Bài giảng Hóa đại cương - Chương 1: Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e

4. Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e a. Nguyên lý loại trừ Pauli Ví dụ: Tính số e tối đa ở lớp L? Lớp L, n = 2  l = 0, m=0 l = 1, m = ±1, m = 0 Vậy tổng số AO trên lớp L = 4, mỗi AO có tối đa 2e nên số e tối đa ở lớp L = 2 x 4 =8 4. Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e b. Nguyên lý vững bền (quy tắc Klech – kop – xki) Trong nguyên tử, các e chiếm các AO có mức năng lượng từ thấp đến cao Năng lượng của các AO trong nguyên tử được xếp theo thứ tự năng lượng như sau: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s  3d < 4p < 5s  4d < 5p < 6s < 4f  5d < 6p CÁCH LÀM: Lấy tổng (n + l) và xếp theo thứ tự tổng (n + l) tăng dần. Nếu 2 phân lớp có tổng (n + l) bằng nhau thì e sẽ xếp vào phân lớp có n bé hơn. Phân lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p (n + l) 4. Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e b. Nguyên lý vững bền (quy tắc Klech – kop – xki) Ví dụ 1: Viết cấu hình e của nguyên tử nguyên tố có Z = 15? 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 Ví dụ 2: Viết cấu hình e của ion X 3+ biết Z X = 22? Z X = 22 vậy X có 22 electron. Cấu hình e của X là: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 2 X 3 + tức là nguyên tử bị mất đi 3e. X 3+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4. Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e b. Nguyên lý vững bền - Ứng dụng Dùng để so sánh mức năng lượng giữa các phân lớp Ví dụ: So sánh mức năng lượng của các phân lớp: 5g, 6p, 7f 5g có (n + l) = 5 + 4 = 9 6p có (n + l) = 6 + 1 = 7 7f có (n + l) = 7 + 3 = 10 Vậy phân lớp 7f có mức năng lượng cao nhất và 6p là thấp nhất Dùng để dự đoán các phân lớp “giữa” còn thiếu Ví dụ: Giữa phân lớp 3d và 4d có những phân lớp nào? Tìm tổng (n +l) của các phân lớp. 3d 4d Tổng (n + l) = 5 6 Ta không thể điền tổng (n + l ) = 4. Nếu điền 5, ta có các phân lớp 5s, 4p, 3d. Nếu điền 6 ta có các phân lớp: 6s, 5p, 4d nhưng các phân lớp này nằm bên phải vì n = 4 là bé nhất nên loại. Vậy ta chọn điền 5 và 2 phân lớp điền vào giữa là 4p 5s hay 3d4p5s4d 4. Sự phân bố electron trong nguyên tử nhiều e c. Quy tắc Hund Trong một phân lớp chưa đủ số e bão hòa, các e sẽ điền vào các AO sao cho số e độc thân là lớn nhất và song song cùng chiều Ví dụ: Viết cấu hình e dạng ô của nguyên tố N (Z = 7) N: 1s 2 2s 2 2p 3 BÀI TẬP BT1: Sắp xếp các phân lớp dưới đây theo thứ tự năng lượng tăng dần: 7d, 9s, 6f, 8s, 5g BT2 : Electron cuối cùng đang điền vào phân lớp trong nguyên tử S (Z = 16) có bộ các số lượng tử: n = 3, l = 2, m = 0, ms = ½ n = 2, l = 1, m = 1, ms = -1/2 n = 3, l = 1, m = -1, ms = -1/2 n = 3, l = 0, m = 0, ms = -1/2 BT3: Có bao nhiêu bộ trị số có thể có ứng với 2e trong phân lớp 3d? BT4: Cấu hình electron của ion Cu 2+ (Z = 29) là: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 7 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 0 3d 9 BT5: Số electron độc thân trong nguyên tử nguyên tố Fe ( Z = 26) và Se (Z = 34) là bao nhiêu?