Cấu tạo nguyên tử

Chương II. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
I. NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ :
1. Nguyên tử và các hạt cơ bản :
 Nguyên tử là hạt cơ bản cấu tạo nên vật chất, cũng là đơn vị
nhỏ nhất có đầy đủ tính chất của một chất . Chúng có khối lượng, kích thước rất
nhỏ bé nhưng có cấu tạo rất phức tạp.
 Cấu tạo nguyên tử:
• Hạt nhân: tích điện dương (+),
chiếm gần trọn khối lượng nguyên
tử, chứa các hạt chủ yếu là proton và
neutron.
• Lớp vỏ điện tử: tích điện âm
(–),khối lượng không đáng kể, chỉ
chứa hạt electron.
* Nguyên tử trung hòa về điện
Hình 2.1. Mô hình cấu tạo nguyên tử
- Các hạt cơ bản cấu tạo nguyên tử:
Tên
Ký
hiệu
Khối lượng Điện tích
kg đvC(amu) Coulomb(C) đve
Electron
Proton
Neutron
e
p
n
9,1095.10
-31
1,6726.10

-27
1,6745.10
-27
0,000549
1,007276
1,008665
–1,60219.10
-19
+1,60219.10
-19
0
– 1
+ 1
0
 Ký hiệu nguyên tử:

X
A
Z
.X : ký hiệu nguyên tử .
.Z : nguyên tử số = điện tích hạt nhân = số p = số e .
.A : số khối = số p + số n .
2. Quang phổ nguyên tử :
• Quang phổ của ánh sáng là quang phổ liên tục.
• Quang phổ nguyên tử là quang phổ vạch. Mỗi vạch ứng với một
bước sóng xác định, đặc trưng cho nguyên tử đó.
1
• Ví dụ: Khí Hydrogen loãng khi bị phóng điện sẽ phát ra ánh sáng gồm những
tia có bước sóng khác nhau (phổ). Phổ hydro trong vùng khả kiến gồm 4
vạch

Hình 2.2. Phổ bức xạ điện từ của ánh sáng trắng
Hình 2.3. Quang phổ vạch của nguyên tử hydro
• Sóng tương ứng với các tia bức xạ được đặc trưng bởi biên độ sóng A
(Amplitude), bước sóng λ (Wavelength), tần số ν (frequence).
2
Hình 2.4. Các thông số sóng
* Giải thích quang phổ vạch của nguyên tử H :
Hình 2.5. Các mức năng lượng và dãy quang phổ nguyên tử hydro
• Ở điều kiện bình thường electron ở mức năng lượng thấp nhất (mức
bền nhất): mức cơ bản.
• Khi hấp thu năng lượng, electron sẽ chuyển lên mức cao hơn (mức
kích thích), kém bền hơn (chỉ tồn tại khoảng 10
-10
– 10
-8
sec), electron
sẽ nhanh chóng chuyển về mức năng lượng thấp hơn, khi đó nó phát
ra một phần năng lượng đã hấp thụ dưới dạng các bức xạ:
ν
h
==−=
λ
hc
EEΔE
cbkt
• Khi e chuyển từ mức n > 1 trở về mức n = 1 ta có dãy Lyman (vùng tử
ngoại-UV ), từ mức n > 2 về mức n = 2 tương ứng dãy Balmer (ánh
sáng thấy được-VIS ), từ mức n > 3 về mức n = 3 là dãy Paschen
( hồng ngoại IR ) …

• Công thức Rydberg :








−==
2
2
2
1
111
nn
R
λ
ν

Với:
♦
ν
: số sóng ứng với một đơn vị chiều dài (1cm).
3
♦ R:(hằng số Rydberg) = 109678 cm
-1
.
♦ Dãy:(Lyman:n
1

=1;n
2
≥ 2); (Balmer:n
1
=2;n
2
≥ 3); (Paschen: n
1
=3;n
2
≥4)…
II. THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CỦA BOHR :
Hình 2.6. Mô hình hành tinh nguyên tử của Bohr
Ba định đề của Bohr:
• Định đề 1: Electron quay quanh nhân trên những quỹ đạo tròn đồng tâm xác
định, gọi là quỹ đạo bền.
• Định đề 2: Khi electron quay trên quỹ đạo bền không phát ra năng lượng
điện từ.
• Định đề 3: Năng lượng sẽ được phát xạ hay hấp thu khi electron chuyển từ
quỹ đạo bền này sang quỹ đạo bền khác.
∆E = | E
c
– E
đ
| = hν
Hình 2.7. Sự thay đổi trạng thái của e
III. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ THEO THUYẾT CƠ HỌC LƯỢNG TỬ
1. Luận điểm 1 :Bản chất sóng và hạt của các hạt vi mô (bản chất nhị
nguyên) :
- Cơ học lượng tử quan niệm rằng các hạt vi mô có cả tính chất hạt và tính chất

