Cấu hình electron hay cấu hình điện tử, nguyên tử cho biết sự phân bố các electron trong lớp vỏ nguyên tử ở các trạng thái năng lượng khác nhau hay ở các vùng hiện diện của chúng. Vậy cách viết cấu hình Electron như thế nào? Mời các bạn cùng theo dõi bài viết dưới đây của Download.vn nhé.

Trong bài viết hôm nay Download.vn xin trân trọng giới thiệu toàn bộ các kiến thức về cách viết cấu hình electron ví dụ minh họa, bài tập trắc nghiệm kèm theo tự luận. Qua tài liệu này các em có thêm tư liệu tự học, tự nghiên cứu để học tốt môn Hóa học. Ngoài ra các bạn xem thêm tài liệu về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

A. Lý thuyết và Phương pháp giải

- Nắm chắc cách viết cấu hình electron nguyên tử dựa vào nguyên lý vững bền, nguyên lý Pauli và quy tắc Hund:

+ Nguyên lý Pauli: Trên một obital nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa là hai electron và hai electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.

+ Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obital sao cho số electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.

+ Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các obital có mức năng lượng từ thấp đến cao

* Các bước viết cấu hình electron nguyên tử

+ Xác định số electron trong nguyên tử.

+ Phân bố các electron theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần.

+ Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp electron trong một lớp.

Ví dụ: 26 Fe.

+ Có 26 e

+ Viết theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần:

1s² 2s² 2p⁶ 3s²3p⁶ 4s² 3d⁶

+ Sau đó viết lại theo thứ tự các phân lớp electron trong 1 lớp:

1s² 2s² 2p⁶ 3s²3p⁶ 3d⁶ 4s²

+ Viết gọn: [Ar] 3d⁶4s²

* Chú ý:

+ Trật tự các mức năng lượng AO tăng dần như sau:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

+ Dạng (n – 1)d⁴ns² chuyển thành (n – 1)d⁵ns¹

(n – 1)d⁹ns² chuyển thành (n – 1)d¹⁰ns¹

* Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng để suy ra tính chất của nguyên tố hóa học.

Sơ đồ hình thành ion nguyên tử:

M → Mⁿ⁺ + ne

X + me → X^m-.

B. Ví dụ minh họa

Ví dụ 1: Cho biết số electron tối đa trong 1 lớp, 1 phân lớp

Hướng dẫn:

*Số electron tối đa trong một phân lớp

+ Phân lớp s chứa tối đa 2e

+ Phân lớp p chứa tối đa 6e

+ Phân lớp d chứa tối đa 10e

+ Phân lớp f chứa tối đa 14e

* Số electron tối đa trong một lớp

+ Lớp thứ nhất có tối đa 2e

+ Lớp thứ hai có tối đa 8e

+ Lớp thứ ba có tối đa 18e

Ví dụ 2: Nguyên tử X có ký hiệu ₂₆⁵⁶X. Cho các phát biểu sau về X:

(1) Nguyên tử của nguyên tố X có 8 electron ở lớp ngoài cùng.

(2) Nguyên tử của nguyên tố X có 30 nơtron trong hạt nhân.

(3) X là một phi kim.

(4) X là nguyên tố d.

Trong các phát biểu trên, những phát biểu đúng là?

A. (1), (2), (3) và (4).

B. (1), (2) và (4).

C. (2) và (4).

D. (2), (3) và (4).

Hướng dẫn:

Do có sự chèn mức NL nên electron được phân bố như sau:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶

Cấu hình electron của X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²hay [Ar] 3d⁶4s²

- Số e lớp ngoài cùng là 2 do đó X là Kim loại

- N = A – Z = 56 – 26 = 30

- Electron cuối cùng phân bố trên phân lớp 3d nên X là nguyên tố d.

⇒ Chọn C.

Ví dụ 3: Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X có dạng [Ne]3s²3p3. Phát biểu nào sau đây là sai?

A. X ở ô số 15 trong bảng tuần hoàn.

B. X là một phi kim.

C. Nguyên tử của nguyên tố X có 9 electron p.

D. Nguyên tử của nguyên tố X có 3 phân lớp electron.

Hướng dẫn:

⇒ Chọn C.

Ví dụ 4: Cấu hình electron nào sau đây viết sai?

A. 1s²2s²2p⁵

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²

Hướng dẫn:

Cấu hình 1s²2s²p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵thiếu phân lớp 3d. Trước khi electron được điền vào phân lớp 4p phải điền vào phân lớp 3d.

