Bài 9: Quy tắc octet

Na (Z = 11): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{1}$

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

Ne (Z = 10): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$

Ar (Z = 18): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$

Nguyên tử Ne (Z = 10) và Ar (Z = 18) có lớp electron ngoài cùng bền vững (lớp electron ngoài cùng đã bão hòa với 8 electron).

O (Z = 8) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{4}$

Oxygen có 6 electron lớp ngoài cùng. Vậy xu hướng cơ bản của nguyên tử oxygen khi hình thành liên kết hóa học là nhận thêm 2 electron để đạt được lớp vỏ có 8 electron ở lớp ngoài cùng như của khí hiếm Ar.

Sơ đồ nguyên tử O nhận thêm 2 electron vào lớp ngoài cùng:

O và F đều có tính phi kim ⇒ Xu hướng cơ bản của nguyên tử O và F trong các phản ứng hóa học là nhận electron.

Trong đó O (Z = 8) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{4}$ ⇒ Nguyên tử O sẽ nhận thêm 2 electron để được lớp vỏ có 8 electron lớp ngoài cùng bền vững.

F (Z = 9) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$ ⇒ Nguyên tử F sẽ nhận thêm 1 electron để được lớp vỏ có 8 electron lớp ngoài cùng bền vững.

a) K (Z = 19) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$4s$^{1}$. Vậy K có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử K có xu hướng nhường đi 1 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là K$^{+}$.

O (Z = 8) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{4}$. Vậy O có 6 electron lớp vỏ ngoài cùng nên nguyên tử O có xu hướng nhận thêm 2 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là O$^{2-}$

b) Li (Z = 3) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{1}$. Vậy Li có 1 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử Li có xu hướng nhường đi 1 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Li$^{+}$.

F (Z = 9) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$. Vậy F có 7 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử F có xu hướng nhận thêm 1 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là F$^{-}$.

c) Mg (Z = 12) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$. Vậy Mg có 2 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử Mg có xu hướng nhường đi 2 electron để trở thành ion mang điện tích dương, kí hiệu là Mg$^{2+}$.

P (Z = 15) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{3}$. Vậy P có 5 electron lớp vỏ ngoài cùng. Nguyên tử P có xu hướng nhận thêm 3 electron để trở thành ion mang điện tích âm, kí hiệu là P$^{3-}$.

Cấu hình electron của Ge (Z = 32): [Ar]3d$^{10}$4s$^{2}$4p$^{2}$

Ge có 4 electron ở lớp ngoài cùng. Nó vừa có khả năng nhận thêm 4 electron, vừa có khả năng nhường 4 electron để đạt cấu hình bền vững.

⇒ Ge vừa có tính chất của kim loại vừa có tính chất của phi kim.

Đáp án đúng là: A

Nitrogen (Z = 7) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{3}$

Lớp ngoài cùng của nguyên tử nitrogen có 5 electron, nên nguyên tử nitrogen có xu hướng nhận thêm 3 electron để đạt được cấu hình electron bền vững (8 electron ở lớp ngoài cùng).

Nhôm (Z = 13) có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{1}$

Lớp ngoài cùng của nguyên tử nhôm có 3 electron, nên nguyên tử nhôm có xu hướng nhường đi 3 electron để đạt được cấu hình electron bền vững (8 electron ở lớp ngoài cùng).

Đáp án B

A. Boron (Z = 5): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{1}$

Boron có 3 electron lớp ngoài cùng nên có xu hướng nhường đi 3 electron này khi hình thành liên kết hóa học.

B. Potassium (Z = 19): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$4s$^{1}$

Potassium có 1 electron lớp ngoài cùng nên có xu hướng nhường đi 1 electron này khi hình thành liên kết hóa học.

C. Helium (Z = 2): 1s$^{2}$

Helium đã có cấu hình electron bền vững nên không nhường hoặc nhận electron.

D. Fluorine (Z = 9): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$

Fluorine có 7 electron lớp ngoài cùng nên có xu hướng nhận thêm 1 electron khi hình thành liên kết hóa học.

a) Trong trường hợp kim loại điển hình tác dụng với phi kim điển hình, các nguyên tử kim loại sẽ có xu hướng nhường electron còn các nguyên tử phi kim sẽ có xu hướng nhận electron để hình thành liên kết hóa học.

b) Trong trường hợp phi kim tác dụng với phi kim, hai nguyên tử phi kim sẽ góp chung electron. Sau khi hình thành liên kết mỗi nguyên tử phi kim sẽ có 8 electron lớp ngoài cùng, giống lớp vỏ bền vững của khí hiếm.

Ở dạng đơn chất, sodium (Na) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{1}$. Na có 1 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tử Na dễ dàng nhường đi 1 electron để tạo thành ion Na$^{+}$

Ở dạng đơn chất, chlorine (Cl) có cấu hình electron là 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{5}$. Cl có 7 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tử Cl dễ dàng nhận thêm 1 electron để tạo thành ion Cl$^{-}$.

Hai ion Na$^{+}$và Cl$^{-}$ hút nhau tạo thành hợp chất ion NaCl. Trong hợp chất ion NaCl cả Na$^{+}$và Cl$^{-}$đều đã có cấu hình bền vững của khí hiếm nên không dễ dàng tham gia các phản ứng mà có sự nhường hoặc nhận electron.

a) Ta có, mỗi gạch trong các công thức H-C≡C-H, H$_{2}$C=CH$_{2}$ và H$_{3}$C-CH$_{3}$ biểu diễn hai electron hóa trị chung, do đó mỗi C đã đủ 8 electron ở lớp ngoài cùng; mỗi H đã đủ 2 electron ở lớp ngoài cùng (thõa mãn quy tắc octet).

b) Một phân tử hydrocarbon có ba nguyên tử C và x nguyên tử H.

Phân tử hydrocarbon có dạng: C$_{3}$H$_{x}$

- Số các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là 3 (tức 3 C) ⇒ tổng số electron hoá trị là 3.4 = 12.

- Tổng số liên kết đơn giữa các nguyên tử có hoá trị ≥ 2 là: 3 – 1 = 2 ⇒ tổng số electron tham gia tạo liên kết là 2.2 = 4.

- Số H tối đa: x = 12 – 4 = 8.