sóng.
• Bản chất hạt: các hạt vi mô đều có khối lượng m, kích thước r và chuyển
động với một tốc độ v xác định.
4
• Bản chất sóng: khi hạt vi mô chuyển động sẽ tạo ra một sóng, đặc trưng bởi
bước sóng λ. Tính chất sóng được thể hiện qua hiện tượng giao thoa và
nhiễu xạ.
- Quan hệ giữa tính sóng và hạt của các hạt vi mô được thể hiện qua hệ thức De
Broglie:
mv
h
λ
=
o h - hằng số Planck = 6,625.10
-27
erg.s
o m - khối lượng tĩnh của hạt vi mô.
o v - tốc độ hạt vi mô.
- Ví dụ:
• Đối với electron: m = 9,1.10
-31
kg, chuyển động với tốc độ v = 10
6
cm/s sẽ tạo
nên sóng với bước sóng λ = 7,3.10
-10
m. Có thể dùng mạng tinh thể chất rắn
làm mạng nhiễu xạ để phát hiện sóng này:
Hình 2.8. Thí nghiệm nhiễu xạ
• Đối với hạt vĩ mô: m = 1g, chuyển động với tốc độ v = 1cm/s sẽ tạo nên sóng

6,6.10
-29
m. bước sóng quá bé, không phát hiện được.
2. Luận điểm 2: Nguyên lý bất định Heisenberg :
• Bản chất sóng - hạt đưa tới hệ quả quan trọng về sự chuyển động của hạt vi
mô, thể hiện trong nguyên tắc do Heisenberg đưa ra năm 1927:”Ta không
thể đồng thời xác định chính xác cả vị trí và tốc độ(hay động lượng) của
hạt vi mô.”
*∆x - độ bất định về vị trí.
*∆v - độ bất định về tốc độ.
=> Đối với hạt vi mô xác định
m

là hằng số nên khi tọa độ của nó được xác
định càng chính xác (∆x càng nhỏ) thì tốc độ của hạt càng được xác định kém chính
xác (∆v càng lớn) và ngược lại.( ∆x→0 , ∆v→∞ ) ; ( ∆v→0 , ∆x→∞ ).
Hệ quả : Khi xác định tương đối chính xác tốc độ chuyển động của electron
chúng ta không thể nói đến đường đi chính xác của nó, mà chỉ có thể nói đến xác
suất có mặt của nó ở chỗ nào đó trong không gian. Đối với cơ học lượng tử, trạng
thái của electron trong nguyên tử được khảo sát thông qua hai khái niệm sau :
5
m2
h
m
Δx.Δv
π
=≥

*Khái niệm đám mây electron và orbital nguyên tử(AO).
• Khi chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử, electron đã

tạo ra một vùng không gian bao quanh hạt nhân mà nó có thể có mặt ở bất
kỳ thời điểm nào với xác suất có mặt khác nhau.Vùng không gian đó được
gọi là đám mây electron . Nơi nào electron thường xuất hiện thì mật độ
electron dày đặc hơn, như vậy mật độ của đám mây tỷ lệ thuận với xác suất
có mặt của electron và được xác định bằng đại lượng Ψ
2
.
• Theo tính toán của cơ học lượng tử thì đám mây electron là vô
cùng, không có ranh giới xác định, vì electron có thể tiến lại rất gần hạt
nhân, cũng có thể ra xa vô cùng.Vì thế để tiện khảo sát : Quy ước:orbital
nguyên tử(AO)(:atomic orbital) là vùng không gian chứa khoảng 90% xác
suất có mặt của electron. Hình dạng của AO được biểu diễn bằng bề mặt
giới hạn bởi những điểm có mật độ xác suất bằng nhau của vùng không gian
đó, cũng là ranh giới với vùng không gian còn lại .
3. Luận điểm 3 : Phương trình sóng Schr ö dinger :
Phương trình sóng Schrödinger cơ bản mô tả sự chuyển động
của hạt vi mô trong trường thế năng đối với trường hợp trạng thái của hệ không
thay đổi theo thời gian (trạng thái dừng).
*Phương trình sóng Schrödinger được xem là phương trình cơ học
lượng tử nền tảng dùng khảo sát sự chuyển động của các hạt vi mô .Phương
trình được xây dựng theo các bước:
>Chọn phương trình sóng dừng để mô tả trạng thái chuyển động của
electron trong nguyên tử .
>Cân bằng lực hút hạt nhân-electron và lực ly tâm .
Kết quả là thu được phương trình vi phân riêng phần bậc hai phức tạp :

