Cho em hỏi làm sao để biết nguyên tử nào có cấu hình bão hòa, nguyên tử nào bán …
Trước tiên, chúng ta cần hiểu rõ khái niệm về lớp electron ngoài cùng.
Bước 1: Xác định cấu hình electron của nguyên tử
Để xác định cấu hình bão hòa hay bán bão hòa, chúng ta cần viết đúng cấu hình electron của nguyên tử đó. Em còn nhớ cách viết cấu hình electron theo phân lớp không? Chúng ta sẽ tuân theo nguyên tắc Aufbau, nguyên lý Pauli và quy tắc Hund.
Ví dụ:
– Nguyên tử Natri (Na) có số hiệu nguyên tử là 11. Cấu hình electron của Na là: 1s²2s²2p⁶3s¹.
– Nguyên tử Oxy (O) có số hiệu nguyên tử là 8. Cấu hình electron của O là: 1s²2s²2p⁴.
Bước 2: Tập trung vào lớp electron ngoài cùng
Lớp electron ngoài cùng là lớp có số thứ tự lớn nhất. Chính lớp này quyết định phần lớn tính chất hóa học của nguyên tử.
Ví dụ:
– Đối với Na (1s²2s²2p⁶3s¹), lớp ngoài cùng là lớp thứ 3, chỉ có phân lớp 3s.
– Đối với O (1s²2s²2p⁴), lớp ngoài cùng là lớp thứ 2, có hai phân lớp là 2s và 2p.
Bước 3: Xác định trạng thái của các phân lớp electron ngoài cùng
Bây giờ, chúng ta sẽ xem xét từng phân lớp electron ở lớp ngoài cùng.
Phân lớp s: Phân lớp s có tối đa 2 electron.
– Nếu phân lớp s chứa 2 electron (s²), nó được coi là bão hòa.
– Nếu phân lớp s chứa 1 electron (s¹), nó được coi là bán bão hòa.
Phân lớp p: Phân lớp p có tối đa 6 electron. Phân lớp p được chia thành 3 orbital. Mỗi orbital có thể chứa tối đa 2 electron với hai chiều spin ngược nhau.
– Nếu phân lớp p chứa 6 electron (p⁶), nó được coi là bão hòa.
– Nếu phân lớp p chứa 3 electron (p³) và mỗi electron chiếm một orbital riêng biệt (theo quy tắc Hund), nó được coi là bán bão hòa.
– Các trường hợp khác (ví dụ p¹, p², p⁴, p⁵) được coi là không bão hòa và không bán bão hòa (trong chương trình lớp 10, chúng ta chủ yếu quan tâm đến bão hòa và bán bão hòa, các trường hợp này thường có xu hướng nhường, nhận hoặc góp chung electron để đạt cấu hình bão hòa hoặc bán bão hòa).
Bước 4: Tổng hợp và kết luận
Một nguyên tử được coi là có cấu hình bão hòa khi lớp electron ngoài cùng của nó có các phân lớp electron đã đạt trạng thái bão hòa.
Một nguyên tử được coi là có cấu hình bán bão hòa khi lớp electron ngoài cùng của nó có ít nhất một phân lớp electron đạt trạng thái bán bão hòa và các phân lớp khác nếu có cũng ở trạng thái bão hòa hoặc bán bão hòa.
Chúng ta cùng xem lại các ví dụ để làm rõ hơn nhé:
Ví dụ 1: Nguyên tử Neon (Ne)
– Số hiệu nguyên tử: 10
– Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶
– Lớp ngoài cùng: Lớp 2 với các phân lớp 2s và 2p.
– Trạng thái phân lớp: 2s² (bão hòa), 2p⁶ (bão hòa).
– => Nguyên tử Neon có cấu hình electron lớp ngoài cùng bão hòa.
Ví dụ 2: Nguyên tử Natri (Na)
– Số hiệu nguyên tử: 11
– Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s¹
– Lớp ngoài cùng: Lớp 3 với phân lớp 3s.
