Chương 5 NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Giáo án - Bài giảng >
3. Cao đẳng - Đại học >

Chương 5 NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.57 MB, 318 trang )

các electron khác trong một trường trung bình đối xứng cầu (trường xuyên tâm) tạo bởicác hạt nhân nguyên tử và các electron còn lại”. Mô hình này được gọi là mô hình cáchạt độc lập hay mô hình trường xuyên tâm. Trên cơ sở của mô hình này, người ta giảiphương trình Schrodinger giống như trường hợp nguyên tử hiđro và tìm ra những hàmsóng được gọi là những trạng thái một electron, hay những obitan nguyên tử.5.1.1. Các obitan nguyên tử và giản đồ năng lượng của các electronVới sự thừa nhận các hạt độc lập, ta có biểu thức tính thế năng của một electronnào đó trong nguyên tử nhiều electron bằng:Z 'e2(5.1)rtrong đó + Z'e là điện tích tạo bởi hạt nhân nguyên tử và các electron còn lại. Thay biểuthức (5.1) vào phương trình Schrodinger cho hệ một hạt (một electron) và giải phươngtrình này thì được hàm sóng mô tả trạng thái của electron trong nguyên tử nhiềuelectron, gọi là obitan nguyên tử. Vì trường thế ở đây được giả thiết là có đối xứng cầu,nên hàm sóng thu được có dạng như hàm sóng của electron trong nguyên tử hiđroU = −kΨn,A,mA,ms (r,θ,ϕ,σ) = ψn,A,mA (r,θ,ϕ,).χms (σ)(5.2)trong đó chỉ có phần phụ thuộc bán kính Rn,A(r) là khác với phần phụ thuộc bán kínhtrong hàm sóng của nguyên tử hiđro. Vì dạng của Rn,A(r) phụ thuộc vào trường thế U(r).Phần phụ thuộc bán kính này được xác định theo phương pháp gần đúng tốt nhất làphương pháp trường tự hợp của hai nhà vật lý là Hartree và Fock hoặc theo phươngpháp Slater (xem mục 5.3).Efffddpdpdpsssdpppssssn= 1234567Hình 5.1. Sơ đồ các mức năng lượng trong nguyên tử nhiều electronNhư vậy, với sự thừa nhận mô hình các hạt độc lập, có nghĩa là thừa nhận nhữngtrạng thái đơn electron (1 hạt) và đồng thời là sự thừa nhận những mức năng lượng đơn105electron tương ứng (ε). Bằng các phương pháp tính toán và bằng các phương phápquang phổ nguyên tử của các nguyên tử nhiều electron, người ta thấy rằng với trườnghợp nguyên tử hiđro, năng lượng của các obitan không chỉ phụ thuộc vào số lượng tửchính n' mà còn phụ thuộc vào số lượng tử phụ A. Nguyên nhân của sự khác nhau này làở chỗ năng lượng cần thiết để tách electron khỏi nguyên tử không chỉ phụ thuộc vàođiện tích của hạt nhân mà còn phụ thuộc vào tác dụng chắn của các electron khác.Trên hình 5.1 là sơ đồ các mức năng lượng trong nguyên tử nhiều electron, đượcxác định bằng phương pháp quang phổ thực nghiệm và phương pháp trường tự hợp.Trong sự gần đúng, ở đây người ta thừa nhận tất cả những trạng thái được đặctrưng bằng những số lượng tử mA và ms khác nhau, nhưng nếu cùng chung số lượng tử nvà A như nhau đều có giá trị năng lượng như nhau. Các mức năng lượng đơn electron,do đó được ký hiệu là εn,A. Một electron ở trạng thái năng lượng cũng được gọi làelectron năng lượng. Chẳng hạn, một electron ở trạng thái 2p (n = 2, A = 1) cũng đượcgọi là electron 2p; electron ở trạng thái 3s (n = 