viết cấu hình electron nguyên tử theo những nguyên tắc sau:

+ Quy tắc 1: Điền electron theo thứ tự các mức năng lượng từ thấp đến cao (dãy Klechkovski):

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s...

Điền electron bão hòa phân lớp trước rồi mới điền tiếp vào phân lớp sau.

+ Quy tắc 2: Đổi lại vị trí các phân lớp sao cho số thứ tự lớp (n) tăng dần từ trái qua phải, các phân lớp trong cùng một lớp theo thứ tự s, p, d, f.

Ví dụ: Nguyên tử Fe có Z = 26, sau khi điền electron vào dãy Klechkovski nhận được dãy 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶. Sắp xếp lại vị trí phân lớp 4s² và 3d⁶ thu được cấu hình electron là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

- 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: Cấu hình electron nguyên tử của oxygen là 1s²2s²2p⁴. Trong nguyên tử oxygen, năng lượng của electron thuộc phân lớp 2s cao hơn electron thuộc phân lớp 1s, năng lượng của electron thuộc phân lớp 2p cao hơn electron thuộc phân lớp 2s.

Lưu ý: Quy tắc đường chéo xác định dãy Klechkovski như sau:

2. Biểu diễn cấu hình electron theo orbital

Quy tắc biểu diễn:

- Viết cấu hình electron của nguyên tử

- Biểu diễn mỗi AO bằng một ô vuông (ô lượng tử)

- Điền electron vào từng orbital theo thứ tự lớp và phân lớp

Ví dụ: Cấu hình theo ô orbital của C như sau: 

Như vậy nguyên tử carbon có 2 electron độc thân, thuộc AO 2p.

III. Dự đoán tính chất hóa học cơ bản của nguyên tố dựa theo cấu hình electron của nguyên tử

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, ...). Từ cấu hình electron có thể dự đoán các tính chất này theo quy tắc sau:

- Quy tắc 1: Các nguyên tử 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 (tính khử).

Ví dụ: Nguyên tử Na (Z =11) có 1 electron ở lớp ngoài cùng nên Na là nguyên tố kim loại.

- Quy tắc 2: Các nguyên tử có 5, 6 hoặc 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là các nguyên tử nguyên tố phi kim. Tính phi kim thể hiện qua khả năng nhận electron trong các phản ứng hóa học (tính oxi hóa).

Ví dụ: Nguyên tử O (Z = 8) có 6 electron ở lớp ngoài cùng nên O là nguyên tố phi kim.

- Quy tắc 3: 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 tố này rất khó tham gia các phản ứng hóa học (tính trơ).

Ví dụ: Nguyên tử Ne (Z = 10) có 8 electron ở lớp ngoài cùng nên Ne là nguyên tố khí hiếm.

- Quy tắc 4: Nếu lớp electron ngoài cùng của một nguyên tử có 4 electron thì nguyên tử nguyên tố đó có thể là kim loại hoặc phi kim.

>>> Xem trọn bộ: Tóm tắt lý thuyết Hóa 10 ngắn gọn Cánh Diều

-----------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn Tóm tắt Lý thuyết Hóa 10 Bài 5 bằng Sơ đồ tư duy trong bộ SGK Cánh Diều theo chương trình sách mới. Chúng tôi hi vọng các bạn đã có kiến thức hữu ích khi đọc bài viết này. Toploigiai đã có đầy đủ các bài soạn cho các môn học trong các bộ sách mới Cánh Diều, Chân trời sáng tạo, Kết nối tri thức. Mời các bạn hãy click ngay vào trang chủ Toploigiai để tham khảo và chuẩn bị bài cho năm học mới nhé. Chúc các bạn học tốt!