Chương 1_Cấu tạo nguyên tử - Atom Structure

GV: TS. Đặng Văn Hân
Office: 112B2 or 804H3 Building
Email: dvhan@hcmut.edu.vn
Chương 1
Cấu tạo nguyên tử
Khoa Kỹ thuật Hoá Học
Bộ môn Công nghệ Hoá Vô Cơ
Hoá Đại Cương

2
Nội dung
1. Thuyết cấu tạo nguyên tử:
1.1. Cổ điển
1.2. Mô hình Bohr
1.3. Cơ học lưỡng tử
2. Phương trình sóng Schrodinger
3. Các số lượng tử cho trạng thái electron trong nguyên tử
4. Orbital nguyên tử và hình dạng
5. Trạng thái electron trong nguyên tử nhiều electron:
5.1. Hiệu ứng chắn và xâm nhập
5.2. Quy luật phân bố electron
5.3. Cấu hình electron

3
Thuyết cấu tạo nguyên tử
 Những nguyên tử của cùng một nguyên tố sẽ có cùng một khối
lượng, cấu trúc và tính chất hóa học;
 Các hợp chất được hình thành khi có sự kết hợp của các nguyên
tử khác nhau với tỉ lệ xác định;
Dalto
n
1983
Thom
pson
1904
Ruthe
rford
1911
Bohr
1913
Schro
dinger
1926
Thuyết cấu tạo nguyên tử Dalton
John Dalton:
Năm 1803, Dalton đưa ra học thuyết nguyên tử dựa trên 2 định luật
bảo toàn khối lượng và thành phần không đổi như sau:
 Tất cả các vật chất đều được tạo thành từ các nguyên tố hóa học;
 Mỗi nguyên tố hóa học được cấu tạo từ các hạt không thể phân
chia được gọi là nguyên tử. Nguyên tử không thể được tạo ra hay
phá hủy trong quá trình biến đổi hóa học;

4
Sự khám phá ra electron
Dalto
n
1983
Tho
mpso
n
1904
Ruth
erfor
d
1911
Bohr
1913
Schro
dinge
r
1926
Thiết bị đếm giọt dầu
Khối lượng e-:
9.11 x 10-28
g
Thí nghiệm của
R. Millikan - Tia âm cực sẽ bị lệch phương theo hướng
giống với các hạt mang điện tích âm trong
môi trường điện trường hay từ trường.
Thí nghiệm của J.J, Thompson
Khi nguồn điện nối 2 điện cực trong ống chân
không:
- Dòng tia âm cực truyền từ cực âm (cathode)
đến cực dương (anode) và bắn vào màn
huỳnh quang theo phương thẳng.

5
Dalto
n
1983
Thom
pson
1904
Ruthe
rford
1911
Bohr
1913
Schro
dinger
1926
Mô hình nguyên tử của Thompson (Plum pudding):
- Tất cả các nguyên tử trung hòa về điện. Tổng điện
tích dương (+)
= Tổng điện tích âm (-)
.
- Điện tích (+)
phân bổ đều trong toàn bộ thể tích
nguyên tử và các electron điện tích âm (-)
chuyển
động xung quanh các điện tích (+)
đó.
Năm 1904, Thompson cho rằng các electron giống như các quả mận nằm
trong bánh pudding tích điện dương.
Thuyết cấu tạo nguyên tử Thompson
J.J, Thompson (1896):

6
Các hạt alpha (α), beta (β), và tia gamma (γ)
- Hạt alpha (α): mang 2 điện tích dương
có cùng khối lượng và năng lượng
giống như hạt nhân He.
- Hạt Beta (β): mang điện tích âm, có
tính chất giống với electron.
- Tia gamma (γ): không bị ảnh hưởng
bởi điện từ trường. Không được tạo
thành từ các hạt mà có dạng bức xạ
điện từ với năng lượng cao.
3 dạng bức xạ được xác định khi tia
phóng xạ tương tác với môi trường điện
hay từ trường:
Thí nghiệm Rutherford và Vilard:

7
Các hạt Proton
Thí nghiệm Rutherford (1909):
Khi bắn phá 1 lớp mỏng vàng bằng
các hạt α sẽ xảy ra hiện tượng:
- Phần lớn các hạt xuyên qua và không
bị chệch hướng;
- Một số nhỏ hạt bị lệch hướng khi tiếp
xúc gần với điện tích (+);
- Một số nhỏ hạt bị phản ngược lại
hướng ban đầu.
 Thể tích nguyên tử chứa một khoảng lớn không gian trống;
 Hạt nhân có Vnhỏ, có các hạt điện tích dương được gọi là
proton nằm trung tâm của nguyên tử.

8
Các hạt Neutron
Thí nghiệm James Chadwick:
Tia bức xạ từ Be gồm các hạt không mang điện với mn ~ mp và có
nguồn gốc từ hạt nhân nguyên tử được gọi là neutron.

9
Dalto
n
1803
Tho
mpso
n
1904
Ruth
erfor
d
1911
Bohr
1913
Schro
dinge
r
1926
Thuyết cấu tạo nguyên tử Rutherford
Rutherford:
Cấu tạo nguyên tử:
- Các electron mang điện tích (-)
, khối lượng rất
nhỏ, chiếm vùng không gian trống và xoay quanh
hạt nhân;
- Hạt nhân có khối lượng gần bằng nguyên tử gồm
các hạt proton (+)
và neutron (không mang điện)
liên kết với nhau bằng lực tương tác hạt nhân.
- Nguyên tử trung hòa về điện.

10
Thông số các hạt electron, proton và neutron
Tên Ký hiệu Điện tích Khối lượng (g) Vị trí
Electron
(điện tử)
e- -1
(-1.6 x 10-19
C)
9.11 x 10-28
5.5e-4 amu
Đám mây
điện tích
Proton p+ +1
(-1.6 x 10-19
C)
1.67 x 10-24
1amu
Hạt nhân
Neutron n 0
1.67 x 10-24
1amu
Hạt nhân
 Ngoài đơn vị gram, đơn vị khối lượng nguyên tử được tính theo đơn vị C (dvC),
1 amu = 1.67 × 10-24
grams.

11
Nguyên tố
𝑋
𝑍
𝐴
Xác định:
- Số điện tích electron và hạt nhân, số proton
và neutron;
- Số electron = số proton
- Khối lượng nguyên tử;
- Vị trí nguyên tử đó trong bảng tuần hoàn.
Số khối = np + nn
Số hiệu ngtử = ne = np
- Z = 17; ne = np = 17;
- A= 35 → nn = 35 – 17 = 18; MCl = 35 đvC;
- Vị trí ô của Cl = 17.
𝐶𝑙
17
35
Ví
dụ:

12
Đồng vị
 Khái niệm: là sự biến thể của 1 NTHH trong đó hạt nhân nguyên tử có cùng
số proton nhưng khác nhau về số neutron dẫn đến số khối khác nhau
Ví dụ:
Đồng vị
bền
Đồng vị
phóng xạ
Tên gọi: Tên nguyên tố-số khối
Đồng vị bền Đồng vị
phóng xạ
Cacbon-12 Cacbon-13 Cacbon-14
𝐶
6
12
𝐶
6
13
𝐶
6
14

13
Tính khối lượng nguyên tử
Mỗi đồng vị có mỗi khối lượng riêng, do đó khối lượng trung bình nguyên
tử được tính bằng khối lượng phần trăm của các đồng vị nguyên tố đó.
Khối lượng nguyên tử trung bình:
n
n
n
x
x
x
x
x
M
x
M
x
M
x
M
M









...
...
3
2
1
3
3
2
2
1
1
M𝑂=
16∗99.762+17∗0.038+18∗0.200
99.762+0.038+0.200
=𝟏𝟔 .𝟑𝟒𝟑𝟐 đ 𝒗𝑪
Oxygen 16
O (99.762 %), 17
O (0.038 %) and 18
O (0.200 %)
 Khối lượng nguyên tử Oxygen (đvC)?
Ví dụ:

14
Cấu trúc điện tử của nguyên tử
 Các nguyên tử tương tác với nhau thông qua các
điện tích ở vỏ ngoài của chúng;
 Sự sắp xếp các electron trong nguyên tử được
gọi là cấu trúc điện tử;
 Cấu trúc nguyên tử bao gồm:
Số electron trong nguyên tử;
Vị trí các electron;
Năng lượng electron.