3, A = 0) cũng được gọi là electron 3s...Năng lượng của toàn bộ hệ thống electron bằng tổng năng lượng đơn electron xácđịnh theo mô hình các hạt độc lập.5.1.2. Mô hình các hạt độc lậpĐể xây dựng mô hình các hạt độc lập, trong cơ học lượng tử, người ta thừa nhậnmột nguyên lý khá quan trọng. Đó là nguyên lý không phân biệt các hạt cùng loại.Một cách hiển nhiên, các vật thể vĩ mô chuyển động theo một quỹ đạo xác định;nghĩa là ta có thể phân biệt một cách chính xác tại từng thời điểm vị trí của từng hạt.Ngược lại, đối với các hạt vi mô, ta không thể theo dõi chuyển động của chúng, haychuyển động của các hạt vi mô không theo một quỹ đạo xác định. Từ tính chất này,người ta nói các hạt vi mô tuân theo nguyên lý không phân biệt các hạt cùng loại.Ví dụđối với hệ vi mô gồm 2 hạt thì theo cơ học lượng tử ta viết ⏐Ψ(q1,q2)⏐2 chỉ mật độ xácsuất tìm thấy một electron tại toạ độ q1 và một electron khác tại toạ độ q2. Theo lýthuyết trên, ta cũng có thể viết ⏐Ψ(q2,q1)⏐2 khi hoán vị 2 electron cho nhau. Điều đó cónghĩa là:⏐Ψ(q1,q2)⏐2 = ⏐Ψ(q2,q1)⏐2Ψ(q1,q2) = ± Ψ(q2,q1)hayĐối với hệ có N electron ta viết :Ψ(q1,q2,...qi...qj) = ± Ψ(q2,q1,...qj...qi...qN)Nếu lấy dấu +, ta có hàm đối xứng.Ngược lại, nếu lấy dấu –, ta có hàm phản đối xứng.Trong cơ học lượng tử, lý thuyết và thực nghiệm đã chứng minh rằng hàm toànphần mô tả hệ nhiều electron phải là hàm phản đối xứng.106Để dễ hình dung về mô hình các hạt độc lập, ta xéttrường hợp đơn giản đối với nguyên tử He có 2 electron (xemhình 5.2).Theo mô hình này, ta thừa nhận trong nguyên tử, mỗielectron chuyển động độc lập với các electron khác trong mộttrường trung bình hoá có đối xứng cầu tạo ra bởi hạt nhân vàcác electron còn lại.Trong trường hợp này, phương trình Schodinger có dạng :r 12e2e1r1r2Hình 5.2. Nguyên tử He⎛ = 2 2 = 2 2 e2 e2 e2 ⎞∇1 −∇ 2 + − − ⎟⎟ ψ = Eψ⎜⎜ −2mr12 r1 r2 ⎠⎝ 2m(5.3)Như vậy, theo mô hình các hạt độc lập (bỏ qua tương tác giữa hai electron 1 và 2)ta có thể tách thành 2 phương trình đơn electron như sau :⎛ =2 2 e2 ⎞∇1 − ⎟⎟ ψ1 = E1ψ1 mô tả cho electron 1⎜⎜r1 ⎠⎝ 2m(5.4)⎛ = 2 2 e2 ⎞∇ 2 − ⎟⎟ ψ 2 = E 2ψ 2 mô tả cho electron 2⎜⎜r2 ⎠⎝ 2m(5.5)Với cách lập luận này, ta có thể suy ra cho trường hợp hệ có N electron:⎛ =2 2⎞∇i − Ui ⎟⎟ ψ i = Ei ψ i⎜⎜⎝ 2m⎠(5.6)Như vậy, đối với hệ N electron ta có N phương trình kiểu hiđro. Từ các phươngtrình độc lập ta sẽ giải và thu được các giá trị tương ứng :Năng lượng toàn bộ của hệ là :(5.7)En = E1 + E2 + ... + ENHàm sóng chung mô tả trạng thái cho toàn bộ lớp vỏ nguyên tử sẽ bằng tích cáchàm đơn electron trong hệ.Ψ = ψ1ψ 2ψ 3 ...ψ N(5.7a)Để phù hợp với điều kiện chuẩn hoá và phản đối xứng của các hàm sóng, thườngngười ta viết hàm chung dưới dạng định thức Slater để chứng tỏ hàm sóng là phản đốixứng như sau:ψ1 (1)ψ1 (2)...ψ1 (N)ψ 2 (1)ψ 2 (2)...ψ 2 (N)Ψ=1 ...N! ......(5.8)ψ N (1)ψ N (2)...