( )
0ΨE
h
m8π

z
Ψ
y
Ψ
x
Ψ
2
2
2
2
2
2
2
2
=−+
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
U
Trong đó:
o ∂ (teta)- vi phân riêng phần
o m - khối lượng hạt vi mô
o h – hằng số Planck
o E – năng lượng toàn phần của hạt vi mô (tổng động năng và thế năng)
o U - thế năng của hạt vi, phụ thuộc vào toạ độ x, y, z

o Ψ(psi) - hàm sóng với các biến x, y, z mô tả sự chuyển động của hạt
vi mô ở điểm có tọa độ x, y, z trong hệ tọa độ trục Oxyz.
*Nghiệm của phương trình : E và Ψ.
*Điều kiện của Ψ : xác định, liên tục, đơn trị và chuẩn hóa .
6
Ψ
2
– mật độ xác suất hiện diện của e tại điểm có tọa độ x, y, z.
Ψ
2
dV – xác suất hiện diện của e trong vùng không gian vi cấp dV.
“Chuẩn hóa” có nghĩa là: nếu có sự tồn tại electron thì xác suất tìm thấy
electron đó trong toàn không gian là 100%, về phương diện toán học người ta biểu
diễn :

∫
∞
0
Ψ
2
dV = 1
• Khi giải phương trình sóng Schrödinger cho các hệ nguyên tử khác
nhau người ta thấy xuất hiện 4 đại lượng không thứ nguyên nhưng lại xác
định trạng thái của electron trong nguyên tử. Đó là 4 số lượng tử.
Chú ý: Phương trình sóng Schrödinger chỉ giải được chính xác cho trường hợp
hệ nguyên tử H( một hạt nhân và một e). Đối với các hệ vi mô phức tạp hơn
phải giải gần đúng.
4. Bốn số lượng tử :
Số lượng tử thể hiện các trạng thái lượng tử rời rạc của một hệ trong cơ học lượng
tử. Ví dụ về hệ cơ học lượng tử thông dụng là:

• một hạt electron trong nguyên tử hiđrô
• trạng thái quay của một phân tử
Bảng dưới đây liệt kê một số loại số lượng tử thông dụng:
Ký hiệu Hệ cơ lượng tử Tên gọi Phổ giá trị
N
electron trong nguyên
tử
số lượng tử chính 1, 2, 3,
l
electron trong nguyên
tử
số lượng tử xung lượng 0, 1, , n-1
m
l
electron trong nguyên
tử
số lượng tử từ -l, -l+1, , l-1, l
m
s
hạt cơ bản số lượng tử spin
-1/2, 1/2 với
electron
J phân tử số lượng tử quay
j
electron trong nguyên
tử
số lượng tử tổng xung lượng
1/2 nếu l=0 và
l+1/2, l-1/2 nếu l>0
m

j
electron trong nguyên
tử
số lượng tử tổng xung lượng
từ
-j, -(j-1), , j-1, j
I
electron trong nguyên
tử
mức siêu tinh vi
7
a. Số lượng tử chính n và các mức năng lượng của electron:
• Giá trị: n = 1, 2, 3, …, ∞.
• Ý nghĩa : n xác định:
+ Mức năng lượng của electron (chỉ
đúng đối với nguyên tử H và ion
hydrogenoid).
+ Kích thước trung bình của AO.
Ví dụ: đối với H:
Hình 2.9. Mô hình vỏ nguyên tử
eV
n
Z
13.6J
n
Z
2,18.10Z
hn8ε
me
E

2
2
2
2
182
222
0
4
−=−=−=
−
( )












+
−+=
2
2
0
n
1ll

1
2
1
1
Z
na
r
*n càng tăng thì E và r càng lớn,electron càng xa nhân
• Trạng thái năng lượng của electron tương ứng với mỗi giá trị của n được gọi
là một mức năng lượng E
n
(trong nguyên tử H , E
n
chỉ phụ thuộc vào n )
n 1 2 3 …
∞
Mức năng lượng E
n
E
1
E
2
E
3
…
E
∞
• Các electron nằm trên cùng một mức năng lượng n hợp thành một lớp e .
n 1 2 3 4 5 6 7
Lớp e K L M N O P Q

b. Số lượng tử orbital (phụ) ℓ và hình dạng AO:
• Giá trị: ứng với 1 giá trị của n có n giá trị của ℓ , gồm : ℓ = 0, 1, 2, …, (n-
1).
• Ý nghĩa : ℓ xác định:
o Năng lượng của AO trong nguyên tử nhiều electron.Trong nguyên
tử nhiều electron: các mức năng lượng bị tách ra thành nhiều phân mức
năng lượng. Mỗi phân mức năng lượng được đặc trưng bởi một số lượng
tử orbital ℓ,ℓ càng tăng, năng lượng của các phân mức càng lớn.
o Hình dạng các AO . Cụ thể như sau :
. ℓ = 0 : AO có dạng khối cầu , ký hiệu là s (sphere).
8
. ℓ = 1 : AO có dạng 2 khối cầu biến dạng tiếp xúc , ký hiệu là p
(principle) .
. ℓ = 2 : AO có dạng 4 khối cầu biến dạng tiếp xúc , ký hiệu là d
(differential).
. ℓ = 3 : AO có dạng phức tạp , ký hiệu là f (fundamental).
. ℓ = 4 , 5 …: AO có dạng càng phức tạp , ký hiệu lần lượt là g, h ,…
(trong thực tế người ta thấy dù ở nguyên tử lớn nhất electron cũng chỉ
phân bố đến f )
• Các electron có cùng cặp giá trị (n,ℓ) hợp thành một phân lớp e.
. n = 1 , ℓ = 0 : phân lớp 1s.
. n = 2 , ℓ = 0 : phân lớp 2s ; ℓ = 1 : phân lớp 2p .
. n = 3 , ℓ = 0 : phân lớp 3s ; ℓ= 1 : phân lớp 3p ; ℓ = 2 :phân lớp 3d
…
c. Số lượng tử từ m
ℓ
và các orbital nguyên tử(AO):
• Giá trị:ứng với mỗi giá trị của ℓ có (2ℓ + 1) giá trị của m
ℓ
: m

