Hướng dẫn tìm loại nguyên tố (s, p, d, f); viết cấu hình electron
Cấu hình electron rất thú vị, nhưng bạn sẽ rất bối rối khi lần đầu tiên tìm hiểu. Hãy kiên nhẫn và tự tin nha bạn.
Cấu hình electron rất dễ nếu bạn chịu khó học và thực hành!
Nội dung bài viết
1. Tìm phân lớp (AO, electron) có mức năng lượng cao nhất
1.1. Bạn cần phải thuộc nằm lòng
Từ qui tắc đường chéo của Klechkowski ở bài trước, chúng mình có dãy thứ tự mức năng lượng tăng dần như sau:
1.2. Bé tập đọc
- Khi ghi 1s : phân lớp s của lớp thứ 1 ; phân lớp 1s.
- Khi ghi 3p : phân lớp p của lớp thứ 3 ; phân lớp 3p. SAI nếu nói: 3 phân lớp p.
- Khi ghi 1s2 : có 2 electron nằm ở phân lớp s của lớp thứ 1 ; có 2 elecron ở phân lớp 1s.
- Khi ghi 3p6 : có 6 electron nằm ở phân lớp p của lớp thứ 3 ; có 6 elecron ở phân lớp 3p.
- Khi ghi 1s2 2s2 2p6 :
- Có 10 electron (lấy các số mũ cộng lại).
- Có 3 phân lớp là 1s, 2s và 2p.
- Có 2 lớp (hay sai!), lớp thứ 2 có 2 phân lớp (2s và 2p).
- Lớp thứ 2 là lớp ngoài cùng; có 8 electron ở lớp ngoài cùng (do 2s2 2p6); hay sai khi nói 6!.
1.3. Hướng dẫn tìm mức năng lượng cao nhất
- Tìm số electron của nguyên tử: học thuộc số Z hoặc tra bảng tuần hoàn tại đây để tìm số Z.
- Xếp số e trên theo thứ tự **.
- Phân lớp cuối cùng chính là mức năng lượng cao nhất.
Ví dụ, em hãy tìm AO có mức năng lượng cao nhất ở lớp vỏ của nguyên tử:
a) H, He, Li, Na, K, Ca.
| Nguyên tử | Z (số e) | Dãy mức E tăng dần | Mức Emax |
| H | 1 | 1s1 | 1s |
| He | 2 | 1s2 | 1s |
| Li | 3 | 1s2 2s1 | 2s |
| Na | 11 | 1s2 2s2 2p6 3s1 | 3s |
| K | 19 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 | 4s |
| Ca | 20 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 | 4s |
b) C, N, F, Ne, P, Br.
| Nguyên tử | Z (số e) | Dãy mức E tăng dần | Mức Emax |
| C | 6 | 1s2 2s2 2p2 | 2p |
| N | 7 | 1s2 2s2 2p3 | 2p |
| F | 9 | 1s2 2s2 2p5 | 2p |
| Ne | 10 | 1s2 2s2 2p6 | 2p |
| P | 15 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 | 3p |
| Br | 35 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5 | 4p |
c) Sc, V, Fe, Zn.
| Nguyên tử | Z (số e) | Dãy mức E tăng dần | Mức Emax |
| Sc | 21 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 | 3d |
| V | 23 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 | 3d |
| Fe | 26 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 | 3d |
| Zn | 30 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 | 3d |
d) Cr, Cu.
| Nguyên tử | Z (số e) | Dãy mức E tăng dần | Mức Emax |
| Cr | 24 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 | 3d |
| Cu | 29 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 | 3d |
2. Xác định loại nguyên tố từ mức năng lượng cao nhất
2.1. Nếu mức năng lượng cao nhất là
- s => gọi là nguyên tố s
- p => gọi là nguyên tố p
- d => gọi là nguyên tố d
- f => gọi là nguyên tố f
4 nhóm nguyên tố phân bố trong bảng tuần hoàn
- nguyên tố s và p: xếp vào nhóm A, các nguyên tố nhóm này có thể là Kim loại, Phi kim, Khí trơ (khí hiếm).