ψ N (N)107Bài tập minh họa 5.1:Người ta đã ghi được vạch phổ phát xạ cho ion Be3+ với bước sóng λ = 253,4 nmứng với bước chuyển electron từ trạng thái nc = 5 về trạng thái thấp hơn nt. Từ các sốliệu đã cho, hãy xác định giá trị nt bằng bao nhiêu ứng với bước chuyển nói trên?.Cho Be (Z = 4); h = 6,626.10–34 J.s; c = 2,9979.108 m/s ; 1 eV = 1,602.10–19 J.Trả lời:Theo đầu bài, ta tính năng lượng bức xạ ứng với độ dài bước sóng 253,4 nm là:E photonhc6,626.10−34 J.s(2,9979.108 m/s)=== 7,839.10−19 J−9λ253,4.10 mĐối với phổ phát xạ thì khi electron chuyển từ mức cao nc về mức thấp nt sẽ phát ranăng lượng nên giá trị này ∆E phải là:∆E = − 7,839.10−19 JMặt khác, với Be3+ (Z = 4), áp dụng biểu thức chung để xác định cho ion giống hiđro:⎛ 11 ⎞∆E = − 2,178.10−18 J (Z) 2 ⎜⎜ 2 − 2 ⎟⎟nt ⎠⎝ nc⎛ 11 ⎞−7,839.10−19 J = −2,178.10−18 (4) 2 ⎜⎜ 2 − 2 ⎟⎟5 ⎠⎝ nt7,839.10−1911+=252,178×10−18 (16)n 2t1= 0,06249 → n 2t = 16, 00262ntGiải phương trình này, ta thu được giá trị nt = 4.Như vậy, vạch phát xạ tương ứng với bước chuyển electron nc = 5 → nt = 4.5.2. CẤU TRÚC ELECTRON CỦA NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRONVới sự thừa nhận các hạt độc lập, nghĩa là thừa nhận trong nguyên tử nhiềuelectron tồn tại những trạng thái đơn electron, được đặc trưng bằng 4 số lượng tử n, A,mA, ms. Dưới đây, ta khảo sát sự phân bố các electron trên các trạng thái đơn electronkhác nhau trong nguyên tử.5.2.1. Lớp, phân lớp electron. Ô lượng tử5.2.1.1. Lớp electronTrong nguyên tử nhiều electron, những electron có năng lượng xấp xỉ bằng nhauhay có cùng số lượng tử chính hợp thành một lớp electron. Lớp electron được ký hiệutheo số lượng tử chính như sau:108n=1234567...Các mức EKLMNOPQ...5.2.1.2. Phân lớp electronTrong một lớp, các electron lại được chia thành các phân lớp electron. Trong mộtlớp, những electron có năng lượng bằng nhau hay có cùng số lượng phụ hợp thành phânlớp electron. Phân lớp electron được ký hiệu theo giá trị của số lượng tử phụ A như sau:A=0123...Phân lớp hay obitanspdf...Để chỉ một phân lớp thuộc lớp electron nào, người ta dùng ký hiệu ns, np, nd, nf,...trong đó n là lượng tử chính. Ví dụ: phân lớp 3d gồm những electron thuộc lớp M (n = 3)và phân lớp d (A = 2); phân lớp 4d gồm những electron thuộc lớp N (n = 4) và phân lớp f(A = 3), ...Số phân lớp trong cùng một lớp được xác định bằng số giá trị A. Ví dụ ở lớp M (n = 3),có (A = 0, 1, 2) sẽ ứng với ba phân lớp là: 3s, 3p và 3d.5.2.1.3. Ô lượng tửCác electron trong cùng một phân lớp có cùng giá trị của hai số lượng tử chính (n)và phụ (A), nhưng có thể có giá trị mA khác nhau. Những electron trong cùng một phânlớp mà lại có giá trị của 3 ô lượng tử n, A, mA, được xếp vào cùng một ô vuông ( ) đượcgọi là ô lượng tử.Số ô lượng tử trong một phân lớp bằng số giá trị của mA, nghĩa là bằng (2A +1).− Phân lớp s (A = 0, mA = 0) có một ô lượng tử ( ).− Phân lớp p (A = 1, mA = −1, 0, 1) có (2.1 + 1) = 3 ô lượng tử .− Phân lớp d (ứng với A = 2, mA = −2, −1, 0, 1, 2) có (2.2 + 1) = 5 ô lượng tử.