Cấu tạo vỏ nguyên tử

Gốc > HÓA HỌC PHỔ THÔNG > Chuyên đề hóa học >

Tạo bài viết mới Cấu tạo vỏ nguyên tử

Cấu tạo vỏ nguyên tử

• Trong nguyên tử, electron chuyển động như thế nào?
• Cấu tạo vỏ nguyên tử ra sao? Thế nào là lớp, phân lớp electron? Mỗi lớp, mỗi phân lớp có tối đa bao nhiêu electron?

I. Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử

Những năm đầu của thế kỉ XX, người ta cho rằng electron chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử theo những quỹ đạo tròn hay bầu dục, như quỹ đạo của các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời. Đó là mô hình mẫu hành tinh nguyên tử của Rơ-dơ-pho, Bo (N.Bohr) và Zom-mơ-phen (A.Sommefeld).

Mô hình này có tác dụng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử, nhưng không đầy đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử.

Ngày nay, người ta đã biết các electron chuyển động rất nhanh (tốc độ hàng nghìn km/s) trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định (1) tạo nên vỏ nguyên tử Số electron ở vỏ nguyên tử của một nguyên tố đúng bằng số proton trong hạt nhân nguyên tử và cũng bằng số hiệu nguyên tử (Z) hay số thứ tự của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn. Chẳng hạn, vỏ của nguyên tử hiđro (Z =1) có 1 electron, vỏ của nguyên tử clo (Z = 17) có 17 electron, vỏ của nguyên tử vàng (Z = 79) có tới 79 electron,… Vậy các electron được phân bố như thế nào?

Các kết quả nghiên cứu cho thấy chúng phải phân bố theo những quy luật nhất định.

II. Lớp ELECTRON và Phân lớp ELECTRON

1. Lớp electron

Các electron trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và sắp xếp thành từng lớp. Các electron ở gần nhân hơn liên kết bền chặt hơn với hạt nhân. Vì vậy, electron ở lớp trong có mức năng lượng thấp hơn so với ở các lớp ngoài.

Các electron trên cùng một lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.

Xếp theo thứ tự mức năng lượng từ thấp đến cao, các lớp electron này được ghi bằng các số nguyên theo thứ tự n = 1, 2, 3, 4… với tên gọi: K, L, M, N...:

Lớp K, Lớp L, Lớp M, Lớp N,.... tương ứng là Lớp thứ nhất, Lớp thứ hai, Lớp thứ ba, Lớp thứ tư,...

2. Phân lớp electron

Mỗi lớp electron lại chia thành các phân lớp.

Các electron trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.

Các phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường s, p, d, f.
Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó.

Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có một phân lớp, đó là phân lớp 1s;
Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có hai phân lớp, đó là các phân lớp 2s và phân lớp 2p;
Lớp thứ ba (lớp M, n = 3) có ba phân lớp, đó là các phân lớp 3s, phân lớp 3p và phân lớp 3d; v.v…
Các electron ở phân lớp s được gọi là electron s, ở phân lớp p được gọi là các electron p…

III. Số electron tối đa trong một phân lớp

Số electron tối đa trong một phân lớp như sau:

- Phân lớp s chứa tối đa 2 electron;
- Phân lớp p chứa tối đa 6 electron;
- Phân lớp d chứa tối đa 10 electron;
- Phân lớp f chứa tối đa 14 electron;

Phân lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là phân lớp electron bão hoà. Từ đó suy ra số electron tối đa trong một lớp:

1. Lớp thứ nhất (lớp K, n = 1) có 1 phân lớp 1s, chứa tối đa 2 electron.

2. Lớp thứ hai (lớp L, n = 2) có 2 phân lớp 2s và 2p:
- Phân lớp 2s chứa tối đa 2 electron;
- Phân lớp 2p chứa tối đa 6 electron;

Vậy, lớp thứ hai chứa tối đa 8 electron.

3. Lớp thứ ba (lớp M, n = 3) có 3 phân lớp 3s, 3p và 3d;
- Phân lớp 3s chứa tối đa 2 electron;
- Phân lớp 3p chứa tối đa 6 electron;
- Phân lớp 3d chứa tối đa 10 electron;

Vậy, lớp thứ ba chứa tối đa 18 electron.

Từ các thí dụ trên rút ra răng: Số electron tối đa của lớp thứ n là

Dựa vào công thức này tính được lớp thứ tư (lớp N, n = 4) chứa tối đa 2.42 = 32 electron.

Lớp electron đã có đủ số electron tối đa gọi là lớp electron bão hoà

Bảng 2. Số electron tối đa trong các lớp và các phân lớp (n = 1 đến 3)

Lớp electron	Số electron tối đa của lớp	Phân bố electron trên các phân lớp
Lớp K (n=1)	2	1s²
Lớp L (n=2)	8	2s²2p⁶
Lớp M (n=3)	18	3s²3p⁶3d¹⁰

Thí dụ: Xác định số lớp electron của các nguyên tử ,

Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử nitơ là 7, suy ra hạt nhân có 7 proton, vỏ nguyên tử có 7electron được phân bố như sau: 2 electron trên lớp K(n=1), 5 electron trên lớp L (n=2).

Cũng lập luận như trên với nguyên tử magie, hạt nhân có 12 proton, vỏ nguyên tử có 12 electron được phân bố như sau: 2 electron trên lớp K (n = 1), 8 electron trên lớp L (n=2) và 2 electron trên lớp M (n = 3) (xem hình 1.7).

(Vòng tròn trong cùng tượng trưng cho hạt nhân có chứa nơtron (n) và proton (p), các vòng tròn ngoài tượng trưng cho các lớp electron)

Các dạng bài liên quan:

Cấu tạo vỏ nguyên tử, cấu hình electron của nguyên tử

Một số bài tập

Baì 80509

Trong một ô mạng tinh thể cơ sở của lập phương tâm diện, số đơn vị thể tích nguyên tử kim loại bằng:

Chọn một đáp án dưới đây

A. 1	B. 2
C. 3	D. 4

Baì 79966

Cho các nguyên tố có hiệu nguyên tử :

a.4 b.12

c.14 d.17 e.20

Trong các nguyên tử các nguyên tố đã cho, nguyên tố nào có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau :

Chọn một đáp án dưới đây

A. a,b,c	B. a,,d,e
C. a,b,e	D. b,c,e
<

Baì 76502

Ở trạng thái cơ bản, nguyên tử có số e độc thân là:

Chọn một đáp án dưới đây

A. 0	B. 1
C. 2	D. 6
<

Baì 76002

Nguyên tử nào trong số các nguyên tử sau đây chứa 8 proton, 8 electron và 8 nơtron ?

Chọn một đáp án dưới đây

A.	B.
C.	D.

Baì 76001

Các electron của nguyên tử nguyên tố X được phân bố trên 3 lớp, lớp thứ ba có 6 electron. Số đơn vị điện tích hạt nhân của nguyên tử nguyên tố X là con số nào sau đây ?