15
Sóng điện từ
 Các thông số cơ bản:
Bước sóng (λ): khoảng cách giữa 2 peak cạnh nhau;
Tần số (ν): chu kỳ dao động trong 1đv thời gian:
ν = c/λ; (1 s-1
= 1 Hz);
Khái niệm: Sự dao động điện trường và từ trường vuông góc với nhau dạng
sóng mang năng lượng và truyền trong chân không với vân tốc = vận tốc ánh
sáng (c 3x108
m.s-1
)
 Năng lượng (E): E = hν = hc/λ
Với: h là hằng số Planck (6.626  10-34
J.s)
và 1 eV = 1.6 x 10-19
J

16
Quang phổ sóng điện từ
A continuous spectrum of all wavelengths
Lưu ý: Bước sóng càng ngắn thì tần số càng lớn

17
Quang phổ nguyên tử
 Quang phổ liên tục
Phổ liên tục là một dải màu từ đỏ đến tím nối liền nhau một cách liên tục
tương ứng với các bước sóng ánh sáng trắng

18
 Quang phổ vạch phát xạ
Quang phố vạch phát xạ gồm các vạch sáng trên
một quang phổ khi nguyên tử bị kích thích và phát
xạ ra các bước sóng ứng với màu sắc tương ứng.

19
Bán kính và năng lượng của các quỹ đạo electron
𝒓 =
𝑛2
h2
4 𝜋
2
𝑚𝑒
2
𝟎.𝟓𝟐𝟗𝒏
𝟐
(Å )
E (eV)
Ví dụ:
n = 1 → E1 = -2.179x10-
18
(J)
n = 2 → E2 = -5.448x10-
19
(J)
n = 3 → E3 = -2.421x10-19
ΔE21 = 1.634 x 10-18
(J)
→ λ =
ΔE32 = 3.027 x 10-19
(J)
→ λ =

20
Quang phổ vạch phát xạ
Mỗi nguyên tố được đặc trưng bởi các quang phổ vạch tương ứng
Kỹ thuật này dùng để định tính các nguyên tố hóa học

21
Thuyết cấu tạo nguyên tử Dalto
n
1803
Tho
mpso
n
1904
Ruth
erfor
d
1911
Bohr
1913
Schro
dinge
r
1926
Năm 1913, Bohr đưa ra thuyết nguyên tử mới dựa trên sự phối hợp
mô hình nguyên tử của Rutherford và thuyết lượng tử ánh sáng của
Planck gồm 3 tiên đề chính sau:
-Electron quay xung quanh hạt nhân với quỹ tròn
đồng tâm nhất định được gọi là các quỹ đạo dừng;
-Khi quay trên các quỹ đạo này, các electron có
năng lượng xác định và không phát ra năng
lượng điện từ;
E =
-Năng lượng chỉ hấp thụ và phát ra khi electron
chuyển từ quỹ đạo dừng này sang quỹ đạo dừng khác
và bằng hiệu số năng lượng của electron ở Eđ và Ec.
Thuyết cấu tạo nguyên tử Bohr

22
Nhược điểm mô hình nguyên tử Bohr
 Không giải thích tại sao các electron chỉ xác định được vị trí của e khi di
chuyển trên quỹ đạo;
 Không giải thích được các đặc trưng quang phổ quan trọng như cường độ
và độ bội của các vạch quang phổ;
 Chỉ đúng cho quang phổ hydro hay các ion có 1 electron (He+
, Li2+
);
 Không phù hợp tính toán năng lượng của electron với các nguyên tử
nhiều electron;
 Electron không được mô tả hoàn toàn như các hạt vi mô (tính chất
sóng).

23
1. Ba luận điểm cơ bản về sự chuyển động các hạt vi mô:
 Tính chất sóng - hạt của hạt vi mô;
 Nguyên lý bất định Heisenberg;
 Phương trình sóng Schrodinger.
Thuyết cơ học lượng tử Dalto
n
1803
Tho
mpso
n
1904
Ruth
erfor
d
1911
Bohr
1913
Schro
dinge
r
1926
2. Trạng thái của electron trong nguyên tử một electron;
3. Trạng thái của electron trong nguyên tử nhiều electron;
4. Các số lượng tử.

24
Ba luận điểm cơ bản


m
h
 Tính chất hạt
Tính chất sóng
Louis de Broglie
(1892 – 1987)
Theo các phương trình Einstein và Planck, Mọi hạt vật chất có
khối lượng m, tốc độ v sẽ truyền đi với bước sóng λ bởi hệ thức
1. Tính chất sóng – hạt của hạt vi mô
Ví dụ:
- Electron có me = 9.1x10-28
g, v 6 x105
m/s → λ 100 nm
- Quả bóng có m = 200 g, v = 30 m/s → λ ( 10-39
nm) → không có t/c sóng
Các vật vi mô như electron thể hiện đồng thời lưỡng tính chất sóng và hạt.

25
2. Hệ thức bất định
Werner Heisenberg
(1901 – 1976)
Không thể xác định đồng thời chính xác cả vị trí lẫn tốc độ của
hạt vi mô:
Δ 𝑥 . Δ𝑣𝑥 ≥
h
2𝜋 𝑚
Ví dụ: Electron có me = 9.1 x 10-28
g, Δx 10-10
m → Δvx 6.6 x 106
m/s
Kết luận: Không thể xác định vị trí chính xác vị trí của các hạt
electron mà chỉ có thể biết xác suất có mặt của nó tại điểm đã cho
trong không gian.

26
Electrons là các hạt vi mô chuyển động xung quanh hạt
nhân và có bản chất tính sóng – hạt.
Vậy, tại sao phương trình Schrodinger có thể mô tả cấu trúc
nguyên tử?
1. Schrödinger Eq. bao hàm cả các thông số sóng và hạt của hạt vi mô.
2. Giải p/t sóng cho chúng ta biết:
 Hình dáng kích thước các oribital nguyên tử;
 Bình phương hàm song (2
) thể hiện xác suất tìm thấy electron và mật
độ electron trong nguyên tử.
3. Phương trình sóng Schrodinger

27
Phương trình sóng Schrodinger
Mô tả sự chuyển động của hạt vi mô trong trường thế năng ở trạng thái dừng:
  0
8
2
2
2
2
2
2
2
2
















V
E
h
m
z
y
x
Với:
Ψ - hàm sóng mô tả sự chuyển động của hạt có tọa độ (x,y,z);
E - năng lượng toàn phần;
V - thế năng của hạt vi mô có tọa độ (x,y,z);
Ψ2
- mật độ xác suất có mặt hạt vi mô có tọa độ (x,y,z);
Ψ2
dv – mật độ sác xuất của hạt vi mô trong phần thể tích dV=dx.dy.dz
2
(x,y,z).dV = 0,01 có nghĩa là:
Cứ 100 lần ghi nhận sẽ có 1 lần electron có mặt trong thể tích
dV của ngtử.

28
Phương trình sóng Schrodinger
Điều kiện chuẩn hóa hàm sóng: ∫
− ∞
+∞
Ψ (𝑥 , 𝑦 ,𝑧 )
2
𝑑𝑉 =1
Tọa độ Descartes Tọa độ cực
x
M
o
Giải phương trình sóng:
Với:
x = rsincosφ; y = rsinsinφ; z =
rcos.
Ψ(r,,φ) = R(r))Φ(φ)
Hàm xuyên tâm
R(r) = f1(n,l)
Hàm góc
) = f1(l,ml)
Φ(φ) = f2(ml)
 Phương trình sóng Schrödinger chỉ giải được chính xác cho trường hợp
nguyên tử hydro và ion có một electron. Đối với các nguyên tử nhiều điện tử
phải giải gần đúng.