⇒ Chọn C.

Ví dụ 5: Một nguyên tử của nguyên tố X có 3 lớp electron. Lớp ngoài cùng có 4 electron. Xác định số hiệu nguyên tử của X. Viết cấu hình e của X

Hướng dẫn:

Z = 2 + 8 + 4 = 14

Cấu hình e của X là 1s²2s²p⁶3s²3p²

Ví dụ 6: Một nguyên tố d có 4 lớp electron, phân lớp ngoài cùng đã bão hòa electron. Tổng số electron s và electron p của nguyên tố này là

Hướng dẫn:

Nguyên tố d có 4 lớp electron → electron cuối cùng trên phân lớp 3d.

Cấu hình electron của nguyên tố này có dạng: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d^X4s².

Vậy tổng số electron s và electron p là 20

Ví dụ 7

Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản là 34 hạt, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10 hạt. Số electron lớp ngoài cùng của X là

A 1.

B 2.

C 6.

D 7.

Đáp án: A

Hướng dẫn giải

Trong nguyên tử có 3 loại hạt cơ bản là: p, n, e

Trong đó:

+ Số p = số e = Z (mang điện)

+ Số n = N (không mang điện)

Đặt số p = số e = Z; số n = N

- Tổng số hạt cơ bản p, n, e là 34 hạt → 2Z + N = 34 (1)

- Số hạt mang điện (p, e) nhiều hơn số hạt không mang điện (n) là 10 hạt → 2Z - N = 10 (2)

Giải (1) và (2) ⟹ Z = 11, N = 12

→ Cấu hình e của X: 1s²2s²2p⁶3s¹

→ Số e lớp ngoài cùng là 1

Ví dụ 8

Nguyên tử nguyên tố Y có số khối là 16. Trong hạt nhân của Y, số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện. Cấu hình electron của Y là

A 1s²2s²2p⁴.

B 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴.

C 1s²2s²2p⁶.

D 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Đáp án: A

- Số khối: A = Z + N

- Hạt nhân chứa p (mang điện) và n (không mang điện)

- Nguyên tử nguyên tố Y có số khối là 16 → Z + N = 16 (1)

- Trong hạt nhân của Y, số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện → Z = N (2)

Giải (1) và (2) ⟹ Z = N = 8

→ Cấu hình e của Y: 1s²2s²2p⁴

Ví dụ 9

Tổng số hạt trong nguyên tử của nguyên tố X là 40. Nguyên tử X có 3 electron ở lớp ngoài cùng. Số hiệu nguyên tử của X là:

A. 13

B. 12

C. 11

D. 31

Đáp án: A

Gợi ý đáp án

Tổng số hạt : p + n + e = 40 => 2p + n = 40

Lại có : p ≤ n ≤ 1,5p

=> p ≤ (40 – 2p) ≤ 1,5p

=> 11,4 ≤ p ≤ 13,3

=> p = 12 hoặc p = 13

+) Nếu p = 12 => Cấu hình e : 1s²2s²2p⁶3s²

+) Nếu p = 13 => Cấu hình e : 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

X có 3 electron ở lớp ngoài cùng => p = 13

C. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1. Cation R⁺ có cấu hình e ở phân lớp ngoài cùng là 2p⁶. Vị trí của R trong BTH là.

A. Chu kì 2, nhóm VIA

B. Chu kì 2, nhóm VIIIA

C. Chu kì 3, nhóm VIIA

D. Chu kì 3, nhóm IA

Câu 2. X có cấu hình e: 1s²2s²2p⁶3s²3p³. Vị trí của X trong BTH là:

A. Chu kì 3, nhóm VA

B. Chu kì 3, nhóm IIIA

C. Chu kì 3, nhóm VB

D. Chu kì 3, nhóm IIIB

Câu 3. Cấu hình electron của ion X²⁺ là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶. Trong BTH các nguyên tố hoá học, nguyên tố X thuộc

A. chu kì 4, nhóm VIIIB

B. chu kì 4, nhóm VIIIA.

C. chu kì 3, nhóm VIB.

D. chu kì 4, nhóm IIA

Câu 4. Nguyên tố X ở chu kì 3, nhóm VIA. Nhận xét nào dưới đây sai khi nói về X.

