Mở đầu
Mô hình hành tinh giúp hình dung đơn giản về nguyên tử nhưng không mô tả đúng đường đi của electron. Mô hình hiện đại chỉ xác định vùng không gian quanh hạt nhân có xác suất gặp electron lớn.
Orbital nguyên tử
Electron chuyển động rất nhanh và không theo một quỹ đạo xác định. **Orbital nguyên tử (AO)** là vùng không gian quanh hạt nhân mà xác suất tìm thấy electron vào khoảng 90%.
- AO s có dạng hình cầu.
- Ba AO p có dạng hình số tám nổi và định hướng theo ba phương khác nhau trong không gian.
Hình orbital biểu diễn vùng có khả năng gặp electron, không phải đường chuyển động của electron.
Ô orbital và nguyên lí Pauli
Mỗi AO được biểu diễn bằng một ô vuông. Một AO chứa tối đa hai electron; nếu có hai electron thì chúng có chiều spin ngược nhau.
- AO có một electron: $\boxed{\uparrow}$
- AO có hai electron: $\boxed{\uparrow\downarrow}$
Đây là nội dung cơ bản của nguyên lí loại trừ Pauli trong phạm vi bài học.
Kiểm tra nhanh
Một orbital chứa tối đa bao nhiêu electron?
Một orbital có thể chứa thêm electron thứ hai.
Hai electron trong cùng orbital phải có spin ngược nhau.
Vượt quá sức chứa của một orbital.
Vượt quá sức chứa của một orbital.
Lời giải
**Cách làm**
Theo nguyên lí Pauli, một orbital chứa tối đa hai electron có spin ngược nhau.
Lớp và phân lớp electron
Các electron được sắp xếp thành lớp và phân lớp theo mức năng lượng.
- Lớp electron được đánh số $n=1,2,3,4,\ldots$, tương ứng K, L, M, N, $\ldots$
- Trong cùng một lớp, các electron có mức năng lượng gần bằng nhau.
- Các phân lớp được kí hiệu s, p, d, f; electron trong cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau.
| Phân lớp | Số AO | Số electron tối đa |
|---|---:|---:|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
Ví dụ mẫu: Lớp L
Lớp L có $n=2$, gồm hai phân lớp 2s và 2p:
- 2s có 1 AO;
- 2p có 3 AO.
Vậy lớp L có $1+3=4$ AO và chứa tối đa $4\times2=8$ electron.
Trong phạm vi bài học, lớp thứ $n$ có $n^2$ AO và chứa tối đa $2n^2$ electron.
Luyện tập
Phân lớp p chứa tối đa bao nhiêu electron?
Đây là sức chứa của một AO hoặc phân lớp s.
Đây là số AO trong phân lớp p.
Ba AO, mỗi AO tối đa hai electron, nên có tối đa 6 electron.
Đây là sức chứa của phân lớp d.
Lời giải
**Cách làm**
Phân lớp p có 3 AO, mỗi AO chứa tối đa 2 electron: $3\times2=6$.
Ghi nhớ
- Orbital là vùng không gian có xác suất gặp electron lớn.
- Một orbital chứa tối đa 2 electron.
- Phân lớp s, p, d, f lần lượt có 1, 3, 5, 7 orbital và chứa tối đa 2, 6, 10, 14 electron.
Đang học