29
Trạng thái e-
trong ngtử một e-
(H, He+
, …)
0
4
8
0
2
2
2
2
2
2
2
2
2























r
e
E
h
m
z
y
x 

Phương trình sóng Schrodinger đối với nguyên tử Hydro
KẾT QUẢ: )
,
(
Y
).
r
(
R
)
,
,
r
( m
,
,
n
m
,
,
n 




 
 


→ Sự chuyển động của e-
trong nguyên tử H được xác định 3 số lượng tử với:
n = 1, 2, ...; ℓ = 0,1,..(n-1); mℓ = - ℓ,…,0,.,+ ℓ
nguyên tử hydro
ion dạng hydro: 2He+
, 3Li2+
, …

30
 Trạng thái e-
trong nguyên tử: Electron có thể có mặt ở bất kỳ điểm
nào với xác suất khác nhau tạo thành vùng không gian bao quanh hạt nhân
được gọi là đám mây electron.
Khả năng tìm thấy 1 e-
trong nguyên tử H ở
trạng thái cơ bản
 Orbital nguyên tử (AO): vùng không gian quanh hạt
nhân trong đó xác suất có mặt của electron khoảng 90%,
đặc trưng bởi 3 số lượng tử n, l và ml → mô tả kích thước,
hình dáng và sự định hướng trong không gian.
- R(r) → Kích thước trung bình AO;
- Y(θ,φ) → Hình dạng AO.
Trạng thái e-
trong ngtử một e-
(H, He+
, …)

31
Ba số lượng tử từ phương trình Schrodinger
1. Số lượng tử chính, n
2. Số lượng tử phụ, l
3. Số lượng tử từ, ml
Sự chuyển động e-
trong nguyên tử đặc trưng bởi 3 số
lượng tử:

32
Các số lượng tử và ý nghĩa
1. Số lượng tử chính n (số lớp
electron)
n = 1, 2, 3, 4, 5, ..., : số nguyên dương
 Các electron có cùng giá trị n sẽ thuộc cùng một lớp electron
n 1 2 3 4 5 6 7
Lớp
electron
K L M N O P Q
 Xác định trạng thái năng lượng electron trong ng/tử:
E (eV) n ↑ → E ↑
 Xác định kích thước đám mây trung bình của electron trong nguyên tử:
r n ↑ → r ↑

33
2. Số lượng tử phụ, ℓ
ℓ = 0, 1, 2, 3, 4, ..., n-1
Cứ mỗi giá trị n có n giá trị ℓ (n > l)
Số electron tối đa trong phân lớp 2(2ℓ+1)
 Các e-
có cùng giá trị n & l sẽ tạo thành một phân lớp electron có En,l
ℓ 0 1 2 3 4 5
Phân lớp s p d f g h
Max. e-
2 6 10 14 18 22
Ký hiệu phân lớp: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, 4s, 4p, 4d, 4f, ….
2(2l+1)
 Ý nghĩa: Xác định hình dạng và tên orbital nguyên tử (AO);
n = 1 ℓ = 0

34
 Tên và hình dạng các orbital nguyên tử
ℓ = 0  orbital s: hình quả
cầu
ℓ = 3  orbital f: tổng
s: sharp
p: principal
d: diffuse
f: fundamental
ℓ = 1  orbital p: hai quả
cầu
ℓ = 2  orbital d: bốn quả
cầu

35
3. Số lượng tử từ (ml)
ml = 0, ±1, ±2, ±3, ±4, ..., ±l Cứ mỗi giá trị l có (2l+1) giá trị ml)
Xác định sự định hướng quỹ đạo các AO trong không gian dưới tác
dụng từ trường ngoài;
Xác định số AO trong một phân lớp (n,l) = 2l+1
-1 0 +1
-2 -1 0 +1 +2
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
Ví dụ: ℓ = 0  ml = 0  có 1 orbital s 
ℓ = 1  ml = -1,0,+1  có 3 orbital p 
ℓ = 2  ml = -2, -1, 0, +1, +2  có 5 orbital d 
ℓ = 3  ml = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3  có 7 orbital f 

36
 Trong lớp vỏ thứ nth
 Số AO tối đa = n2  Số electron tối đa = 2n2
 Trong phân lớp thứ lth
 Số AO tối đa = (2l+1)  Số electron tối đa = 2(2l+1)
Ví dụ. Xác định số electron và số lượng tử chính n của lớp vỏ L và N:
a) L:18 e, n = 3; N: 32 e, n = 4 b) L: 8 e, n = 2; N: 32 e, n = 4
c) L: 8 e, n = 2; N: 18 e, n = 3. d) L: 18 e, n = 3; N: 32 e, n = 5

37
Orbital s
 Tất cả các orbital s có dạng hình cầu.
 Nút là vùng không gian có xác xuất tìm thấy
electron là 0. Số lượng nút tăng khi n tăng
 Đối với Orbital s, số lượng nút = n - 1
 l = 0 → ml = 0 → phân lớp s có 1 orbital s
Lưu ý: Trong cùng nguyên tử
Kích thước: r1s < r2s < r3s
Năng lượng: E1s < E2s < E3s

38
Orbital p
 l = 1 → ml = 0, ±1 → phân lớp p có 3 orbital p
mℓ = ± 1 mℓ = ± 0
Sự phân bố
electron trên
orbital p
 Orbital p dạng hình số 8;
 3 orbital px, py, pz nhận trục x,
y, z làm trục đối xứng và e-
cực
đại tương ứng trên các trục;
 Mật độ e-
= 0 nằm trên phẳng
phản đối xứng;

39
Orbital d
 l = 2 → ml = 0, ±1, ±2 → phân lớp d có 5 orbital d
mℓ = 0
mℓ =1
m
ℓ
=

2
+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
- -
-
-
-

40
Orbital d
3 orbital d có O làm tâm đối xứng và nằm trên đường phân giác
của các trục x-, y- and z-, tương ứng.
Ví dụ: Orbital dxy: Lấy O làm tâm đối xứng, 4 cánh hoa của orbital d nằm trên
đường phân giác chính của mặt phẳng XOY

41
Orbital d
Obtital : có O làm tâm đối
xứng và nằm trên 2 trục ox và
oy.
Obtital : có O làm tâm đối
xứng và nằm trên trục oz.
𝑑𝑧 2

42
Orbital f
 l = 3 → ml = 0, ±1, ±2, ±3 → phân lớp f có 7 orbital f

43
3. Số lượng tử spin (ms)
Xác định trạng thái chuyển động riêng của electron;
 Không làm ảnh hưởng chuyển động AO.
 Quy ước:
ms = +1/2: Quay thuận chiều kim đồng hồ của
e-
;
 Giá trị: ms = ±1/2
↑ ↓
Theo cơ học cổ điển, một cách gần đúng
xem electron tự quay quanh trục riêng của nó.
ợng

44
 Nhận xét
Trạng thái của electron trong nguyên tử được xác định thông qua các số
lượng tử từ nghiệm phương trình sóng Schrodinger:
n ℓ mℓ ms
Lớp electron
Phân lớp e
AO Spin
Trạng thái electron
4 số lượng tử (n, l, ml, ms) xác định
hoàn toàn trạng thái (kích thước, năng
lượng, hình dạng và chuyển động)
của electron trong nguyên tử.
Ký hiệu:
3p6
Số e-
trong
lớp orbital
Dạng
orbital
Lớp hay mức
năng lượng

45
VD. 1: Chọn tất cả các bộ ba số lượng tử được chấp nhận trong các bộ sau:
1) n = 4, ℓ = 3, mℓ = -3 2) n = 4, ℓ = 2, mℓ = +3
3) n = 4, ℓ = 1, mℓ = 0 4) n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0
a) 1, 3, 4 b) 1, 4 c) 2, 3, 4 d) 3, 4
VD. 2: Tên gọi đúng AO của các cặp số lượng tử n = 5, ℓ = 2; n = 4, ℓ = 3; n = 3, ℓ = 0:
a) 5d, 4f, 3s b) 5p, 4d, 3s c) 5s, 4d, 3p d) 5d, 4p, 3s
VD. 3: Cần tối thiểu bao nhiêu số lượng tử để mô tả Orbital 3px:
a) n, ℓ, và mℓ b) n và mℓ
c) ℓ và mℓ d) n, ℓ, mℓ, ms

46
Trạng thái e-
trong ngtử nhiều e-
Đ/v ngtử nhiều e-
: lực hút + lực đẩy giữa e-
vs. hạt nhân
Hình dạng các AO cũng tương tự các AO của Hydro.
Hình thành hiệu ứng chắn và xâm nhập trong ngtử;
Trạng thái năng lượng của e-
phụ thuộc vào cả n và l.
Giống như Hydro, trạng thái e-
cũng được
xác định hoàn toàn bằng 4 số lượng tử n, l,
ml, ms;