− Phân lớp f (ứng với A = 3, mA = −3, −2, −1, 0, 1, 2, 3) có (2.3 + 1) = 7 ô lượng tử.5.2.2. Biểu diễn cấu trúc electron của vỏ nguyên tửCó hai cách biểu diễn cấu trúc lớp vỏ nguyên tử.Cách 1. Dùng ký hiệu để biểu diễn cấu hình electron.Ký hiệu phân lớp (nA) có ghi số electron trong mỗi phân lớp dưới dạng chỉ số mũ:nAa, n'A'b,..., ở đây a, b là số electron có ở phân lớp tương ứng.Ví dụ:3p5: n = 3, A = 1 và phân lớp (3p) này có 5 electron.4d3: n = 4, A = 2 và ở phân lớp này (4d) có 3 electron ...109Sự phân bố electron trên các trạng thái đơn electron (obitan) với các số lượng tử nvà A khác nhau trong nguyên tử gọi là cấu hình electron của nguyên tử.Ví dụ: Na (Z = 11): 1s2 2s2 2p6 3s.Cách 2. Dùng ô lượng tử để biểu diễn cấu hình electron.Ô lượng tử được biểu diễn bằng một ô vuông ↑↓ , electron được biểu diễn bằng1một mũi tên (↑), chiều mũi tên chỉ số lượng tử spin: nếu ms = + mũi tên hướng lên21trên (↑), ms = − mũi tên hướng xuống dưới (↓).2Ví dụ: H (Z = 1): ↑, He (Z = 2) ↑↓ ,...5.2.3. Quy luật phân bố electron trong nguyên tử nhiều electronTheo mô hình các hạt độc lập, trong nguyên tử nhiều electron trạng thái của mỗielectron được mô tả bởi một hàm sóng Ψn,A,mA,ms (r,θ,ϕ,σ). Điều đó có nghĩa là mỗi electronđược đặc trưng bởi tập hợp 4 số lượng tử n, A, mA, ms. Trong nguyên tử các electronđược phân bố vào các lớp theo nguyên lý Pauli, nguyên lý vững bền và quy tắc Hund.5.2.3.1. Nguyên lý Pauli (1925)Trong một nguyên tử (hay phân tử) không có hai hay nhiều electron mà trạng tháicủa chúng được đặc trưng bởi cùng tập hợp 4 số lượng tử n, A, mA, ms như nhau.Theo nguyên lý Pauli, trong nguyên tử (hay phân tử) 2 electron ít nhất phải cómột số lượng tử khác nhau. Chẳng hạn, 2 electron trong 1 ô lượng tử với n, A, mA giốngnhau nên số lượng tử thứ tư (ms) phải khác nhau (số lượng tử spin của electron này11bằng + thì của electron kia bằng − ).22Ví dụ: He (Z = 2): ↑↓ , hai electron đều có n = 1, A = 0, mA = 0, nên một electron1s211thì electron kia có ms = − . Nghĩa là trong một ô lượng tử chỉ có thể có22tối đa 2 electron được xếp ngược chiều nhau.có ms = +Ứng với một giá trị của số lượng tử phụ A có (2A +1) giá trị mA, nghĩa là có (2A +1)ô lượng tử. Mỗi ô lượng tử lại có tối đa 2 electron, nên trong một phân lớp, số electrontối đa là 2(2A + 1).Mỗi lớp, với số lượng chính bằng n, có n phân lớp khác nhau, ứng với A = 0, 1,2,..., (n – 1). Mỗi phân lớp lại có tối đa 2(2A +1) electron. Do đó số electron tối đa trongmột lớp (được đặc trưng bởi cùng số lượng tử n) sẽ bằng:110n−1∑2(2A + 1) = 2[1 + 3 + ... + (2n − 1)] = 2n2A=0Như vậy, trên cơ sở của nguyên lý Pauli, người ta có thể tính được số electron tốiđa trong một ô lượng tử là bằng 2, trong một phân lớp bằng 2(2A +1) và trong một phânlớp 2n2.5.2.3.2. Nguyên lý vững bềnNhư đã biết, với mô hình các hạt độc lập, người ta thừa nhận là trong nguyên tử cónhững trạng thái đơn electron và ứng với nó là những mức năng lượng đơn electron εnA.Các mức năng lượng này đã được tính toán và xác định bằng thực nghiệm và kết quảđược biểu diễn trên hình 5.3, trong đó các mức năng lượng có cùng các số lượng tử n vàA (cùng một phân lớp) được coi là bằng nhau. Năng lượng của toàn bộ lớp vỏ nguyên tửđược gọi là năng lượng của nguyên tử bằng tổng năng lượng của các trạng thái đơnelectron. Trạng thái của nguyên tử có năng lượng nhỏ nhất được gọi là trạng thái cơ bản.Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron sẽ chiếm cứ những mức nănglượng thấp trước, tức là những trạng thái bền vững trước, rồi mới đến những mức nănglượng cao hơn tiếp theo.Đó là nội dung của nguyên lý bền vững.Kết quả thực nghiệm về quang phổ cho biết, thứ tự tăng dần của mức năng lượngcủa các phân lớp như sau:1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < …Ứng với thứ tự trên, Klechkowski đã đưa ra quy tắc mang tên ông: “Sự lấp đầy cáclớp và phân lớp electron được thực hiện theo một thứ tự tăng dần của (n+A), nếu haiphân lớp có cùng giá trị của tổng (n+A) thì năng lượng sẽ tăng theo sự tăng của sốlượng tử n”. Quy tắc này được biểu diễn bằng sơ đồ hướng đi của mũi tên cho biết thứtự lấp dần electron vào các phân lớp:n=1s2s3s4s5s6s7sppppppdddddfffffHình 5.3. Sơ đồ minh hoạ quy tắc Klechkowski111Ví dụ: O (Z = 8): có 8e; Na (Z = 11): có 11e và K (Z = 19) có 19e, ... theo nguyênlý vững bền các nguyên tử đó có cấu hình electron như sau:O (Z = 8):1s2 2s2 2p4Na (Z =11) :1s2 2s2 2p6 3s1K (Z = 19) :1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1.........Những electron ở lớp ngoài cùng chưa bão hoà (2s2 2p4 ở oxi, 3s1 ở Na và 4s1 ở K)được gọi là những electron hoá trị.5.2.3.3. Quy tắc HundSự phân bố electron trên các obitan còn tuân theo quy tắc Hund và được phát biểunhư sau:Trong một phân lớp, các electron có khuynh hướng điền vào các obitan (ô lượngtử) sao cho tổng đại số các spin của chúng là cực đại (tức là tổng số electron chưa ghépđôi là lớn nhất).Ví dụ: N (Z = 7), theo nguyên lý Pauli và nguyên lý vững bền, có cấu hình electronlà: 1s2 2s2 2p3. 3 electron ở phân lớp 2p sẽ được phân bố vào các ô lượng tử theo sơ đồ:chứ không theo sơ đồ (b), vì theo sơ đồ (a) sẽ có tổng spin(a)bằng 3/2, còn theo sơ đồ (b) tổng spin chỉ bằng 1/2. Vậy cấu hình electron của nguyêntử N và Ne có thể biểu diễn như sau:N (Z = 7):Ne (Z=10):1s2 2s2 2p3 hoặc221s22s22p 31s22s22p 661s 2s 2pKLTrong một phân lớp, các electron được phân đều vào các obitan để có số electronlớn nhất sẽ giảm được sự đẩy nhau giữa các electron và do đó nguyên tử bền vững hơn.Bài tập minh họa 5.2:Hãy viết cấu hình electron cho các nguyên tố dưới đây:Sc, Fe, P, Cs, Eu, Pt, Xe và BrKhi viết được sử dụng bảng tuần hoàn.Trả lời:Cấu hình electron hoàn chỉnh của các nguyên tố được viết theo các nguyên lý vàquy tắc đã được xác lập. Dạng viết tắt theo dạng khí hiếm trong móc vuông [ ] có thểđược sử dụng để rút gọn các biểu diễn.Sc: 1s22s22p63s2 3p64s23d1112Fe: 1s22s22p63s2 3p64s23d6P: 1s22s22p63s2 3p3Cs: 1s22s22p63s2 3p64s23d104p65s24d105p66s1Eu: 1s22s22p63s2 3p64s23d104p65s24d105p66s24f65d1*Pt: 1s22s22p63s2 3p64s23d104p65s24d105p66s24f145d8*Xe: 1s22s22p63s2 3p64s23d104p65s24d105p6; Br: 1s22s22p63s2 3p64s23d104p5Chú ý: Các cấu hình electron khi viết chỉ sử dụng bản tuần hoàn. Một số cấu hìnhcó dạng không theo quy tắc thông thường. Đó là cấu hình electron