Lớp 10

Orbital, cấu hình electron, số lượng tử

Electron có khả năng xuất hiện ở đâu quanh hạt nhân, và quy luật đó xếp đầy bảng tuần hoàn như thế nào.

1 THCS 2 THPT 3 Đại học 4 Nâng cao 5 Nghiên cứu

Trực giácTrực giác: một đám mây, không phải quỹ đạo

Electron trong nguyên tử không phải hành tinh nhỏ chạy trên quỹ đạo cố định. Cơ học lượng tử mô tả nó bằng hàm sóng $\psi$ ; bình phương $|\psi|^2$ cho biết khả năng tìm thấy electron tại mỗi điểm. Orbital là vùng có xác suất cao đó, vẽ thành một đám mây.

Mỗi chấm là một vị trí có thể có của electron. Đổi

n

l

m

: orbital

s

là hình cầu,

p

có hai thuỳ,

d

phần lớn có bốn thuỳ. Màu cam và xanh là dấu của

\psi

, không phải điện tích.

Phổ thôngMức phổ thông: các số lượng tử

Định nghĩa: Số lượng tử

$n = 1, 2, 3, \dots$ quyết định lớp và thang năng lượng. $l = 0, 1, \dots, n-1$ quyết định phân lớp và hình dạng ( $s, p, d, f$ ). $m$ chạy từ $-l$ đến $+l$ và quyết định hướng. Spin $m_s = \pm\tfrac12$ phân biệt hai electron cùng chiếm một orbital.

\text{orbitals in shell } n = n^2,\qquad \text{electrons} \le 2n^2

Electron điền vào các orbital từ năng lượng thấp đến cao (Aufbau), tối đa hai electron mỗi orbital với spin ngược nhau (Pauli), và trải đều trên các orbital cùng năng lượng với spin song song trước khi ghép đôi (Hund).

Chọn số hiệu nguyên tử

Z

: dòng chữ hiện cấu hình electron. Các electron màu cam là electron hoá trị.

Ví dụ: Sắt, $Z = 26$

Viết cấu hình electron của sắt.

Lời giải

$\ce{Fe}$ : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^6\,3d^6\,4s^2$ . Phân lớp $4s$ được điền trước $3d$ , nhưng khi tạo $\ce{Fe^2+}$ và $\ce{Fe^3+}$ thì sắt mất các electron $4s$ trước.

Cần biết trước

Hạt cơ bản, đồng vị, số hiệu, số khối

Học tiếp

Bảng tuần hoàn, quy luật biến đổi tuần hoàn Liên kết ion, cộng hoá trị, kim loại Hình học phân tử (VSEPR), lai hoá orbital

Nhà hoá học liên quan

Ernest Rutherford Robert S. Mulliken