ℓ
= 0, ±1, ±2
…, ±ℓ.
• Ý nghĩa : m
ℓ
đặc trưng cho sự định hướng trong không gian khác nhau
của các AO đồng năng trong cùng một phân lớp. Mỗi giá trị của m
ℓ
ứng với
một cách định hướng của một AO.
• Như vậy một tổ hợp 3 giá trị của ba số lượng tử (n, l, m
ℓ
) xác định một
AO.Một phân lớp (n,ℓ) có (2ℓ +1) AO.


Phân lớp s p d f
ℓ
0 1 2 3
m
ℓ
0 -1,0,+1 -2,-1,0,+1,+2 -3,-2,-1,0,+1,+2,+3
Số AO 1 3 5 7
9

Hình 2.10. Hình dạng và định hướng không gian của các AO s, p, d.
d. Số lượng tử spin m
s
Số lượng tử spin tham số hóa bản chất nội tại của mô men xung
lượng của mọi hạt cơ bản. Trong cơ học lượng tử mômen xung lượng của hạt cơ

bản được mô tả chính xác hơn bằng khái niệm spin, có nhiều tính chất hơi khác với
mômen xung lượng trong cơ học cổ điển.
1. Định nghĩa
Số lượng tử spin định nghĩa bởi công thức:
|S| =
ở đó
S là vectơ spin
|S| là độ lớn của vectơ spin
là hằng số Planck
s là số lượng tử spin, ứng với spin mô men xung lượng.
Cho một hướng bất kỳ z (thường được xác định bởi từ trường mở rộng) ảnh của
spin- z là
ở đó m
s
là số lượng tử spin thứ 2, có biên độ từ −s đến +s. Có tổng cộng 2s+1 giá
trị m
s
khác nhau.
Hình 2.11. Trạng thái tự xoay của electron
10
• Ý nghĩa: đặc trưng chuyển động riêng của electron, tức là sự tự quay quanh
trục của electron. Electron tích điện nên khi tự xoay sẽ phát sinh từ trường
,chiều của vectơ moment từ μ theo qui tắc vặn nút chai.
• Giá trị: m
s
= ± ½ ứng với hai chiều quay thuận và nghịch với chiều kim đồng
hồ.( vì chỉ có hai chiều tự xoay nên m
s
chỉ có hai giá trị )
• Bộ 4 số lượng tử n, l, m

ℓ
, m
s
xác định một electron trong nguyên tử.
IV. NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON
1. Trạng thái của electron trong nguyên tử nhiều electron- Hiệu ứng chắn
và hiệu ứng xâm nhập.
• Đối với hệ nguyên tử đa e, cơ học lượng tử cũng khảo sát bắt đầu bằng việc
giải phương trình sóng Schrödinger, nhưng chỉ giải bằng phương pháp gần
đúng là: xem hàm số sóng nguyên tử đa e là tổng của các hàm sóng mỗi e.
• Kết quả là trạng thái của e trong nguyên tử đa e :
* Giống e trong nguyên tử 1e:
-Cũng được xác định bằng 4 số lượng tử n, l, m
ℓ
, m
s
.
-Hình dạng, độ lớn, phân bố định hướng của các AO .
*Khác nhau giữa nguyên tử 1e và đa e:

Hình 2-12: Giản đồ mức năng lượng của nguyên tử H và nguyên tử đa e.
- Năng lượng e trong nguyên tử đa e phụ thuộc vào cả n và ℓ ( tức là
phụ thuộc vào phân lớp e) còn nguyên tử 1e chỉ phụ thuộc vào n (lớp e).
)(6,13.
2
2
'
eV
n
E