- nguyên tố d và f: xếp vào nhóm B, các nguyên tố nhóm này chỉ là Kim loại – gọi là các Kim loại chuyển tiếp.
- Lưu ý: nguyên tố f là 28 nguyên tố xếp ở 2 dãy cuối bảng tuần hoàn (họ Lantan và Actini); mình sẽ không bao giờ gặp các nguyên tố này trong chương trình Hóa 10.
2.2. Thực hành
Ở các ví dụ trên, ta thấy:
a) H, He, Li, Na, K, Ca đều có mức Emax là s => đây là các nguyên tố s; bạn nhìn bảng tuần hoàn thấy xếp ở các cột A.
b) C, N, F, Ne, P, Br đều có mức Emax là p => đây là các nguyên tố p; bạn nhìn bảng tuần hoàn thấy xếp ở các cột A.
c) Sc, V, Fe, Zn đều có mức Emax là d => đây là các nguyên tố d; bạn nhìn bảng tuần hoàn thấy xếp ở các cột B.
d) Cr, Cu đều có mức Emax là d => đây là các nguyên tố; bạn nhìn bảng tuần hoàn thấy xếp ở các cột B.
3. Cấu hình electron nguyên tử
Quy luật của tự nhiên trong phân bố electron vào các phân lớp: các nguyên tử đang tồn tại (mà con người đã biết) đều xếp electron theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao như dãy trên, do vậy
- luôn luôn phải viết theo dãy*** của mức năng lượng tăng dần trước.
- rồi mới tiếp tục viết cấu hình electron!
3.1. Hướng dẫn viết cấu hình electron
Xếp số electron theo thứ tự mức năng lượng tăng dần như ở mục 1.
Cấu hình là phải theo đúng thứ tự lớp 1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 7 mà không được lộn xộn, do vậy:
- khi số e ≤ 20: mức E trùng cấu hình do đã đúng thứ tự lớp.
- nhưng khi số e > 20: có sự chèn mức E (tức không đúng thứ tự lớp) => buộc phải xếp lại.
3.2. Thực hành viết cấu hình electron
Ví dụ, em hãy viết cấu hình electron nguyên tử của:
a) H, He, Li, Na, K, Ca.
| Nguyên tử | Dãy mức E tăng dần | Cấu hình electron giống bên | Số e lớp ngoài cùng |
| 1H | 1s1 | 1 phân lớp 1 lớp | 1 e |
| 2He | 1s2 | 1 phân lớp 1 lớp | 2 e |
| 3Li | 1s2 2s1 | 1 phân lớp 2 lớp | 1 e |
| 11Na | 1s2 2s2 2p6 3s1 | 4 phân lớp 3 lớp | 1 e |
| 19K | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 | 6 phân lớp 4 lớp | 1 e |
| 20Ca | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 | 6 phân lớp 4 lớp | 2 e |
b) C, N, F, Ne, P, Br.
| Nguyên tử | Dãy mức E tăng dần | Cấu hình electron giống bên TRỪ Br** | Số e lớp ngoài cùng |
| 6C | 1s2 2s2 2p2 | 3 phân lớp 2 lớp | 4 |
| 7N | 1s2 2s2 2p3 | -nt- | 5 |
| 9F | 1s2 2s2 2p5 | -nt- | 7 |
| 10Ne | 1s2 2s2 2p6 | -nt- | 8 |
| 15P | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3 | 5 phân lớp 3 lớp | 5 |
| 35Br | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p5** | Phải XẾP LẠI đúng thứ tự lớp** 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p5 8 phân lớp 4 lớp | 7 |
c) Sc, V, Fe, Zn.
| Nguyên tử | Dãy mức E tăng dần | Cấu hình electron phải xếp lại | Số e lớp ngoài cùng |
| 21Sc | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 | 2 |
| 23V | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d3 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d3 4s2 | 2 |
| 26Fe | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2 | 2 |
| 30Zn | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 | 2 |
d) Cr, Cu.
| Nguyên tử | Dãy mức E tăng dần | Cấu hình electron phải xếp lại | Số e lớp ngoài cùng |
| 24Cr | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d4 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 | 2 |
| 29Cu | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d9 | 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2 | 2 |
Cr và Cu sẽ có cấu hình electron bền hơn như sau:
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1
- 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
4. Liên kết nhanh
Đọc thêm các bài viết Nguyên tử và Hóa lớp 10 tại đây.