47
Hiệu ứng chắn và xâm nhập
Hiệu ứng chắn (S): Đặc trưng cho
tương tác đẩy của các lớp e-
tạo
màn chắn làm suy yếu lực hút của
hạt nhân với e-
bên ngoài.
Hiệu ứng xâm nhập (P): Ngược
với (S) - đặc trưng cho khả năng
đâm xuyên của các e-
lớp ngoài vào
lớp trong để xâm nhập vào nhân.
Tác dụng
chắn
Bị chắn
Nhận xét:
Electron có (n + ℓ) → bị chắn  và
khả năng xâm nhập vào nhân ↓ → bị hạt
nhân hút yếu (Z*
↓) → En,ℓ 
Quy tắc Kleshkovski: E (n + ℓ)

48
Quy luật phân bố electron
4 số lượng tử: n, l, ml, ms
Sự sắp xếp e-
trong nguyên
tử nhiều e-
Quy luật phân bố electron:
 Nguyên lý vững bền – quy tắc Kleshkovski;
 Nguyên lý ngoại trừ Pauli;
 Quy tắc Hund

49
Quy luật sắp xếp các electron
 Nguyên lý vững bền – quy tắc Kleshkovski
Nguyên lý vững bền: Trạng thái bền vững
nhất của e-
trong nguyên tử là trạng thái có
năng lượng thấp nhất.
→ e-
sẽ sắp xếp vào các năng lượng từ thấp → cao.
Nguyên tắc Kleshkowski:
 Điền e-
vào các phân lớp có (n+l) tăng dần;
 Khi (n+l) bằng nhau thì điền e-
vào lớp n tăng dần.
→ 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s E

50
Quy tắc Kleshkovski
Phân lớp: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d
(n + ℓ) 1 2 3 4 5 6 7 8 E
Ví dụ:
 Oxygen (O) có Z = 8
⇢ 1s2
2s2
2p4
 Titanium (Ti) có Z = 22
⇢ 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d2

51
Nguyên lý loại trừ Pauli
  
Căp electron Electron độc thân
W. E. Paul
(1900 -1958)
Trong một nguyên tử không thể tồn tại hai electron có cùng
giá trị của bốn số lượng tử n, ℓ, mℓ và ms.
 Một AO được xác định bởi bộ 3 số lượng tử (n, ℓ, mℓ) chỉ có
thể chứa tối đa 2 electron có spin ngược dấu.
 
3s2
 
Ví dụ:
n = 3
ℓ = 0
mℓ = 0
ms = +1/2
n = 3
ℓ = 0
mℓ = 0
ms = -1/2

52
Quy tắc Hund
Friedrich Hund
Trạng thái bền của nguyên tử, electron trong cùng phân lớp
phải phân bố sao cho giá trị tuyệt đối của tổng spin đạt cực đại
hay số e-
độc thân là tối đa.
Mỗi AO sẽ có 1 e-
spin dương ms = +1/2 (↑) xếp trước và sau đó ghép
đôi e-
thứ hai spin âm ms = -1/2 (↓) vào sau.
C
6
1 2
→ Z = 6 → 1s2
2s2
2p2
→ ↑↓
1s2
↑↓
2p2
↑ ↑
-1 0 +1
-1 0 +1
Ví dụ:
↑↓
2s2

53
Quy tắc Hund
Áp dụng: Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản nào đúng với
nguyên tử Oxygen (Z=8 )

54
Cấu hình electron nguyên tử
 Các bước xác định cấu hình
B1: Viết phân bố e- theo mức năng lượng - En (quy tắc Kleshkowski);
B2: → Viết cấu hình electron - E-
theo lớp tăng dần n↑;
B3: Điền các e-
vào các AO theo quy luật sắp xếp e- (nguyên lý vững bền,
loại trừ Pauli và Hund).
Ví dụ:
→ Z = 7 → En: 1s2
2s2
2p3
→ ↑↓
1s2
↑↓
2s2
𝑁
7
14
1. ↑ ↑ ↑
-1 0 +1
2p3

55
Cấu hình electron nguyên tử
→ Z = 22 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d2
→ E-
: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d2
4s2
𝑇𝑖
22
48 Phân lớp ngoài cùng
(có n = max): 4s
Phân lớp cuối cùng (En,l = max)
→ họ nguyên tố: d
Electron hóa trị (phân lớp cuối
cùng và lớp ngoài cùng): 3d2
4s2
↑↓
1s2
↑↓
2s2
↑↓ ↑↓ ↑↓
-1 0 +1
2p6
↑↓
3s2
↑↓ ↑↓ ↑↓
-1 0 +1
3p6
↑↓
4s2
↑ ↑
-2 -1 0
3d2
+1 +2

56
Cấu hình ions
C/h e-
cation Mn+
: Ngtử M Cation Mn+
C/h e-
anion Xn-
: Ngtử X Anion Xm-
Cộng cuối
Trừ ngoài
Ví dụ:
𝐹𝑒
26
56
→ Z = 26 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6
Fe2+
→ En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d6
Fe3+
→ En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
𝐶𝑙
17
35
→ Z = 26 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
Cl1-
→ En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d2
4s2
Phân lớp ngoài cùng: 4s
Phân lớp ngoài cùng: 3d

57
Cấu hình ions
Ví dụ 1: Nguyên tử hay ion nào có cấu hình electron lớp vỏ ngoài cùng
là 3s2
3p6
:
a) X (Z = 17) b) X (Z = 19) c) X-
(Z = 17) d) X+
(Z = 20)
Ví dụ 2: Cấu hình electron của ion Cu2+
(Z = 29) ở trạng thái cơ bản là:
a) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d9
4s0
b) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d7
4s2
c) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d8
4s1
d) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s0

58
Cấu hình bán bão hòa – bão hòa
Bán bão hòa: ns2
(n-1)d4
→ ns1
(n-1)d5
Bão hòa: ns2
(n-1)d9
→ ns1
(n-1)d10
𝐶𝑟
24
52
1.
→ Z = 24 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d4
(không bền)
→ En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d5
(bền)
E-
: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d5
4s1
𝐶𝑢
29
64
2. → Z = 29 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d9
(không bền)
→ En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d10
(bền)
E-
: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s1

59
Xác định bộ số lượng tử từ cấu hình đã biết
1. Tìm 4 số lượng tử của: 2p5
 Sử dụng:
Nguyên lý bền vững – quy tắc
Kleshkowski;
Nguyên lý loại trừ Pauli;
Quy tắc Hund.
Số lớp (n) Orbital (l)
Số e-
↑↓ ↑↓ ↑
-1 0 +1
2p5 Điện tử
cuối cùng
ml = 0
ms = -1/2
(n,l,ml,ms) = (2,1,0,-1/2)
2. Tìm 4 số lượng tử của: 3d4
→ ↑ ↑ ↑
-2 -1 0
3d4
↑
+1 +2
3d7
→ ↑↓ ↑↓ ↑
-2 -1 0
3d7
↑ ↑
+1 +2
(n,l,ml,ms) = (3,2,-1,-1/2)
(n,l,ml,ms) = (3,2,+1,+1/2)

60
3. Tìm 4 số lượng tử của 33As có E(n,l) = max
Z = 33 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p3
→ Emax = 4p3
→ ↑ ↑
-1 0 +1
2p3
↑
(n,l,ml,ms) = (4,1,+1,+1/2)
4. Tìm 4 số lượng tử e-
phân lớp ngoài cùng của 26Fe
Z = 26 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6
→ nmax = 4s2
→ ↑↓
1s2
(n,l,ml,ms) = (4,0,0,-1/2)
5. Tìm 4 số lượng tử của e-
cuối cùng của 26Fe
Z = 26 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6
→ Emax = 3d6
→ ↑↓ ↑ ↑
-2 -1 0
3d6
↑ ↑
+1 +2
(n,l,ml,ms) = (3,2,-2,-1/2)
6. Tìm 4 số lượng tử của e-
thứ 18 của 26Fe
Z = 26 → En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d6
→ e18
= 3p6
→ ↑↓ ↑↓
-1 0 +1
↑↓
3p6
(n,l,ml,ms) = (3,1,+1,-1/2)
Xác định 4 số lượng tử từ cấu hình đã biết

