Giải SBT Hóa 10 Bài 5: Lớp, phân lớp và cấu hình electron có đáp án

Đáp án đúng là: B

Electron trong cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau.

A sai vì: Electron trong cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau.

C sai vì: Electron ở các phân lớp 1s; 2s; 3s có năng lượng khác nhau.

D sai vì: Electron ở lớp bên ngoài có năng lượng cao hơn electron ở lớp bên trong.

Đáp án đúng là: A

Phát biểu A không đúng vì: Electron càng ở xa hạt nhân thì có năng lượng càng cao.

Các phát biểu (1); (5); (6) đúng.

Phát biểu (2) sai vì: Số lượng orbital trong các phân lớp 3s, 3p, 3d là khác nhau.

Phát biểu (3) sai vì: Các electron trên các phân lớp 1s, 2s, 3s có năng lượng khác nhau.

Phát biểu (4) sai vì: Các electron trên các phân lớp 3s, 3p, 3d có năng lượng gần bằng nhau.

Đáp án đúng là: C

Phân lớp bão hòa là phân lớp đã chứa tối đa electron.

Các phân lớp bão hòa là: 1s$^{2}$; 2s$^{2}$; 3d$^{10}$.

- Phân lớp bão hòa đã có tối đa electron.

- Phân lớp bán bão hòa chứa một nửa số electron tối đa.

- AO trống là AO không chứa electron nào.

Vậy a ghép với 3; b ghép với 2; c ghép với 1.

Đáp án đúng là: B

Cách biểu diễn cấu hình electron theo orbital:

- Viết cấu hình electron của nguyên tử.

- Biểu diễn mỗi AO bằng một ô vuông, các AO trong cùng một phân lớp thì viết liền nhau, các AO khác phân lớp thì viết tách nhau. Thứ tự các ô orbital từ trái sang phải theo thứ tự như ở cấu hình electron.

- Điền electron vào từng ô AO theo thứ tự lớp và phân lớp, mỗi electron biểu diễn bằng 1 mũi tên.

+ Trong mỗi phân lớp, electron được phân bố sao cho số electron độc thân là lớn nhất.

+ Electron được điền vào các ô orbital theo thứ tự từ trái sang phải.

+ Trong một ô AO, electron đầu tiên được biểu diễn bằng mũi tên quay lên, electron thứ hai được biểu diễn bằng mũi tên quay xuống.

Sự sắp xếp electron trong nguyên tử O theo orbital là:

Đáp án đúng là: B

- Ne (Z = 10) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

- Na (Z = 11) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{1}$

Na nhường 1 electron để tạo thành ion Na$^{+}$.

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

- F (Z = 9) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$

F nhận 1 electron để tạo thành ion F$^{-}$.

Cấu hình electron của F$^{-}$ là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

a ghép với 2; b ghép với 1; c ghép với 4; d ghép với 3.

Giải thích:

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

2. C (Z = 6) có cấu hình electron 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{2}$

C nhường 2 electron được ion C$^{2+}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$.

3. N (Z = 7) có cấu hình electron 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{3}$

N nhận 3 electron được ion N$^{3-}$ có cấu hình electron 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

4. F (Z = 9) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$.

Đáp án đúng là: A

Cấu hình electron N theo orbital:

a ghép với 3; b và d ghép với 2; c ghép với 1.

Giải thích:

a) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$: Nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng nên là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm.

b) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{5}$: Nguyên tử có 7 electron ở lớp ngoài cùng nên là nguyên tử của nguyên tố phi kim.

c) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{1}$: Nguyên tử có 1 electron ở lớp ngoài cùng nên là nguyên tử của nguyên tố kim loại.

d) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{3}$: Nguyên tử có 5 electron ở lớp ngoài cùng nên là nguyên tử của nguyên tố phi kim.

Đáp án đúng là: B

Dựa vào cấu hình electron theo orbital ta có cấu hình electron nguyên tử như sau:

1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{3}$.