Z
−=
. Với : Z
’
= Z – S (S là hiệu ứng chắn Slater phụ thuộc
vào phân lớp tức là phụ thuộc vào n và ℓ )
- Lực tương tác có 2 loại:
+ lực hút hạt nhân – electron.
+ lực đẩy e – e.
11
Tương tác đẩy giữa các electron làm xuất hiện hiệu ứng chắn và hiệu ứng xâm
nhập
• Hiệu ứng chắn : là hiệu ứng gây nên bởi các electron bên trong đẩy lên các
electron bên ngoài hình thành một màn chắn tưởng tượng làm suy yếu lực
hút của hạt nhân lên các electron bên ngoài.
*Đặc điểm của hiệu ứng chắn:
o Các electron bên trong chắn mạnh đối với các electron bên ngoài, ngược
lại các electron bên ngoài gây hiệu ứng chắn không đáng kể đối với các
electron bên trong.
o Các electron trên cùng một lớp chắn nhau yếu hơn so với khác lớp. Trong
cùng một phân lớp chắn nhau càng yếu.
o Trên cùng một lớp n, nếu ℓ tăng thì hiệu ứng chắn giảm. Hiệu ứng chắn
giảm dần theo dãy s > p > d > f.
o Với cùng một loại AO (cùng ℓ ), n tăng hiệu ứng chắn giảm.
o Cấu hình bão hòa hoặc bán bão hòa có tác dụng chắn rất lớn.
*Tóm lại, hiệu ứng chắn phụ thuộc vào kích thước (n) và hình dạng AO (ℓ)
• Hiệu ứng xâm nhập : đặc trưng cho khả năng đâm xuyên của các electron
bên ngoài vào các lớp electron bên trong để xâm nhập vào gần hạt nhân
hơn ,chịu lực hút của hạt nhân nhiều hơn.
o Theo chiều tăng ℓ , hiệu ứng xâm nhập giảm dần: s > p > d > f

o n càng lớn, khả năng xâm nhập càng giảm.
Do sự xuất hiện hiệu ứng chắn và hiệu ứng xâm nhập nên trật tự năng lượng
của các phân lớp trong nguyên tử nhiều e có sự thay đổi so với hệ 1 electron:
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d
2. Các quy luật phân bố electron vào nguyên tử nhiều e
a. Nguyên lý vững bền
Trạng thái bền vững nhất của electron trong nguyên tử là trạng thái
tương ứng với giá trị năng lượng nhỏ nhất. Các electron sẽ sắp xếp vào các
phân lớp có mức năng lượng từ thấp đến cao.
b. Quy tắc Klechkowski:
• Trong một nguyên tử nhiều electron, trật tự điền các electron vào các phân
lớp (đặc trưng bởi n và ℓ ) sao cho tổng (n+ℓ) tăng dần.
• Khi hai phân lớp khác nhau có cùng giá trị (n+ℓ) thì electron được xếp vào
phân lớp có n tăng dần.
Phân mức: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d
(n + ℓ) 1 2 3 3 4 4 5 5 5 6 6 6 7 7 7 7 8 8
12
c. Ngun lý ngoại trừ Pauli
Trong một ngun tử khơng thể có hai electron có cùng giá trị 4 số lượng tử.
Hệ quả: giúp tính được số e tối đa có ở một AO, một phân lớp và một
lớp e:
Nếu có 2 electron đã có cùng giá trị 3 số lượng tử (n, ℓ,m
ℓ
) tức là cùng một AO
thì
số lượng tử thứ tư là m
s
phải khác nhau , mà m
s
chỉ có 2 giá trị m

s
= ±½ nên một
AO chứa tối đa 2e với spin m
s
ngược dấu nhau .

d. Quy tắc Hünd:
Khi phân bố electron vào các AO đồng năng trong cùng một phân lớp
để đạt trạng thái bền vững nhất phải phân bố sao cho tổng spin trong phân lớp
phải cực đại.(nghĩa là mỗi AO một e trước, sau đó mới ghép đơi e thứ hai vào).
+ Ví dụ: O 1s
2
2s
2
2p
4
3. Cơng thức electron ngun tử .(cấu hình electron ngun tử).
Cơng thức e ngun tử cho biết sự phân bố e vào các phân lớp theo
thứ tự mức năng lượng tăng dần từ trái sang phải (theo đúng qui tắc Klechkowski),
số mũ trên mỗi phân lớp là số electron .

Thí dụ : . Al (Z = 13) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p

1
.
. K (Z = 19) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
1
.
Phân lớp s p d f
Số AO 1 3 5 7
Số e tối
đa
2 6 1
0
14
13
Giá trò l
0 1 2 3
n
1 7f 7p 7d 6f
nhỏ trước các OA có trò (n+l)ừ thấp đến
cao
át rồi lên cao

d%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%
1s
2 2s 2p
3 3s 3p 3d
4 4s 4p 4d 4f
5 5s 5p 5d 5f
6 6s 6p 6d 6f
7 7s 7p 7d 7f
1
2
3
4
5
6
7
8
. Co (Z = 27) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2

