Câu 13
Hãy tìm số hạng nguyên tử cho các nguyên tố sau: Cu, Cr, Au, Ag. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố đó.
Hãy nhập câu hỏi của bạn vào đây, nếu là tài khoản VIP, bạn sẽ được ưu tiên trả lời.
Nguyên tố cần tìm thuộc nhóm VIIA → nguyên tử có 7e ở lớp ngoài cùng. Vì lớp thứ nhất chỉ chứa tối đa 2e nên nguyên tử của nguyên tố này phải có ít nhất 2 lớp electron (n ≥ 2).
+ Nếu n = 2, có 2 lớp e, số e ở các lớp là : 2,7 → nguyên tử gồm : 9p, 9e và 10n (tổng số hạt là 28, phù hợp đề bài).
+ Nếu n = 3, có 3 lớp e, số e ờ các lớp là : 2, 8, 7 → vậy chỉ riêng số p + số e = 17 + 17 = 34 > 28 → trái với đề bài. Vậy nguyên tố cần tìm có z = 9 với cấu hình electron : 1 s 2 2 s 2 2 p 5
Cấu hình electron của Al, Mg, Na, Ne :
Al 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 1 |
Mg 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 |
Na 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 1 |
Ne 1 s 2 2 s 2 2 p 6 |
Từ các cấu hình trên ta dễ dàng thấy rằng nếu :
nguyên tử Na nhường le để trở thành ion Na + ;
nguyên tử Mg nhường 2e để trở thành ion Mg 2 + ;
nguyên tử Al nhường 3e để trở thành ion Al 3 + ,
thì các ion được hình thành có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm Ne với 8 electron ở lớp ngoài cùng.
Ta đã biết cấu hình electron của các khí hiếm với 8 electron (đối với He là electron) ở lớp ngoài cùng là một cấu hình electron vững bền. Vì vậy, các nguyên tử kim loại có khuynh hướng dễ nhường electron để có cấu hình electron vững bền của khí hiếm đứng trước.
O: 1 s 2 2 s 2 2 p 4
F: 1 s 2 2 s 2 2 p 5
Ne: 1 s 2 2 s 2 2 p 6
Từ các cấu hình trên ta dễ dàng thấy rằng nếu nguyên tử F nhận thêm 1e để trở thành ion F - , nguyên tử O nhận thêm 2e để trở thành ion O 2 - thì các ion được hình thành có cấu hình electron giống cấu hình electron của khí hiếm Ne với 8 electron ở lớp ngoài cùng.
Như ta đã biết, cấu hình electron của các khí hiếm với 8 electron (đối với He là 2 electron) ở lớp ngoài cùng là một cấu hình electron vững bền (năng lượng thấp). Vì vậy, các nguyên tử phi kim có khuynh hướng nhận electron để có cấu hình electron vững bền của khí hiếm đứng sau.
Công thức tổng quatscuar số hạng nguyên tử là:\(^{^{2s+1}}X_j\)
+ với Cu ta có cấu hình e:\(^{1s^22s^22p^63s^23p^64s^13d^{10}}\) số e độc thân N=1 =>s=\(\frac{N}{2}=0.5\)
\(L=\Sigma ml=0\) =>X là S , mặt khác số e phân lớp ngoài cùng điền vào các ô lượng tử bằng 1 nửa trạng thái bão hòa =>j=|L-s|=0.5
Số hạng nguyên tử của Cu là \(^2S_{0.5}\)
+ với Cr ta có cấu hình e :\(^{1s^22s^22p^63s^23p^64s^13d^5}\) số e độc thân N=6 => s=N/2=3
\(L=\Sigma ml=0\) suy ra X là S
Mặt khác ta có số e điền ở phân lớp ngoài cùng băng 1 nửa trạng thái bão hòa =>j=|L-s|=3
số hạng nguyên tử của Cr là \(^7S_3\)
+ với Ag ta có cấu hình e :\(1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^65s^14d^{10}\) số e độc thân N=1 =>s=N/2=0.5
\(L=\Sigma ml=0\) suy ra X là S
Số e điền ở phân lớp ngoài cùng bằng 1 nửa trạng thái bão hòa => j=|L-s|=0.5
Suy ra số hạng nguyên tử của Ag là :\(^2S_{0.5}\)
+ với Au ta có cấu hình e:\(1s^22s^22p^63s^23p^64s^23d^{10}4p^65s^24d^{10}5p^66s^14f^{14}5d^{10}\) số e độc thân là N=1 => s=N/2=0.5
\(L=\Sigma ml=0\) suy ra X là S
Số e điền vào phân lớp ngoài cùng chỉ băng 1 nửa trạng thái bão hòa =>j=|L-s|=0.5
Suy ra số hạng nguyên tử của Au là :\(^2S_{0.5}\).
Ta có: Cu: 1s\(^2\)2s\(^2\)2p\(^6\)3s\(^2\)3p\(^6\)4s\(^1\)3d\(^{10}\)
N=1, S=\(\frac{N}{2}\)=\(\frac{1}{2}\)=> 2s+1= 2; L=0; J= L+S=\(\frac{1}{2}\) => S\(^2_{\frac{1}{2}}\)
Cr: 1s\(^2\)2s\(^2\)2p\(^6\)3s\(^2\)3p\(^6\)4s\(^1\)3d\(^5\)
N=6, S=\(\frac{N}{2}\)=3, => 2s+1= 7; L=0; J=|L-S|=|0-3|=3 => S\(^7_3\)
Au: 1s\(^2\)2s\(^2\)2p\(^6\)3s\(^2\)3p\(^6\)4s\(^2\)3d\(^{10}\)4p\(^6\)5s\(^2\)4d\(^{10}\)5p\(^6\)6s\(^2\)4f\(^{14}\)5d\(^9\)
N=1, S=\(\frac{N}{2}\)=\(\frac{1}{2}\), => 2s+1= 2, L= 2, J=L+S= 2+ \(\frac{1}{2}\)=\(\frac{5}{2}\) => D\(^2_{\frac{5}{2}}\)
Ag: 1s\(^2\)2s\(^2\)2p\(^6\)3s\(^2\)3p\(^6\)4s\(^2\)3d\(^{10}\)4p\(^6\)5s\(^1\)4d\(^{10}\)
N=1, S=\(\frac{1}{2}\), 2s+1=2, L=0, J= \(\frac{1}{2}\) => S\(^2_{\frac{1}{2}}\)