61
Xác định tên nguyên tố từ 4 số lượng tử
BT4: Xác định tên nguyên tố từ các số lượng đã biết
1. Xác định nguyên tố có e-
cuối cùng là (n,l,ml,ms) = (3,2,0,-1/2)
Z = 28 → Nguyên tố: 28Ni
(n,l,ml,ms) = (3,2,0,-1/2)
n = 3
l = 2
ml = 0
ms = -1/2
→ 3d → ↑↓ ↑↓ ↑↓
-2 -1 0
→ 3d8
↑ ↑
+1 +2
En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d8
2. Xác định nguyên tố có e-
phân lớp ngoài cùng là (n,l,ml,ms) = (4,1,+1,+1/2)
n = 4
l = 1
→ 4p → ↑ ↑
-1 0 +1
↑
ml = 0 ms = +1/2
→ 4p3
En: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p3
Z = 33 → Nguyên tố: 33As

62
Tóm tắt Chương 1 – Cấu tạo nguyên tử
Orbital nguyên tử (AO): vùng không gian quanh hạt nhân trong đó xác suất có mặt của
electron > 90%, đặc trưng bởi 3 số lượng tử n, l và ml → mô tả kích thước, hình dáng và
sự định hướng trong không gian.
1. Số lượng tử chính n (số lớp electron)
n = 1, 2, 3, 4, 5, ..., : số nguyên dương
n 1 2 3 4 5 6 7
Lớp
electron
K L M N O P Q
Max
electron
2 8 18 32 50 - -
Trạng thái năng lượng electron
Kích thước đám mây của electron
Số max e: 2n2
Số AO: n2

63
2. Số lượng tử phụ, ℓ ℓ = 0, 1, 2, 3, 4, ..., n-1
ℓ 0 1 2 3 4 5
Phân lớp s p d f g h
Max. e-
2 6 10 14 18 22
Hình dạng AO
Tên AO
Số max e: 2(2l+1)
Số AO: (2l+1)
ℓ = 0  AO s: hình quả
cầu
ℓ = 1  AO p: hai số
ℓ = 2  AO d: bốn cánh
hoa

64
3. Số lượng tử từ, mℓ Hướng quỹ đạo các AO trong không gian dưới từ trường ngoài
-1 0 +1
-2 -1 0 +1 +2
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
Ví dụ: ℓ = 0  ml = 0  có 1 orbital s

ℓ = 1 
ml = -1,0,+1 
có 3 orbital p 
ℓ = 2 
ml = -2, -1, 0, +1, +2 
có 5 orbital d 
ℓ = 3 
ml = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 
có 7 orbital f 
 l = 0 → ml = 0 → phân lớp s có 1 orbital s

65
 l = 1 → ml = 0, ±1 → phân lớp p có 3 orbital p
mℓ = ± 1 mℓ = ± 0
Sự phân bố
electron trên
orbital p

66
 l = 2 → ml = 0, ±1, ±2 → phân lớp d có 5 orbital d
mℓ = 0
mℓ =1
m
ℓ
=

2
+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
- -
-
-
-

67
3. Số lượng tử spin (ms)
Xác định trạng thái chuyển động riêng của electron;
 Không làm ảnh hưởng chuyển động AO.
 Giá trị: ms = ±1/2
↑ ↓
Trong một lớp lượng tử n ta có:
 Số orbital tối đa = n2
 Số điện tử tối đa = 2n2
Trong một phân lớp (n,l) ta có:
 Số orbital tối đa = (2l+1)
 Số điện tử tối đa = 2(2l+1)

68
4 số lượng tử: n, l, ml, ms
Sự sắp xếp e-
trong nguyên
tử nhiều e-
Quy luật phân bố electron:
 Nguyên lý vững bền – quy tắc Kleshkovski;
 Nguyên lý ngoại trừ Pauli;
 Quy tắc Hund
(1 số k đúng đối với q/t Kleshkovski)

69
Ôn tập Chương 1
Câu 2: Chọn phương án đúng. Số electron tối đa và số lượng tử chính n của các lớp lượng tử L và N là:
A. Lớp L: 18e, n = 3; lớp N: 32e, n = 5. B. Lớp L: 8e, n = 2; lớp N: 32e, n = 4.
C. Lớp L: 18e, n = 3; lớp N: 32e, n = 4. D. Lớp L: 8e, n = 2; lớp N: 18e, n = 4.
Câu 3: Chọn phương án đúng. Chọn tất cả các tập hợp có thể tồn tại trong các tập hợp các số lượng tử sau:
1) n = 0, ℓ = 0, mℓ = 0. 2) n = 5, ℓ = 4, mℓ = 4 3) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +3. 4) n = 6, ℓ = 1, mℓ = 1.
A. 1,3. B. 2,3. C. Chỉ 2,4. D. 1,2,4
Câu 1: Chọn phát biểu ĐÚNG. Theo cơ học lượng tử:
A) Tất cả các orbital s đều có dạng khối cầu và có giá trị dương.
B) Orbital nguyên tử là bề mặt có mật độ electron bằng nhau của đám mây electron.
C) Orbital nguyên tử là quỹ đạo chuyển động của electron trong nguyên tử.
D) Orbital nguyên tử là hàm sóng mô tả trạng thái của electron trong nguyên tử được xác định bởi 4 số lượng tử: n, ℓ, mℓ
và ms.

70
Câu 4: Chọn phát biểu đúng. Theo cơ học lượng tử:
1) Các orbital nguyên tử dxy
có xác suất gặp electron cực đại dọc theo hai đường phân giác chính của mặt phẳng yOz.
2) Các orbital nguyên tử dyz
có xác suất gặp electron cực đại dọc theo hai đường phân giác chính của mặt phẳng xOz.
3) Các orbital nguyên tử dxz
có xác suất gặp electron cực đại dọc theo hai đường phân giác chính của mặt phẳng xOy.
4) Các orbital nguyên tử có xác suất gặp electron cực đại dọc theo các trục Ox và Oy.
5) Các orbital nguyên tử có xác suất gặp electron cực đại dọc theo trục Oz.
A. Tất cả B. Chỉ 1,2,3 C. Chỉ 4,5 D. Chỉ 1,2,5
Câu 5: Chọn phương án đúng. Ở trạng thái cơ bản, electron ở lớp ngoài cùng trong nguyên tử có Z = 48 được đặc
trưng bằng các số lượng tử:
A. n = 4, ℓ = 2, mℓ = –2, ms = +½ và –½. B. n = 4, ℓ = 2, mℓ = +2, chỉ ms = –½.
C. n = 5, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = +½ và –½. D. n = 5, ℓ = 0, mℓ = 0, chỉ ms = –½.
Câu 6: Chọn phương án đúng. Các ion có cấu hình electron giống ion 35Br
là:
A. 33As3+
; 34Se6+
; 38Sr. B. 33As5+
; 34Se6+
; 38Sr2+
. C. 33As3–
; 34Se4+
; 38Sr2+
. D. 33As3–
; 34Se2–
; 38Sr2+
.

71
Câu 7: Chọn phát biểu sai. Số lượng tử từ mℓ:
A. Cho biết số lượng AO trong một lớp lượng tử.
B. Đặc trưng cho sự định hướng của các AO trong không gian.
C. Số giá trị của mℓ phụ thuộc vào giá trị của ℓ.
D. Có giá trị nguyên bao gồm – ℓ , … , 0 , … , +ℓ.
Câu 8: Chọn phương án đúng. Cấu hình electron của ion 23V2+
ở trạng thái không bị kích thích là:
A. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d1
4s2
. B. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d3
4s2
.
C. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d2
4s1
. D. 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d3
.
Câu 9: Chọn phương án chính xác. Số orbital hóa trị của 6C là:
A. Chỉ 3AO hóa trị: 2px, 2py, 2pz B. Chỉ 1AO hóa trị: 2s
C. Chỉ 4AO hóa trị: 2s, 2px, 2py, 2pz D. 5AO hóa trị: 1s, 2s, 2px, 2py, 2pz

72
Câu 10: Chọn phương án đúng. Nguyên tử có 3 electron độc thân ở trạng thái cơ bản là:
A. 7N B. 8O C. 6C D. 9F
Câu 11: Chọn phương án đúng. Orbital 3px được xác định bởi các số lượng tử sau:
A. n , ℓ, mℓ, ms. B. Chỉ cần n, ℓ, mℓ. C. Chỉ cần ℓ, mℓ. D. Chỉ cần n, mℓ.
Câu 12: Chọn phát biểu sai. Theo cơ học lượng tử:
A. Số lượng tử phụ ℓ có các giá trị từ 0 đến (n  1).
B. Số lượng tử từ mℓ xác định số AO trong một phân lớp.
C. Số lượng tử chính n xác định kích thước của orbital nguyên tử.
D. Số lượng tử từ spin ms có các giá trị ±½.