3d
7
.
*Chú ý: Cấu hình e ngtử không bền → Cấu hình e bền hơn
ns
2
(n-1)d
4
→ ns
1
(n-1)d
5
(bán bão hòa, bền).PN(VIB).
ns
2
(n-1)d
9
→ ns
1
(n-1)d
10
(bão hòa, bền nhất).PN(IB).
Thí dụ : . Cr (Z = 24) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2

3p
6
4s
1
3d
5
.
. Cu (Z = 29) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
1
3d
10
.
. Ag (Z = 47) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2

3p
6
4s
2
3d
10
4p
6
5s
1
4d
10
.
*Cấu hình electron của ion:
Trước hết cần phân biệt hai loại phân lớp :
- Phân lớp ngoài cùng: là phân lớp có số lượng tử chính n lớn nhất
trong cấu hình e nguyên tử .
- Phân lớp cuối cùng: là phân lớp chứa e cuối cùng có năng lượng cao
nhất ( viết theo qui tắc Klechkowski).
°Cấu hình e cation M
n+
: tách n e ra khỏi phân lớp ngoài cùng của nguyên tử .
°Cấu hình e anion X
m-
: nhận m e vào phân lớp cuối cùng của nguyên tử .
Thí dụ: Fe(Z = 26):1s
2
2s
2
2p

6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
6
.(3d
6
:ph.lớp cuối cùng;4s
2
:ph.lớp ngoài
cùng)
Fe
2+
(Z = 26): 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
6
.

Fe
3+
(Z = 26) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
.
S (Z = 16) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
. → S
2-
(Z = 16) : 1s
2
2s

2
2p
6
3s
2
3p
6
.

5.Phần bài tập
Bài 1: Nguyên tử A có tổng các hạt p, e, n là 36. Số hạt mang điện nhiều hơn
số hạt không
mang điện 2 lần. Số hạt p, n, e của A lần lượt là:
ĐÁP ÁN: A. 12, 12, 12
14
A. 12, 12, 12 B. 11, 13, 12 C. 8, 8, 8 D. 3, 6, 6
Bài 2: Nguyên tử Y có tổng số hạt p, n, e là 28. Số hạt mang điện nhiều hơn số
hạt không mang
điện là 8. Cấu hình electron của Y là:
A. 1s
2
2s
2
2p
5
. B. 1s
2
3s
2
3p

3
. ĐÁP ÁN: A. 1s
2
2s
2
2p
5
C. 1s
2
2s
2
2p
3
. D. 1s
2
2s
2
2p
2
Bài 3: Trong tự nhiên brom có 2 đồng vị bền là
79
Br chiếm 50,69% số nguyên
tử và
81
Br chiếm
49,31% Số nguyên tử. Nguyên tử khối trung bình cùa Br là
A. 79,990 B. 80,000 ĐÁP ÁN: C. 79,986
C. 79,986 D.79,689
Bài 4: Trong tự nhiên đồng có 2 đồng vị là
63

Cu và
65
Cu, trong đó đồng vị
65
Cu
chiếm khoảng
27% về khối lượng. Phần trăm khối lượng của
63
Cu trong Cu
2
O là:
ĐÁP ÁN: D. 64,29%.
A. 73%. B. 32,15%. C. 63%. D. 64,29%.
Bài 5. Trong tự nhiên đồng vị
37
Cl chiếm 24,23% số nguyên tử clo. Nguyên tử
khối trung bình
của clo bằng 35,5. Thành phần phần trăm về khối lượng của
37
Cl có trong
HClO
4
(với hidro là
đồng vị
1
H,oxi là đồng vị
16
O) là:
ĐÁP ÁN: A. 8,92%.
A. 8,92%. B. 8,56%. C.9,82%. D. 8,65%.

Bài 6. Nguyên tử X có electron cuối cùng được điền vào phân lớp 4s
1
. Số
proton của X là: ĐÁP ÁN: B.19
A. 29 B.19 C. 20 D. 18
Bài 7. Nguyên tử
15
A có số electron độc thân là: ĐÁP ÁN: C. 3
A. 2 B. 4 C. 3 D. 5
Bài 8. Nguyên tử
26
Y có số electron độc thân là: ĐÁP ÁN: D. 4
15
A. 2 B. 3 C. 3 D. 4
Bài 9. Nguyên tử
24
X có số electron độc thân là:
A. 6 B. 5 C. 4 D. 1
Bài 10. Cấu hình electron của nguyên tử
16
X là: ĐÁP ÁN: B.1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4

A. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
5
. B.1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
.
C. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
1

3p
5
. .
D.1s
2
2s
2
2p
5
3s
2
3p
4
.
Bài 11. Xác định vị trí của nguyên tố có cấu hình sau trong bảng hệ
thống tuần hoàn: 3d
8
4s
2:
ĐÁP ÁN: b. Nhóm 8B

a. Nhóm 2B b. Nhóm 8B c. Nhóm 2A d. Nhóm 8A
Bài 12. Tổng số hạt mang điện trong hợp chất AB
2
bằng 44. Số hạt mang điện
của nguyên tử B nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử A là 4. Số hiệu
nguyên tử của A và B lần lượt là:
:
ĐÁP ÁN: D. 6 ; 8.
A. 5 ; 9. B. 7 ; 9. C. 16 ; 8. D. 6 ; 8.