Viết bởi Đỗ Trọng Toan từ W3chem.com
Mình là người tự thực hiện toàn bộ dự án này – bao gồm xây dựng trang web, viết nội dung, tìm tài liệu tham khảo, trả lời câu hỏi bạn gởi về. Vui lòng xem xét QUYÊN GÓP để hỗ trợ W3chem CHỈ BẰNG CÁCH CHIA SẺ BÀI VIẾT NÀY LÊN MẠNG XÃ HỘI; bởi vì trong tương lai, bạn sẽ cho mình nhiều thời gian để làm việc trên W3chem, cũng có nghĩa bạn nhận thêm nhiều nội dung mới nhanh hơn tại đây.😍 🥰 😘
; viết cấu hình electron&media=https://w3chem.com/wp-content/uploads/2021/09/cau-hinh-e-1024x640.jpg){kind=link}
nếu số Z của nguyên tố lớn hơn dãy năng lượng thì mình viết thế nào ạ?
*Câu hỏi hay đó Thu Mai.
*Số electron (số Z) theo dãy năng lượng mình học trong bài LỚN NHẤT là 156 (lấy số electron ở 7 lớp cộng lại là 2 + 8 + 18 + (32×4). Vậy để một nguyên tố có số Z lớn hơn dãy này thì nó phải có số electron từ 157 trở lên.
*Hiện nay, với trình độ KHKT và trí thông minh của con người thế kỉ 21, các nhà KH mới chỉ tìm ra nguyên tố có số Z khoảng 118. Các nguyên tố có số Z càng lớn thì càng khó để phát hiện và tìm hiểu xem tính chất của chúng thế nào; bởi vì nguyên tử các nguyên tố này có tuổi thọ rất ngắn (khoảng vài mili giây à!, thậm chí còn ít hơn nữa, đến độ chưa xác định được luôn! Nó sinh ra rồi tự dưng biến mất, con người chưa kịp trở tay gì….).
Cũng có một số bài báo nói cách ta xác định về lớp-phân lớp electron như hiện nay là sai gì đó …tương lại sẽ thay đổi và vì vậy, cũng làm thay đổi cách sắp xếp – hình dạng của bảng tuần hoàn luôn.
Nhưng thôi, đó là chuyện xa lắm… ; mình nên để dành cho các nhà khoa học làm việc.
*Chúng mình yên tâm rằng, không bao giờ có bài tập với nguyên tố có số Z lớn hơn dãy mình đang học. Nếu chuyện đó xảy ra thì …ghê gớm lắm.
Mình nhớ đến 5s^2 (đạt 38 electron như bài học trên) là quá đủ cho môn Hóa.
*Còn bây giờ, vui học và làm bài tập thôi nào! và …nhớ giữ nguyên tắc 5K mùa dịch Covid-19 nha Mai. Thân.
Cho em hỏi vì sao nguyên tố Sc có số e lớp ngoài cùng là 2 nhưng lại được xếp vào nhóm IIIB?
Tú mến.
*Nếu Sc là nguyên tố s thì đương nhiên sẽ ở nhóm IIA (vì có 2 e ở lớp ngoài cùng).
*NHƯNG Sc hổng phải là nguyên tố s – mà là NGUYÊN TỐ d (cách xác định nguyên tố s, p, d, f vui lòng xem tại đây).
=> nguyên tố d được xếp vào nhóm B.
=> nếu đọc hiểu, tiếp tục em viết cấu hình e của Sc (Z=21): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2.
=> thấy TỔNG SỐ ELECTRON ở 3d và 4s là 3 nên Sc thuộc nhóm IIIB.
