Đáp án và lời giải

Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Dựa vào hình 5.1 số electron tối đa ở lớp K của các nguyên tử có số hiệu nguyên tử Z ≥ 2 là 2.

Các electron sẽ được phân bố lần lượt vào các lớp theo chiều từ gần hạt nhân ra ngoài. Mỗi lớp có số electron đối đa xác định, như lớp thứ nhất có tối đa 2 electron, lớp thứ 2 có tối đa 8 electron,…

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì mỗi AO chứa tối đa 2 electron nên số AO trong một lớp luôn bằng một nửa số electron tối đa thuộc lớp đó.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Nitrogen có Z = 7 = số electron

7 electron được phân bố vào 2 lớp:

+ Lớp thứ nhất chứa 2 electron, phân bố vào 1 AO.

+ Lớp thứ hai chứa 5 electron, phân bố vào 4 AO.

Như vậy lớp ngoài cùng của nitrogen chứa 5 electron, phân bố vào 4 AO.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Các ô (1), (2), (3), (4) trong hình dưới thể hiện mỗi lớp electron (trừ lớp thứ nhất) lại được chia thành các phân lớp.

Lớp K, n =1 có 1 phân lớp

Lớp L, n = 2 có 2 phân lớp

Lớp M, n = 3 có 3 phân lớp

Lớp N, n = 4 có 4 phân lớp.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lớp electron thứ tư (n = 4) có 4 phân lớp. Kí hiệu là 4s, 4p, 4d và 4f.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Vì mỗi AO chứa tối đa 2 elctron nên ta có:

Phân lớp	ns	np	nd	nf
Số AO	1	3	5	7
Số electron tối đa (bão hòa)	2	6	10	14

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Số hiệu nguyên tử (Z)	Cấu hình electron
1	1s $^{1}$
2	1s $^{2}$
3	1s $^{2}$ 2s $^{1}$
4	1s $^{2}$ 2s $^{2}$
5	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{1}$
6	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{2}$
7	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{3}$
8	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{4}$
9	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{5}$
10	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$
11	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{1}$
12	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$
13	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{1}$
14	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{2}$
15	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{3}$
16	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{4}$
17	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{5}$
18	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$
19	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$ 4s $^{1}$
20	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$ 4s $^{2}$

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Số hiệu nguyên tử Z	Orbital	Số electron độc thân
1		1
2		0
3		1
4
5		1
6		2
7		3
8		2
9		1
10		0
11		1
12		0
13		1
14		2
15		3
16		2
17		1
18		0
19		1
20		0

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Số hiệu nguyên tử (Z)	Cấu hình electron	Tính chất hóa học cơ bản
1	1s $^{1}$	Tính kim loại
2	1s $^{2}$	Tính kim loại
3	1s $^{2}$ 2s $^{1}$	Tính kim loại
4	1s $^{2}$ 2s $^{2}$	Tính kim loại
5	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{1}$	Tính phi kim
6	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{2}$	Tính phi kim
7	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{3}$	Tính phi kim
8	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{4}$	Tính phi kim
9	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{5}$	Tính phi kim
10	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$	Khí hiếm (tính trơ)
11	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{1}$	Tính kim loại
12	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$	Tính kim loại
13	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{1}$	Tính kim loại
14	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{2}$	Tính phi kim
15	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{3}$	Tính phi kim
16	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{4}$	Tính phi kim
17	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{5}$	Tính phi kim
18	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$	Khí hiếm (Tính trơ)
19	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$ 4s $^{1}$	Tính kim loại
20	1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$ 4s $^{2}$	Tính kim loại

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

(a) Sai. Các orbital s đều có dạng hình cầu.

(b) Đúng. Electron thuộc các lớp khác nhau, càng xa hạt nhân thì có năng lượng càng cao.

(d) Đúng. Các electron thuộc cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau.

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Cấu hình electron theo orbital của nguyên tố X có thể là

Hình minh hoạ

Vậy X có thể là Z = 3 (Li) hoặc Z = 5 (Bo) hoặc Z = 9 (F).

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

a) Cấu hình electron của Na (Z = 11): 1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{1}$

Cấu hình electron của Na $^{+}$ là 1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$

Cấu hình electron của Cl (Z = 17): 1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{5}$

Cấu hình electron của Cl $^{-}$ là 1s $^{2}$ 2s $^{2}$ 2p $^{6}$ 3s $^{2}$ 3p $^{6}$

b) Cấu hình theo orbital lớp ngoài cùng của nguyên tử Cl

Hình minh hoạ

Nguyên tử Cl nhận 1 electron để trở thành ion Cl $^{-}$ , electron này xếp vào AO thuộc phân lớp 3p của Cl. AO đó là AO chứa 1 electron.