– Trạng thái phân lớp: 3s¹ (bán bão hòa).
– => Nguyên tử Natri có cấu hình electron lớp ngoài cùng bán bão hòa.
Ví dụ 3: Nguyên tử Magie (Mg)
– Số hiệu nguyên tử: 12
– Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²
– Lớp ngoài cùng: Lớp 3 với phân lớp 3s.
– Trạng thái phân lớp: 3s² (bão hòa).
– => Nguyên tử Magie có cấu hình electron lớp ngoài cùng bão hòa.
Ví dụ 4: Nguyên tử Nitơ (N)
– Số hiệu nguyên tử: 7
– Cấu hình electron: 1s²2s²2p³
– Lớp ngoài cùng: Lớp 2 với các phân lớp 2s và 2p.
– Trạng thái phân lớp: 2s² (bão hòa), 2p³ (bán bão hòa).
– => Nguyên tử Nitơ có cấu hình electron lớp ngoài cùng bán bão hòa.
Ví dụ 5: Nguyên tử Oxi (O)
– Số hiệu nguyên tử: 8
– Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁴
– Lớp ngoài cùng: Lớp 2 với các phân lớp 2s và 2p.
– Trạng thái phân lớp: 2s² (bão hòa), 2p⁴ (không bão hòa, không bán bão hòa).
– => Nguyên tử Oxi có cấu hình electron lớp ngoài cùng không bão hòa và không bán bão hòa. Nó có xu hướng nhận thêm electron để đạt cấu hình bão hòa.
Tóm lại, em hãy nhớ các trường hợp đặc biệt sau:**
* Cấu hình bão hòa: Phân lớp s có 2 electron (s²), phân lớp p có 6 electron (p⁶). Các khí hiếm như He (1s²), Ne (2s²2p⁶), Ar (3s²3p⁶)… đều có cấu hình bão hòa ở lớp ngoài cùng.
* Cấu hình bán bão hòa: Phân lớp s có 1 electron (s¹), phân lớp p có 3 electron (p³). Ví dụ: Na (3s¹), N (2s²2p³).
Quan trọng là em phải viết đúng cấu hình electron, sau đó xác định lớp ngoài cùng và kiểm tra trạng thái của các phân lớp trong lớp đó.
Em có thắc mắc gì nữa không? Hãy mạnh dạn hỏi nhé! Cô luôn sẵn sàng giải đáp.
Nguyên tử bão hòa là khi phân lớp đạt số electron tối đa (các orbitan kh thể chứa thêm 1 e nào nữa)
Ví dụ: phân lớp s điền đủ 2e, phân lớp p điền đủ 6e, phân lớp d điền đủ 10 e
Ví dụ: Ag có cấu hình e : 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6
Nguyên tử bán bão hòa là khi phân lớp đạt 1 nửa số electron tối đa
Ví dụ: p3, d5
Ví dụ : P có cấu hình e: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3
Nguyên tố có cấu hình bão hòa hoặc bán bão là là các nguyên tố có phân lớp có mức năng lượng cao nhất có số electron đạt tối đa ( bão hòa ) hoặc một nửa số electron tối đa ( bão hòa ).
Nguyên tố có các phân lớp \(s,p,d,f,…\)
\(-\) Phân lớp \(s\) có số electron tối đa là \(2\)
\(=>\) Bão hòa: \(s^2\) ; Bán bão hòa: \(s^1\)
\(-\) Phân lớp \(p\) có số electron tối đa là \(6\)
\(=>\) Bão hòa: \(p^6\) ; Bán bão hòa: \(p^3\)
\(-\) Phân lớp \(d\) có số electron tối đa là \(10\)
\(=>\) Bão hòa: \(d^[10]\) ; Bán bão hòa: \(d^5\)
\(-\) Phân lớp \(f\) có số electron tối đa là \(14\)
\(=>\) Bão hòa: \(f^[14]\) ; Bán bão hòa: \(f^7\)
\(….\)