Câu 13: Tổng số hạt mang điện trong ion
2
3
AB
−
bằng 82. Số hạt mang điện
trong hạt nhân của nguyên tử A nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân
của nguyên tử B là 8. Số hiệu nguyên tử của A và B là: ĐÁP ÁN: C. 16 ; 8.
A. 6 ; 14. B. 13 ; 9. C. 16 ; 8. D. 9 ; 16.
Câu 14:
Nguyên t
ố X có hai đồng vị X
1
và X
2
. Tổng số hạt không mang điện
trong X
1
và X
2
là 90. Nếu cho 1,2 gam Ca tác dụng với một lượng X vừa đủ thì
thu được 5,994 gam hợp chất CaX
2
. Biết tỉ lệ số nguyên tử X
1
: X
2
= 9 : 11.
Số khối của X
1

, X
2
lần lượt là: ĐÁP ÁN:
A. 81 và 79.
A. 81 và 79. B. 75 và 85. C. 79 và 81. D. 85 và 75.
Câu 15: Nguyên tử của ba nguyên tố nào sau đây đều có 8 electron ở lớp ngoài
cùng ?
A. Ar, Xe, Br. B. He, Ne, Ar. C. Xe, Fe, Kr. D. Kr, Ne, Ar.

Câu 16: Câu hình electron 1s2 2s2 2p6 KHÔNG thể có là:
16
A. F– (Z = 9). B. Ne (Z = 10) C. Na (Z = 11). D. Mg2+ (Z = 12).
: ĐÁP ÁN: D. Mg2+ (Z = 12).
Câu 17: Một orbital nguyên tử 3d tương ứng với bộ hai số lượng tử
nào dưới đây: ĐÁP ÁN: b. n = 3, l = 2
a. n = 3, l = 3 b. n = 3, l = 2 c. n = 2, l = 2 d. n = 3, l = 1
Câu 18: Lớp electron với số lượng tử chính n = 4 của nguyên tử có
thể chứa số electron cực đại là bao nhiêu: ĐÁP ÁN: c.32
a. 28 b. 30 c. 32 d. 34
Câu 19: Có bao nhiêu orbital 3d còn trống trong nguyên tử Clo bị kích
thích? ĐÁP ÁN: c.2
a. 4 b. 3 c. 2 d. 1
Câu 20: Số electron độc thân của nguyên tố Fe (Z = 26) là: ĐÁP ÁN:
c. 4
a. 0 b. 2 c. 4 d. 6
Câu 21: Cho biết những cấu hình electron dưới đây những cấu hình
nào không thể có: ĐÁP ÁN: a. 1p
3
a. 1p
3

b. 3p
6
c. 3s
2
d. 2s
2

Câu 22: Cấu hình electron có 4 số lượng tử sau: n = 2, l = 0, m
l
= 0, m
s
= +1/2 là: : ĐÁP ÁN: a. 2s
1
a. 2s
1
b. 2s
2
c. 2p
1
d. 2p
2
Câu 23: Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron ứng với n =
2 là:
ĐÁP ÁN: a. 8
a. 8 b. 10 c. 12 d. 14
Câu 24: Trong một nguyên tử có tối đa bao nhiêu electron ứng với n =
2, l = 1: ĐÁP ÁN: b. 6

a. 9 b. 6 c. 11 d. 12
Câu 25: Người ta sắp xếp một số orbital nguyên tử có năng lượng

tăng dần. Cách sắp xếp nào dưới dây là đúng: ĐÁP ÁN: c.3s < 3p < 4s
< 3d
a. 3s < 3p < 3d < 4s b. s < 2p < 3p < 3s
c. 3s < 3p < 4s < 3d d. 4s < 4p < 4d < 5s
17
Câu 26: Nguyên tố R (Z = 24) có cấu hình electron tương ứng với:
ĐÁP ÁN: b. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
1

a. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p

6
3d
6
b. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
1
c. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
4
4s

2
d. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
1
4p
5
Câu 27: Nguyên tố R (Z = 29) có cấu hình electron tương ứng với:
ĐÁP ÁN: a.1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
1

a. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
10
4s
1
b. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
8
4s
2
4p
1

c. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
9
4s
2
d. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
7
4s
2
4p
Câu 28: Nguyên tố R thuộc chu kỳ 3, nhóm VA, có cấu hình electron

tương tứng với: ĐÁP ÁN: d. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
3
a. 1s
2
2s
2
2p
3
b. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3d
3
c. 1s
2
2s
2