thực của các nguyêntố như sau:Eu: [Xe]6s24f7 và Pt: [Xe]6s14f145d9Bài tập minh họa 5.3:Hãy cho biết số electron tối đa trong một nguyên tử ứng với các số lượng tử củacác trường hợp cho dưới đây:a) n = 4b) n = 5, mℓ = + 1c) n = 5, ms = +1/2d) n = 3, ℓ = 2e) n = 2, ℓ = 1f) n = 0, ℓ = 0, mℓ = 0g) n = 2, ℓ = 1, mℓ = – 1, ms = –1/2h) n = 3i) n = 2, ℓ = 2Trả lời:a) n = 4: ℓ có thể là 0, 1, 2 hoặc 3. Do đó, chúng ta nhận thấy ở obitan s (có 2electron), ở AO-p (có 6 electron), ở AO-d (có 10 electron) and ở AO-f (có 14 electron).Tổng số electron được điền vào các AO trong trường hợp này là 32.b) n = 5, mℓ = +1: Như thế chỉ có thể nhận: ℓ = 0, 1. Với bộ số lượng tử đã xác định thìở obitan s (có 2 electron), ở AO-p (có 6 electron). Vậy tổng số electron tối đa là 8 electron.c) n = 5, ms = +1/2: Với n = 5, ℓ = 0, 1, 2, 3, 4. Số lượng trên các obitan lần lượtứng với các giá trị tính theo biểu thức (2ℓ + 1), có nghĩa là ℓ nhận các giá trị: 1, 3, 5, 7,9. Như vậy, có 25 obitan với n = 5. Điều đó có nghĩa là có thể chứa 50 electron, trongđó có 25 electron ứng với giá trị m = +1/2.d) n = 3, ℓ = 2: Các số lượng tử xác định tập hợp obitan 3d. Có 5 obitan 3d có thểchứa tổng số 10 electron.e) n = 2, ℓ = 1; Các số lượng tử xác định tập hợp obitan 2p. Có 3 obitan 2p obitancó thể chứa tổng số 6 electron.f) Không thể có n = 0. Vì không có electron nào có tập hợp các số lượng tử này.113g) Bốn số lượng tử xác định hoàn toàn một electron.h) n = 3. Từ đây suy ra ℓ = 0, 1, 2, nghĩa là có các obitan 3s, 3p and 3d. Các obitannày có thể chứa tối đa 18 electron, gồm 2 electron ở AO-1s, 6 electron ở AO-2p và 10electron ở AO-3d.i) n = 2, ℓ = 2: Sự kết hợp này không thể được (ℓ ≠ 2 do n = 2). Không có electronnào trong phân tử có thể có các số lượng tử này.Bài tập minh họa 5.4:Hãy viết cấu hình electron ở trạng thái cơ bản và cho những nhận xét:a) Cho nguyên tố có có một electron độc thân ở AO-5p mà nguyên tố này có thểhình thành liên kết cộng hóa trị vởi nguyên tố phi kim F.b) Viết cấu hình electron của nguyên tố đất hiếm (còn chưa được phát hiện) đứngsau nguyên tố Ra.c) Nguyên tố khí trơ với các electron được xếp vào AO-5f.d) Cho biết cấu hình electron của nguyên tố thuộc dãy kim loại chuyển tiếp thứnhất ứng với số electron độc thân nhiều nhất.Trả lời:a) Theo đầu bài, nguyên tố có có một electron độc thân ở AO-5p, nghĩa là nguyêntố này thuộc chu kỳ 5. Xét về cấu hình electron, ta nhận thấy chỉ có 2 nguyên tố đáp ứngđược điều kiện này. Đó là nguyên tố In và I đều có một electron độc thân trên phân lớp5p với cấu hình electron như sau:In (Z =49): [Kr]5s24d105p5 và I (Z =53): [Kr]5s24d105p5Nhưng trong 2 nguyên tố đó, chỉ có nguyên tố phi kim I sẽ có xu hướng tạo ra liênkết cộng hóa trị với nguyên tố phi kim F.I: [Kr]5s24d105p5 hay ∼ ↑↓ ↑↓ ↑5pĐiều này cho phép dự đoán liên kết ion sẽ được tạo ra giữa nguyên tố kim loại Invà nguyên tố phi kim F.b) Căn cứ vào cách sắp xếp trong bảng tuần hoàn, ta dự đoán nguyên tố đất hiếmđứng sau nguyên tố Ra sẽ là nguyên tố thứ 120.Nguyên tố thứ 120 