73
Câu 13: Chọn phương án đúng. Cho biết số tối thiểu các số lượng tử để xác định orbital 1s.
A. n, ℓ, mℓ , ms B. Chỉ n C. Chỉ n, ℓ, mℓ D. Chỉ n, ℓ
Câu 14: Chọn phát biểu đúng. Orbital 2px của nguyên tử carbon có dạng hai khối cầu biến dạng tiếp xúc nhau, nghĩa là:
A. Khoảng cách của electron 2px đến hạt nhân carbon luôn luôn không đổi.
B. Xác suất phân bố của electron 2px theo trục x là lớn nhất.
C. Electron 2px chỉ di chuyển tại vùng không gian bên trong hai khối cầu ấy.
D. Quỹ đạo chuyển động của electron 2px có dạng hai khối cầu biến dạng tiếp xúc nhau.
Câu 15: Chọn trường hợp đúng. Số AO ứng với n = 5, l = 3; n = 4, l =2; n = 3, l = 0 lần lượt là:
A. 25, 16, 9 B. 1, 1, 1 C. 7, 5, 1 D. 5, 3, 1
Câu 16: Chọn trường hợp đúng. Số AO tối đa có thể có tương ứng 2py, 3dxy, 4d, n = 2 và n = 4 lần lượt là:
A. 2, 3, 4, 2, 4 B. 1, 1, 5, 4, 16 C. 3, 5, 1, 11, 9 D. 3, 1, 5, 4, 16

74
Câu 13: Chọn phương án đúng. Cho biết số tối thiểu các số lượng tử để xác định orbital 1s.
A. n, ℓ, mℓ , ms B. Chỉ n C. Chỉ n, ℓ, mℓ D. Chỉ n, ℓ
Câu 14: Chọn phát biểu đúng. Orbital 2px của nguyên tử carbon có dạng hai khối cầu biến dạng tiếp xúc nhau, nghĩa là:
A. Khoảng cách của electron 2px đến hạt nhân carbon luôn luôn không đổi.
B. Xác suất phân bố của electron 2px theo trục x là lớn nhất.
C. Electron 2px chỉ di chuyển tại vùng không gian bên trong hai khối cầu ấy.
D. Quỹ đạo chuyển động của electron 2px có dạng hai khối cầu biến dạng tiếp xúc nhau.
Câu 15: Chọn trường hợp đúng. Số AO ứng với n = 5, l = 3; n = 4, l =2; n = 3, l = 0 lần lượt là:
A. 25, 16, 9 B. 1, 1, 1 C. 7, 5, 1 D. 5, 3, 1
Câu 16: Chọn trường hợp đúng. Số AO tối đa có thể có tương ứng 2py, 3dxy, 4d, n = 2 và n = 4 lần lượt là:
A. 2, 3, 4, 2, 4 B. 1, 1, 5, 4, 16 C. 3, 5, 1, 11, 9 D. 3, 1, 5, 4, 16

75
Câu 18: Ion X2−
có cấu hình electron phân lớp cuối cùng là 3p6
. Vậy giá trị của 4 số lượng tử của electron CUỐI CÙNG
của nguyên tử X ở trạng thái cơ bản là (trong cùng phân lớp, quy ước electron điền vào các orbital theo thứ tự mℓ từ –ℓ
đến +ℓ và điền spin dương trước, âm sau):
A. n = 3, ℓ = 2, mℓ = –1, ms = +½ B. n = 3, ℓ = 2, mℓ = +1, ms = +½
C. n = 3, ℓ = 1, mℓ = -1, ms = –½ D. n = 4, ℓ = 1, mℓ = –1, ms = –½
Câu 19: Chọn dãy các ký hiệu phân lớp lượng tử đúng:
A. 2s, 7d, 4f, 3p, 4d B. 1s, 5d, 4s, 2p, 3f C. 5p, 3s, 4d, 2d, 1p D. 3g, 5f, 4p, 3d, 4s
Câu 20: Chọn phương án đúng. Chọn cấu hình elecrton của ion 29Cu2+
và ion 16S2-
trong các cấu hình sau:
1) 1s2
2s2
p6
3s2
3p6
4s2
3d7
2) 1s2
2s2
p6
3s2
3p6
4s1
3d8
3) 1s2
2s2
p6
3s2
3p6
4s0
3d9
4) 1s2
2s2
p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p1
5) 1s2
2s2
p6
3s2
3p6
6) 1s2
2s2
p6
3s2
3p2
A. 3 và 5 B. 1 và 5 C. 2 và 6 D. 4 và 5
Câu 17: Chọn phương án đúng. Xác định cấu hình electron hóa trị của nguyên tố có số thứ tự trong bảng hệ thống tuần
hoàn là 47.
A. 4d9
5s2
B. 4d10
5s2
5p1
C. 4d10
5p1
D. 4d10
5s1

76
Giải bài tập trong sách
BÀI TẬP CHƯƠNG 2 TRONG SÁCH
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
CÂU: 2.1; 2.2; 2.3; 2.5; 2.6; 2.7; 2.8; 2.10; 2.11; 2.12
 NỘI DUNG NÀY KHÔNG THI

Câu 2.13. Chọn tất cả các tập hợp các số lượng tử có thể tồn tại trong số sau:
1) n = 3, ℓ = 3, mℓ = +3. 2) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +2.
3) n = 3, ℓ = 1, mℓ = +2. 4) n = 3, ℓ = 0, mℓ = 0.
Tập họp bộ ba số lượng tử (n, ℓ, mℓ) phải thỏa mãn điều kiện sau:
n = 1, 2, 3, 4,.....∞
ℓ = 0, 1, 2, 3... (n-1). ℓ < n
mℓ = - ℓ, .....,0,.....,+ ℓ
Đáp án c) 2,4.

Câu 2.14. Chọn tập hợp các ký hiệu phân lớp lượng tử đúng.
a) 1s, 3d, 4s, 2p, 3f. b) 2p, 3s ,4d, 2d, 1p.
c) 3g, 5f, 2p, 3d, 4s. d) 1s, 3d, 4f, 3p, 4d.
Một phân lớp được xác định bởi 2 số lượng tử: n và ℓ trong đó n > ℓ .
ℓ 0 1 2 3 4 5
Tên phân lớp s p d f g h
Đáp án d
n=3 ℓ=3
n=1 ℓ=1
n=2 ℓ=2
n=3 < ℓ=4

a) Là vùng không gian quanh nhân bên trong đó có xác suất gặp electron ≥
90%.
Theo cơ học lượng tử thì khái niệm về quỹ đạo chuyển động của electron là không có ý nghĩa.
Câu 2.15. Chọn phát biểu đúng về orbital nguyên tử (AO):
Đ
b) Là quỹ đạo chuyển động của electron. S
c) Là vùng không gian bên trong đó các electron chuyển động. S
Vùng không gian nào?
Trong nguyên tử, vì xác suất có mặt của electron ở khắp mọi nơi trong lớp vỏ điện tử
 vùng không gian của cả lớp vỏ điện tử ( xác suất có mặt electron 100%)
d) Là bề mặt có mật độ electron bằng nhau của đám mây electron.
Xác định hình dạng AO
S
Đáp án a

1) Các orbital nguyên tử s có tính đối xứng cầu.
Câu 2.16. Chọn phát biểu đúng:

Đ
2) Các orbital nguyên tử pi có mặt phẳng phản đối xứng đi qua
tâm O và vuông góc với trục tọa độ i.