2p
6
3s
2
3p
2
d. 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
3

Câu 29:

Cấu trúc lớp electron hóa trị nguyên tử của nguyên tố được
biểu diễn bằng công thức: 5s
2
5p
4
. Nguyên tố đó ở số thứ tự là:
ĐÁP ÁN: b. 52
a. 50 b. 52 c. 54 d. 60

Câu 30: Nguyên tố R có số thứ tự Z = 28 được xếp loại là:
ĐÁP ÁN: c. Nguyên tố d

a. Nguyên tố s b. Nguyên tố p
c. Nguyên tố d d. Nguyên tố f
Câu 31: Chọn câu phát biểu đúng:
a. ∆E < 0 : electron hấp thu bức xạ b. ∆E > 0 : electron phóng
thích bức xạ: ĐÁP ÁN:c.∆E > 0 : electron hấp thu bức xạ

c.∆E > 0 : electron hấp thu bức xạ d.a và b đều đúng.
Câu 32 A và B là 2 nguyên tố thuộc 2 chu kỳ kế tiếp trong HTTH và
cùng phân nhóm. Tổng số proton trong hạt nhân 2 nguyên tố bằng
24. A và B lần lượt là: : ĐÁP ÁN:c. Oxi và Lưu huỳnh
a. Carbon và Silic b. Nitơ và Phốt pho

c. Oxi và Lưu huỳnh d. Flo và Clo
18
Câu 33: Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tố R là: 3s
2
3p
4
: ĐÁP ÁN:c.R thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA, là phi kim
a.R thuộc chu kỳ 3, nhóm IVA, là phi
b.R thuộc chu kỳ 3, nhóm IVB, là kim loại.

c.R thuộc chu kỳ 3, nhóm VIA, là phi kim
d.R thuộc chu kỳ 3, nhóm VIB, là kim loại.
Câu 34: Khối lượng nguyên tử của clo là 35,453. Trong thiên nhiên
người ta gặp hai đồng vị bền của nguyên tố đó
Cl
35
17
và

Cl
37
17
. Xác định
hàm lượng phần trăm của đồng vị
Cl
35
17
: ĐÁP ÁN: d. 77,35%
a. 22,6% b. 44,6% c. 64,6% d. 77,35%
Câu 35: Nguyên tử R có tổng số hạt các loại bằng 18. Số thứ tự Z của
R trong hệ thống tuần hoàn là: ĐÁP ÁN: b. 6
a. 5 b. 6 c. 7 d. 8
Câu 36: Xác định vị trí của nguyên tố có cấu hình sau trong bảng hệ
thống tuần hoàn: 3s
2
3p
3
ĐÁP ÁN: d. Nhóm 5A
a. Nhóm 3B b. Nhóm 5B c. Nhóm 3A d. Nhóm 5A
Câu 37: Áp dụng giả thuyết de Broglie, hãy tính bước sóng λ cho
trường hợp sau :Electron trong nguyên tử hiđrô chuyển động với
vận tốc v = 10
6
m/s; m = 9,1.10
-31
kg: ĐÁP ÁN: b. 7,27A
0
a.0,27 b. 7,27A
0

c. 72,7A
0
d. 727A
0
Câu 38: Từ phương trình Schroding er áp dụng cho hệ một e một hạt
nhân. Cho nguyên tử có Z = 1, hãy tính năng lượng electron : E
1
, E
2
và E
3
theo đơn vị nguyên tử. E = - Z
2
: 2n
2
ĐÁP ÁN: b. – 0,5; - 0,125; - 0,05.
a. 0,5; 0,125; 0,05. b. – 0,5; - 0,125; - 0,05.

c. – 0,125 ; - 0,05; - 0,5. d. – 0,5; - 0,05; - 0,125.

Câu 39: Tính bazơ của các hydroxyt tăng dần theo dãy:
ĐÁP ÁN: b. Al(OH)
3
, Mg(OH)
2
, NaOH, KOH
a. NaOH, KOH, Mg(OH)
2
, Al(OH)
3

19
b. Al(OH)
3
, Mg(OH)
2
, NaOH, KOH

c. Mg(OH)
2
, NaOH, KOH, Al(OH)
3

d. Al(OH)
3
, Mg(OH)
2
, KOH, NaOH
Câu 40: Độ mạnh của các axit dưới đây được xếp giảm dần:
ĐÁP ÁN: c. HClO
4
,

H
2
SO
4
, H
2
CO

3
, H
2
SiO
3
a. H
2
SiO
3
, H
2
CO
3
, H
2
SO
4
, HClO
4
b. H
2
SO
4
, H
2
SiO
3
, H
2
CO

3
, HClO
4
c. HClO
4
,

H
2
SO
4
, H
2
CO
3
, H
2
SiO
3
d. HClO
4
,

H
2
SiO
3
, H
2
CO

3
, H
2
SO
4
20
MỤC LỤC
NHÓM 2