Cấu tạo vỏ nguyên tử
A. LÍ THUYẾT
I. Sự chuyển động của electron trong nguyên tử
- Các electron chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.
Số e = số p = Z = STT trong bảng HTTH
VD : số thứ tự của H trong BTH là 1 (Z=1), vỏ nguyên tử H có 1 electron, hạt nhân nguyên tử có 1 proton.
II. Lớp electron và phân lớp electron.
1. Lớp electron :
- Trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản, các electron lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao và sắp xếp thành từng lớp.
- Electron ở càng xa hạt nhân hơn có mức năng lượng càng cao.
- Các electron ở cùng 1 lớp có mức năng lượng gần bằng nhau.
Thứ tự của lớp n : 1 2 3 4 ....
Tên của lớp : K L M N ....
2. Phân lớp electron :
- Các electron trong mỗi phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.
- Số phân lớp trong mỗi lớp bằng STT của lớp đó:
- Lớp thứ K (n=1) có 1 phân lớp: 1s
- Lớp thứ L (n=2) có 2 phân lớp: 2s và 2p.
- Lớp thứ M (n=3) có 3 phân lớp : 3s, 3p, 3d.
III. Số electron tối đa trong 1 phân lớp, 1 lớp.
1. Số electron tối đa trong 1 phân lớp.
Phân lớp Số obitan Số electron tối đa
s 1 2
p 3 6
d 5 10
f 7 14
2. Số electron tối đa trong 1 lớp.
Lớp Số phân lớp Số electron tối đa
1 (K) 1s 2
2 (L) 2s 2p 8
3 (M) 3s 3p 3d 18
4 (N) 4s 4p 4d 4f 32
=> Số e tối đa của lớp thứ n là 2n2 e (0<n4)
VD:
- Số e tối đa của lớp thứ 4 : 2.42 = 32 electron
B. BÀI TẬP
VD1: Hạt nhân nguyên tử gồm
A. proton và electron B. proton và notron
C. electron D. proton, electron, notron
Đáp án: B
VD2: Khối lượng của electron là:
A. 0 B. 1u
C. 2u D. 3u
Đáp án: A
Dạng 2: Tìm số p, n, e của nguyên tử.
Phương pháp:
Trong nguyên tử:
- Tổng số hạt cơ bản = P + N + E = 2P + N = A + Z
- Tổng số hạt mang điện = P + E
- Tổng số hạt không mang điện = N
VD1: Một nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, notron, electron là 52 và có số khối là 35. Số hiệu nguyên tử của X là
A. 18 B. 23 C. 17 D. 15
Hướng dẫn giải
Theo đề bài ta có: 2Z + N = 52 và Z + N = 35
=> Số hiệu nguyên tử của X là Z = 17 => Đáp án C
Dạng 3: Tính số p, n, e của nguyên tử dựa vào biện luận.
Đối với các nguyên tố có Z < 82 thì ta luôn có: 1 ≤ Z/N ≤ 1,5.
VD: Tổng số hạt cơ bản của nguyên tố X là 18. Tính số hạt mang điện tích dương trong X?
Hướng dẫn giải
Theo đề bài ta có:
2Z + N = 18 (1)
Vì ZX < 82 nên ta có: 1 ≤ Z/N ≤ 1,5. => Z ≤ N ≤1,5Z
Cộng và mỗi vế 2Z ta có: 3Z ≤ 2Z + N ≤3,5Z thay vào (1) ta có:
5,11 ≤ Z ≤ 6
Vì Z nguyên nên Z = 6
Vậy số hạt mang điện tích dương trong X là Z = 6 hạt.
Dạng 4: Tính số p, n, e của hợp chất.
VD1: Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB bằng 40. Số hạt mang điện trong nguyên tử A nhiều hơn số hạt trong nguyên tử B là 8. Tìm số proton của A và B.
Hướng dẫn giải
Gọi số proton trong A và B lần lượt là ZA và ZB
Theo đề bài ra ta có:
Vậy số proton trong A và B lần lượt là 12 và 8.
VD2: Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB2 bằng 44. Số hạt mạng điện của nguyên tử B nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử A là 4. Tìm số hiệu nguyên tử của A và B
Hướng dẫn giải
Gọi số proton trong A và B lần lượt là ZA và ZB
Theo đề bài ra ta có:
Vậy số proton trong A và B lần lượt là 6 và 8.
Dạng 5: Tính số p, n, e của ion.
- Khi cho nguyên tử nhường electron thì trở thành ion dương (cation)
M → ne + Mn+
- Ngược lại khi nguyên tử nhận electron thì trở thành ion âm (anion)
M + ne → Mn-
- Nguyên tử và ion của một nguyên tố có số proton và số notron bằng nhau chỉ khác nhau số electron.
VD1: Một ion M3+ có tổng số hạt proton, notron, electron là 79, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 19. Xác định nguyên tố M
Hướng dẫn giải
- Ta có M → M3+ + 3e
Vậy tổng sô hạt trong M là 79 + 3 = 82 (hạt).
Vì electron là hạt mang điện tích âm nên số hạt mang điện trong M nhiều hơn số hạt không mang điện là 19 + 3 = 22 (hạt).
=> M là Fe.