Đ
Đ
3) Các orbital nguyên tử pi có mật độ xác suất gặp electron cực đại
dọc theo trục tọa độ i.
4) Các AO d nhận tâm O của hệ tọa độ làm tâm đối xứng. Đ
Đáp án d)1,2,3,4.

d) AO p chỉ có dấu (+) ở cả hai vùng không
gian.
Câu 2.17. Chọn câu đúng. Dấu của hàm sóng được biểu diễn trên hình
dạng của các AO như sau:
a) AO s chỉ mang dấu (+). Đ
S

b) AO s có thể mang dấu (+) hay dấu (–).
c) AO p có dấu của hai vùng không gian
giống nhau (cùng mang dấu + hoặc dấu –).
+
-
+
+
-
-
S
S
Đáp án a

Câu 2.18. Chọn phát biểu đúng.
Orbital 1s của nguyên tử H có dạng hình cầu nghĩa là:
a) Khoảng cách của electron này đến hạt nhân nguyên tử H luôn không đổi.
c) Electron 1s chỉ di chuyển bên trong khối cầu này. S
S
Khi chuyển động trong nguyên tử, electron có thể có mặt ở bất kỳ điểm nào với
xác suất khác nhau, nên khoảng cách của electron đến hạt nhân thay đổi.
b) Xác suất tìm thấy electron 1s giống nhau ở mọi hướng trong không gian.

Đ
Trong khối cầu này (AO 1s) xác suất có mặt của electron ≥ 90%
d) Electron 1s chỉ di chuyển trên bề mặt khối cầu này.
Xác suất có mặt của electron 1s có thể ở bất kỳ điểm nào trong
quả cầu này.
S
Đáp án b

Câu 2.19. Chọn câu đúng. Trong cùng một nguyên tử:
1) Orbital 2s có kích thước lớn hơn orbital 1s.
S
Đ
Số lượng tử chính n càng lớn thì kích thước AO càng lớn.
2) Orbital 2px có mức năng lượng thấp hơn orbital 2py.
Trong cùng một phân lớp lượng tử (n, ℓ), các AO có năng lượng bằng nhau.
Phân lớp 2p: E(2px) = E(2py) = E(2pz)
Phân lớp 3d: E(3dxy) = E(3dxz) = E(3dyz) = E(3dx2 –y2) = E(3dz2)
3) Orbital 2pz có xác xuất phân bố e lớn nhất trên trục z. Đ
4) Orbital 3dxy có xác suất phân bố e lớn nhất trên trục x và y.
AO 3dxy
AO 3dxy có xác suất phân bố e lớn nhất trên hai đường phân giác
chính của mp xoy.
S
5) Phân lớp 4f có khả năng chứa số electron nhiều nhất trong
lớp e thứ 4.
Lớp lượng tử thứ 4 (n = 4) có 4 phân lớp: 4s , 4p , 4d , 4f
Số electron tối đa trong phân lớp = 2.(2 ℓ +1): 2 6 10 14
Đ
Đáp án c) 1,3,5.

Câu 2.20. Chọn câu sai. Trong cùng một nguyên tử:
1) Năng lượng của orbital 2px khác năng lượng của orbital 2pz vì chúng
định hướng trong không gian khác nhau.
Trong cùng phân lớp (n, ℓ), năng lượng các AO bằng nhau (E(2px) = E(2pz)), không phụ
thuộc vào số lượng tử m ℓ tức không phụ thuộc vào sự định hướng trong không gian.
S
2) Năng lượng của orbital 1s của 8O bằng năng lượng của orbital 1s của 9F.
Điện tích hạt nhân nguyên tử (Z) có ảnh hưởng rất lớn đến các phân mức năng lượng.
Khi Z tăng thì năng lượng: Ens giảm; Enp giảm chậm hơn ns  E1s( 8O) > E1s( 9F)
S
3) Năng lượng của các phân lớp trong cùng một lớp lượng tử của nguyên
tử hydro thì khác nhau.
Trong H và các ion có 1 e, năng lượng e chỉ phụ thuộc vào số lượng tử chính n
nên trong cùng một lớp lượng tử (n) năng lượng của các phân lớp bằng nhau:
E(2s) = E(2p) ; E(3s) = E(3p) = E(3d) ; E(4s) = E(4p) = E(4d) = E(4f)
S
4) Năng lượng của các orbital trong cùng một phân lớp thì khác nhau. S
Đáp án d) 1,2,3,4.

Câu 2.21 Chọn phát biểu đúng trong các phát biểu sau:
1) Trong cùng một nguyên tử, AO np có kích thước lớn hơn AO (n-1)p.
Trong nguyên tử, số lượng tử chính n càng lớn thì kích thước đám mây electron
(AO) càng lớn và tương ứng mức năng lượng càng cao ( vì muốn tăng kích
thước cần phải tiêu tốn năng lượng để thắng được lực hút hạt nhân).
Đ
Đ
2) Trong cùng một nguyên tử, electron trên AO ns có mức năng lượng
lớn hơn electron trên AO (n-1)s.
3) Trong cùng một nguyên tử, electron trên AO 3dxy có mức năng lượng
lớn hơn electron trên AO 3dyz.
Trong cùng phân lớp lượng tử 3d (n=3, ℓ=2) của một nguyên tử, năng lượng của
tất cả các AO d đều bằng nhau: E(3dxy) = E(3dxz)) = E(3dyz) = E(3dx2- y2) = E(3dz2)
S
Đáp án d) Chỉ 1,2.
4) Xác suất gặp electron trên AO 4f ở mọi hướng là như nhau.
Orbital f không có tính đối xứng cầu.
S

86
n ℓ mℓ Lớp electron  Số AO = n2
1 AO
Câu 2.22 . Chọn trường hợp đúng. Số orbital tối đa tương ứng với các
ký hiệu sau: 3p ; 4s ; 3dxy ; n = 4 ; n = 5.
1 AO 16 AO 25 AO
3 AO 1 AO
Đáp án c) 3,1,1,16,25.

Câu 2.23. Chọn phương án sai theo thuyết cơ học lượng tử áp dụng
cho nguyên tử đa electron:
a) Năng lượng của orbital chỉ phụ thuộc vào số lượng tử chính.
Trong nguyên tử nhiều e, năng lượng của electron không những phụ thuộc vào
lực hút hạt nhân mà còn vào lực đẩy các e còn lại nên năng lượng e không
những phụ thuộc vào số lượng tử chính n mà còn phụ thuộc vào số lượng tử
orbital ℓ, trong đó ảnh hưởng của ℓ càng lớn khi nguyên tử có nhiều e.
S
b) Ở trạng thái cơ bản, các electron chiếm các mức năng lượng sao cho
tổng năng lượng của chúng là nhỏ nhất.
 Nguyên lý vững bền Pauli
Đ
c) Các electron trong cùng một nguyên tử không thể có 4 số lượng tử
giống nhau.  Nguyên lý ngoại trừ Pauli.
Đ
d) Trong mỗi phân lớp, các electron sắp xếp sao cho số electron độc thân
là tối đa.  Qui tắc Hund.
Đ
Đáp án a

Câu 2.24. Chọn câu sai:
Ở trạng thái cơ bản, 25 electron của 25Mn sẽ sắp xếp vào các phân lớp
theo thứ tự sau:
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
2 6
2 2 6 5 2
 Vì chúng có số electron khác nhau nên cấu hình electron khác nhau.
3) Cấu hình electron của các nguyên tử đồng vị thì giống nhau. Đ
 Sai, vì xác suất có mặt của electron bên trong khối cầu (AO s) khoảng 90 %.
Đáp án a) Chỉ 1,2,4.
5) Bán kính của ion Fe2+
lớn hơn ion Fe3+
vì chúng có cùng điện tích hạt
nhân nhưng ion Fe3+
lại có số electron ít hơn ion Fe2+
.
 Đúng, vì chúng có cùng điện tích hạt nhân Z, tức có cùng số electron.
1) Khi phân bố electron vào một nguyên tử đa electron phải luôn luôn phân
bố theo thứ tự từ lớp bên trong đến lớp bên ngoài.S
2) Cấu hình electron của nguyên tử và ion tương ứng của nó thì giống nhau.
S
4) Các orbital s có dạng khối cầu có nghĩa là electron s chỉ chuyển động
bên trong khối cầu ấy. S
Cùng điện tích hạt nhân Z, số electron càng ít sẽ làm giảm lực đẩy giữa các electron
nên kích thước giảm: R(26Fe) = 140 pm ; R(26Fe2+
) = 77 pm; R(26Fe3+
) = 63 pm.
Đ