*Nếu chỉ học Hóa cơ bản, Tú không cần phải làm bài này; vì có thể là quá khó.
*Nếu có cảm tình với Hóa phần này!, Tú xem cách xác định vị trí trong bảng tuần hoàn đối với nguyên tố d tại đây.
Còn thắc mắc hỏi tiếp nha Tú.
stt nhóm= e hoá trị. Mà e hoá trị= e LNC+ e lớp sát LNC nếu phân lớp sát ngoài cùng chưa bão hoà á bạn
Điều này đúng với các nguyên tố nhóm d (nguyên tố f khó quá bỏ qua!) khi xác định vị trí ở nhóm B. Mình có thể xem thêm tại chem.libretexts.org về electron hóa trị.
Tuy nhiên, chương trình Hóa dạo này biến động khó lường! Chẳng biết đường nào mà lần. Nội dung xác định vị trí nhóm B nếu khó quá, nên bỏ qua!!!.
để xác định loại nguyên tố s, p, d, f mình dựa vào cấu hình e theo mức năng lượng ạ? VD: ở ZN(Z=24) thì thuộc nhóm B ấy ạ
Chào Quỳnh.
Để xác định loại nguyên tố là s, p, d hay f thì mình dựa vào MỨC NĂNG LƯỢNG (như bài viết đề cập).
Còn xác định vị trí nguyên tố trong bảng TH thì mình làm hai bước:
*B1: xác định loại nguyên tố. Nếu loại s, p => xếp vào nhóm A ; nếu loại d, f => xếp vào nhóm B.
*B2: xác định nhóm A nào, nhóm B nào thì Quỳnh xem bài viết cụ thể tại đây.
SGK phân ban đề cập tới nhóm B (là nội dung mới và khó, chứ hồi xưa chỉ nói nhóm A nên khỏe lắm!). Bài tập xác định nhóm B thường dành cho ban nâng cao; mà bây giờ đề thi THPTQG đã bỏ các nội dung trong ban nâng cao rồi (nhưng 1 số trường thì mặc kệ, cứ dạy SGK nâng cao luôn cho oai á!).
Ví dụ ở đây là Zn-số Z=30 (hình như Quỳnh lộn số Z; hay nếu nói Z = 24 thì phải là Cr – mà Cr thì còn nhiều chuyện để nói lắm!) thì
-B1: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 ; vì mức năng lượng cao nhất là d nên Zn được xếp và nhóm B
-B2: cấu hình là (không cần viết nếu đề không hỏi) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2; đến đây có 2 cách nói
>>>> nói là 3d bão hòa …gì gì đó…. => nhóm IIB (số II vì có 2e ở lớp ngoài cùng 4s).
>>>> mình thích làm kiểu (xem bài viết theo đường dẫn trên): tổng số e ở 3d và 4s là 12 => nhóm IIB.
Còn điều gì cần trao đổi thì viết lên đây nha Quỳnh.
Trân trọng.
thầy ơi cho em hỏi mức năng lượng là s p d f đúng không ạ? em đang hiểu như này: vd cấu hình e là 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 thì nguyên tố thuộc loại d vì d có mức năng lượng cao hơn p
Chào bạn CÚN – nghe cho dễ thương (thay cho từ bạn Chó – nghe giật mình…!),
Dãy em đang viết 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d8 KHÔNG gọi là CẤU HÌNH ELECTRON; mà chính là dãy MỨC NĂNG LƯỢNG TĂNG DẦN và như vậy em thấy:
*** 3d là mức năng lượng cao nhất
*** vì mức cao nhất là d nên đây là NGUYÊN TỐ d
Em hiểu cách xác định loại nguyên tố là đúng rồi; nhưng chỉ còn lấn cấn giữa Cấu hình electron & Mức năng lượng tăng dần thôi.
Cám ơn câu hỏi của bạn Cún, còn thắc mắc gì cứ viết lên đây nha.
Chúc Cún khỏe để học thật tốt.
Trân trọng.