Vậy nguyên tử có 5 electron hóa trị, là phi kim (do có 5 electron ở lớp ngoài cùng).

Đáp án đúng là: C

Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của nguyên tố kim loại.

Các nguyên tố kim loại là:

(2) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$

(3) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{6}$4s$^{2}$

(4) 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{1}$4s$^{2}$

a) Nguyên tử O (Z = 8) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{4}$

Biểu diễn dưới dạng ô AO:

Vậy nguyên tử O có 2 electron độc thân.

O nhận 2 electron vào AO 2p hình thành nên ion O$^{2-}$ có cấu hình electron:

1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

Biểu diễn dưới dạng ô AO:

Ion O$^{2-}$ không có electron độc thân nào.

b) Nguyên tử Al (Z = 13) có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{1}$.

Biểu diễn dưới dạng ô orbital:

Vậy Al có 1 electron độc thân.

Nguyên tử Al nhường đi 3 electron từ các orbital 3p, 3s để tạo thành ion Al$^{3+}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

Biểu diễn dưới dạng ô orbital:

Vậy ion Al$^{3+}$ không có electron độc thân nào.

Số lượng electron trong cấu hình 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$ là 10 electron.

- Nếu đây là cấu hình electron của nguyên tử thì nguyên tử phải có 10 electron, do đó Z = 10, đó là nguyên tử Ne.

- Nếu đây là cấu hình electron của cation M$^{n+}$ (n = 1, 2) thì cation này được tạo ra từ nguyên tử M bằng cách tách đi n electron:

M → M$^{n+}$ (10 electron) + ne

Vậy số electron trong nguyên tử M là: 10 + n.

+ Nếu n = 1, M có 11 electron nên Z = 11 ⇒ ion Na$^{+}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

+ Nếu n = 2, M có 12 electron nên Z = 12 ⇒ ion Mg$^{2+}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

- Nếu đây là ion X$^{n-}$ (n = 1, 2) thì anion này được tạo ra từ X bằng cách nhận vào n electron.

Vậy số electron trong nguyên tử X là: 10 – n.

+ Nếu n = 1, X có 9 electron nên Z = 9 ⇒ ion F$^{-}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

+ Nếu n = 2, X có 8 electron nên Z = 8 ⇒ ion O$^{2-}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$.

Co có Z = 27 nên có cấu hình electron là: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{7}$4s$^{2}$.

Khi Co mất đi 2 electron và 3 electron sẽ lần lượt tạo ra: Co$^{2+}$ và Co$^{3+}$. Các electron sẽ tách đi từ các lớp ngoài rồi tới lớp trong. Cấu hình electron của hai ion này là:

Co$^{2+}$: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{7}$

Co$^{3+}$: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{6}$

Sơ đồ phân bố electron vào các ô orbital:

Số electron độc thân trong Co$^{2+}$ và Co$^{3+}$ lần lượt là 3 và 4.

- Cấu hình electron của bromine (Z = 35): [Ar]3d$^{10}$4s$^{2}$4p$^{5}$.

Nguyên tử bromine có 7 electron ở lớp ngoài cùng là phi kim điển hình.

- Cấu hình electron của krypton (Z = 36): [Ar]3d$^{10}$4s$^{2}$4p$^{6}$.

Nguyên tử krypton có 8 electron ở lớp ngoài cùng nên là khí hiếm.

- Cấu hình electron của Cu (Z = 29): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{10}$4s$^{1}$.

Viết gọn: [Ar]3d$^{10}$4s$^{1}$.

Biểu diễn dưới dạng ô orbital nguyên tử:

Như vậy Cu có 1 electron độc thân nên thuận từ.

- Cu nhường đi 1 electron tạo thành ion Cu$^{+}$ có cấu hình electron: 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{6}$3d$^{10}$.

Viết gọn: [Ar]3d$^{10}$.

Biểu diễn dưới dạng ô orbital nguyên tử:

Như vậy Cu$^{+}$ không có electron độc thân nên nghịch từ.