Câu 2.25. Chọn các cấu hình electron nguyên tử ở trạng thái cơ bản sai:
Đáp án b) Chỉ 1,2,3.
1) 1s2
2s2
2p6
3p5
 Không tuân theo nguyên lý vững bền.
Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p3
S
Đ
S
2) 1s2
2s2
2p6
3s1
3p5
 Không tuân theo nguyên lý vững bền
Cấu hình electron ở trạng thái cơ bản: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p4
 Không tuân theo nguyên lý vững bền và ngoại trừ.
Cấu hình e ở trạng thái cơ bản:1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s2
4p1
 Tuân theo nguyên lý vững bền và ngoại trừ.
3) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p5
3d14
4) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
S

d) Lớp O: n = 2 có 8 e và lớp Q: n = 4 có 32 e.
Câu 2.26. Cho biết giá trị của số lượng tử chính n và số electron tối đa
của lớp lượng tử O và Q?
a) Lớp O: n = 4 có 32 e và lớp Q: n = 6 có 72 e.
b) Lớp O: n = 5 có 50 e và lớp Q: n = 7 có 98 e.
c) Lớp O: n = 3 có 18 e và lớp Q: n = 5 có 50 e.
n 1 2 3 4 5 6 7
Lớp e K L M N O P Q
Số e tối đa trong 1 lớp lượng tử = 2.n2
2.52
= 50 e
Đáp án b
2.72
= 98 e

Câu 2.27. Chọn câu sai.
a) Các electron lớp bên trong có tác dụng chắn mạnh đối với các electron
lớp bên ngoài.
S
Đ
Đ
b) Các electron trong cùng một lớp chắn nhau yếu hơn so với khác lớp.
c) Các electron lớp bên ngoài hoàn toàn không có tác dụng chắn với các
electron lớp bên trong.
Các electron lớp bên ngoài có tác dụng chắn không đáng kể với các
electron lớp bên trong.
d) Các electron trong cùng một lớp, theo chiều tăng giá trị ℓ sẽ có tác
dụng chắn giảm dần. Đ
Đáp án C

Câu 2.28. Chọn phát biểu đúng.
1) Hiệu ứng xâm nhập càng nhỏ khi các số lượng tử n và ℓ của electron
càng nhỏ. S
 Một phân lớp bão hòa hay bán bão hòa có tác dụng chắn mạnh lên
các lớp bên ngoài.
Hiệu ứng xâm nhập càng nhỏ khi các số lượng tử n và ℓ của electron
càng lớn.
2) Một phân lớp bão hòa hay bán bão hòa có tác dụng chắn yếu lên các
lớp bên ngoài. S
3) Hai electron thuộc cùng một ô lượng tử chắn nhau rất yếu nhưng lại đẩy
nhau rất mạnh. Đ
Đáp án b) Chỉ 3.

a) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d5
4p10
b) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p5
c) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d10
4p6
d) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4p7
Câu 2.29. Cấu hình electron nguyên tử của nguyên tử Brom (Z = 35)
ở trạng thái cơ bản:
Viết công thức điện tử của 35Br ở trạng thái cơ bản:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p
2
2 2 2
6 6 5
10
Đáp án b

1) Cr: 1s2
2s2
2p6
s2
3p6
4s2
3d4
. 4) Cu: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d10
.
2) Cr: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d5
. 5) Cu: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d9
.
3) Cr: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d6
. 6) Cu: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4p1
.
Câu 2.30. Cấu hình electron nguyên tử của Cr (Z = 24) và Cu (Z = 29) ở
trạng thái cơ bản theo thứ tự là:
Đáp án a) (2);(4).
24Cr: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d. 29Cu: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d.
2 6 1 5 2
2 2
6 2 6 6
2 10
1

a) Fe2+
(Z = 24): 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d4
.
b) Fe2+
(Z = 24): 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s0
3d6
c) Fe2+
(Z = 26): 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s0
3d6
.
d) Fe2+
(Z = 26): 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d5
Câu 2.32. Chọn phương án đúng. Điện tích hạt nhân và cấu hình
electron của ion 26Fe2+
là:
26Fe : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
2 2 6 2 2
6
2+ 6
0
Đáp án c

1) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d7
. 4) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
3d10
4p1
.
2) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s1
3d8
. 5) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
.
3) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s0
3d9
. 6) 1s2
2s2
2p6
3s2
3p2
.
Câu 2.33. Cấu hình electron của ion 29Cu2+
và 16S2-
lần lượt là:
Đáp án a) (3) và (5).
29Cu : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
2 2 2
6 6 1 10
2+ 2
0 9
16S : 1s 2s 2p 3s 3p
2 2
6 4
2- 6

Câu 2.34. Cho biết số e độc thân có trong các cấu hình e hóa trị của
các nguyên tử sau (theo thứ tự từ trái sang phải):
Đáp án c) 3,6,4,2.
1) 27Co: 4s2
3d7
2) 24Cr: 4s1
3d5
3) 44Ru: 5s1
4d7
4) 58Ce: 6s2
5d1
4f1












    
   




 



Câu 2.35 Chọn số electron độc thân đúng cho các cấu hình e hóa trị
của các nguyên tử ở trạng thái cơ bản sau đây theo thứ tự:
1) 4f7
5d1
6s2




 


 
 
 


 
2) 5f4
6d1
7s2
   
  
Đáp án a) 8,5,6,7.
3) 3d5
4s1
  
 

4) 5f8
6d1
7s2




Câu 2.36. Nguyên tố nào sau đây trong chu kỳ 4 có tổng spin trong
nguyên tử bằng +3 theo qui tắc Hund ?
a) 26Fe
b) 24Cr
c) 36Kr
d) Không có nguyên tố nào.













3d6
4s2
4s2
4p6
3d5
4s1
 Tổng spin = +2
 Tổng spin = +3
 Tổng spin = 0
    


Đáp án b

a) n = 3, ℓ = 1, mℓ = +1, ms = -½. b) n = 3, ℓ = 1, mℓ = +1, ms = +½.
c) n = 3, ℓ = 1, mℓ = -1, ms= +½. d) n = 3, ℓ = 2 ,mℓ = +1, ms = +½.
Câu 2.37. Qui ước electron phân bố vào các orbital trong phân lớp
theo thứ tự mℓ từ -ℓ đến +ℓ, điền spin dương trước () âm sau ().
Electron cuối cùng của nguyên tử 15P có bộ 4 số lượng tử là:
15P: 3s2
3p3
(phân lớp cuối cùng)
mℓ : -1 0 +1
 
 

Electron cuối cùng có:
n = 3, ℓ = 1, mℓ = +1, ms= +½.
Đáp án b

a) n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = ±½. b) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +2,ms = -½.
c) n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = -½. d) n = 3, ℓ = 2, mℓ = -2, ms = -½.

Câu 2.38. Qui ước electron phân bố vào các orbital trong phân lớp theo
thứ tự mℓ từ -ℓ đến +ℓ, điền spin dương trước () âm sau (). Electron ở
lớp ngoài cùng của nguyên tử 30Zn có bộ 4 số lượng tử là:
30Zn: 3d10
4s2
( phân lớp ngoài cùng)

mℓ = 0
2 electron ngoài cùng có:
n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = ±½.
Đáp án a

a) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +1, ms = +½ b) n = 3, ℓ = 2, mℓ = -1, ms = +½
c) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +1, ms = -½ d) n = 4, ℓ = 1, mℓ = -1, ms = -½

Câu 2.39. Qui ước electron phân bố vào các orbital trong phân lớp theo
thứ tự mℓ từ -ℓ đến +ℓ, điền spin dương trước () âm sau (). Ion X4+
có
cấu hình e phân lớp cuối cùng là 3p6
. Vậy giá trị của 4 số lượng tử của e
cuối cùng của nguyên tử X là:
X4+
: 3p6
 X: 3d2
4s2
 Phân lớp cuối cùng: 3d2
Đáp án b
mℓ: -2 -1 0 +1 +2

Electron cuối cùng có:
n = 3, ℓ = 2, mℓ = -1, ms= +½.

Chương 1_Cấu tạo nguyên tử - Atom Structure

More Related Content

Similar to Chương 1_Cấu tạo nguyên tử - Atom Structure (20)

Recently uploaded (20)

Chương 1_Cấu tạo nguyên tử - Atom Structure