có cấu hình electron là: [Rn]7s25f146d107p68s2c) Giả thiết có nguyên tố khí hiếm A với các electron được xếp vào AO-5f thì cấuhình electron sẽ là: A : [Rn]7s25f146d107p6.d) Căn cứ vào điều kiện của đầu bài thì nguyên tố cần tìm sẽ thuộc chu kỳ 4. Xéttất cả các nguyên tố thuộc dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất ứng với số electron độcthân nhiều nhất, ta nhận thấy chỉ có một trường hợp ngoại lệ về thứ tự điền electron nhưdự đoán. Đó là Cr có 6 electron độc thân và nguyên tố tiếp theo có 5 electron độc thânlà Mn. Vậy, cấu hình electron là:114Cr (Z= 24): [Ar]4s13d5 hay ↑↑↑4s↑↑↑3d5.2.4. Cấu hình electron của các nguyên tửKhi các electron được phân bố vào các obitan khác nhau ta được cấu hình electroncủa nguyên tử. Muốn viết cấu hình electron của một nguyên tử nào đó phải dựa vào cácnguyên lý và quy tắc đã nêu ở mục 5.2.3.Dưới đây là cấu hình electron của 20 nguyên tố đầu tiên được liệt kê trong bảng 5.1.Bảng 5.1. Sự phân bố electron của 20 nguyên tố đầu tiênKýCấu hình electron nlhiệuCấu hình electron theo ô lượng tửx1sH1sHe1s2s2p3s3p3d4s↑2↑↓2↑↓↑Li1s 2sBe1s 2s22↑↓↑↓B1s 2s 2p22↑↓↑↓↑C1s 2s 2p222↑↓↑↓↑↑N1s 2s 2p223↑↓↑↓↑↑↑O1s 2s 2p224↑↓↑↓↑↓↑↑F1s 2s 2p225↑↓↑↓↑↓↑↓↑Ne1s 2s 2p226↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓226↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑2262↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓2262↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑22622↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑22623↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑22624↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑22625↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑22626↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓22626↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Na1s 2s 2p 3sMg1s 2s 2p 3sAl1s 2s 2p 3s 3pSi1s 2s 2p 3s 3pP1s 2s 2p 3s 3pS1s 2s 2p 3s 3pCl1s 2s 2p 3s 3pAr1s 2s 2p 3s 3pKCa1s 2s 2p 3s 3p 4s226261s 2s 2p 3s 3p 4s2Cấu hình electron của nguyên tử các nguyên tố có điện tích từ 1 ÷ 104 được trìnhbày ở phần phụ lục.115

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Cấu tạo chất đại cương tập 1, cấu tạo nguyên tử cấu tạo phân tử
  • 318
  • 2,385
  • 12
• Tài liệu Quyết định số 133/2008/QĐ-TTg docx
  • 2
  • 0
  • 0
• Tài liệu Thông tư số 31/2008/TT-BLĐTBXH pdf
  • 10
  • 0
  • 0
• Tài liệu Quyết định số 125/2008/QĐ-BTC doc
  • 18
  • 0
  • 0
• Tài liệu Quyết định số 126/2008/QĐ-BTC pdf
  • 5
  • 0
  • 0
• Tài liệu Thông tư liên tịch số 06/2009/TTLT-BLĐTBXH-BTC pptx
  • 12
  • 0
  • 0
• Tài liệu Quyết định số 169/QĐ-BXD doc
  • 4
  • 0
  • 0
• Tài liệu Thông báo số 66/TB-BTC doc
  • 4
  • 0
  • 0
• Tài liệu Thông tư số 03/2009/TT-BTTTT doc
  • 4
  • 0
  • 0
• Tài liệu Quyết định số 55/2009/QĐ-TTg ppt
  • 2
  • 0
  • 0

Tải bản đầy đủ (.pdf) (318 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(5.57 MB) - Cấu tạo chất đại cương tập 1, cấu tạo nguyên tử cấu tạo phân tử -318 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×