A. X là nguyên tố p

B. X có 6e ở lớp ngoài cùng

C. X có 3 lớp electron

D. X có 6 lớp electron

Câu 5. Y có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d²4s². Nhận xét nào dưới đây sai khi nói về Y.

A. Y thuộc chu kì 4, nhóm IVB

B. Y có 2 e ở lớp ngoài cùng

C. Y là nguyên tố d

D. Y là phi kim

Câu 6. Cấu hình electron của A là. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d^x4s². Để A ở chu kì 4, nhóm IIA trong BTH thì giá trị của x là.

A. 10

B. 0

C. 8

D. 7

Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 5,85 g một kim loại M thuộc nhóm IA vào 194,3 g H₂O, thu được 1,68 lít H₂ (đktc) và dung dịch A. Kim loại M và nông độ % của chất tan trong dung dịch A là

A. Na và 4,2%

B. K và 4,2%

C. Na và 5,4%

D. K và 5,3%

Câu 8. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt electron trong các phân lớp p là 7. Số hạt mang điện của một nguyên tử Y nhiều hơn số hạt mang điện của một nguyên tử X là 8 hạt. Tìm các nguyên tố X và Y

Câu 9. Nguyên tố X có Z = 28, cấu hình electron của ion X²⁺ là:

A. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁸

B. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶

C. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 4s²3d⁶

D. 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸

Câu 10. Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng ở mức cao nhất là 3p. nguyên tử của nguyên tố Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở lớp ngoài cùng. Nguyên tử X va Y có số electron hơn kém nhau 3. Nguyên tử X, Y lần lượt là:

A. Khí hiếm và kim loại

C. Kim loại và kim loại

B. Kim loại và khí hiếm

D. Phi kim và kim loại

Câu 11. Ion X^a+ có tổng số hạt là 80; số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 20; tổng số hạt trong hạt nhân của ion X^a+ là 56. Hãy cho biết cấu hình electron đúng của X^a+?

A. [18Ar] 3d⁸

B. [18Ar] 3d⁶

C. [18Ar] 3d⁴4s²

D. [18Ar] 3d⁴

Câu 12. Nguyên tố A có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹. Nguyên tố B có phân lớp cuối là 3p⁵. Viết cấu hình electron đầy đủ của A, B. Xác định tên A, B.

Câu 13. Nguyên tử A có e ở phân lớp 3d chỉ bằng một nửa phân lớp 4s.Cấu hình electron của nguyên tử A là

A. [Ar]3d¹4s²

B. [Ar]3d⁴4s²

C. [Ne]3d¹4s²

D. [Ar]3d³4s²

Câu 14. Nguyên tử M có cấu hình electron ngoài cùng là 3d⁷4s². Số hiệu nguyên tử của M

A. 24

B. 25

C. 27

D. 29

Câu 15. Viết cấu hình electron của các ion Cu²⁺, N^3-, Fe³⁺, Cl^-,Al³⁺. Biết số thứ tự nguyên tố lần lượt là: Cu (Z = 29), N (Z = 7), Fe (Z = 26), Cl (Z = 17), Al (Z = 13).

D. Bài tập tự luận

Bài 1. Nguyên tử X có tổng số hạt là 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16.

a. Xác định vị trí của X trong BTH các nguyên tố hóa học.

b. Xác định tên nguyên tố X.

Bài 2. Nguyên tử R có tổng số hạt là 93, trong đó số hạt không mang điện tích bằng 60,3448% số hạt mang điện.

a. Xác định vị trí của R trong BTH các nguyên tố hóa học

b. Xác định nguyên tố R.

Bài 3. Tổng số hạt trong ion là 24, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10.

a. Xác định vị trí của X trong BTH các nguyên tố hóa học

b. Viết công thức oxit cao nhất của X.

Bài 4. Ion R⁺ và X^2- đều có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 3p⁶.

a. Xác định vị trí của nguyên tố R, X trong BTH

b. Viết công thức oxit cao nhất của R, X.

Bài 5. Nguyên tử X có 7 electron p, nguyên tử Y có tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt mang điện của nguyên tử X là 8 hạt.

a. Xác định vị trị của X,Y trong BTH

b. Xác định nguyên tố X, Y.

Bài 6. Nguyên tử X có phân lớp ngoài cùng là 3p^x, nguyên tử Y có phân lớp ngoài cùng là 4s^y. Biết tổng số electron của 2 phân lớp này là 7. Biết X và Y dễ dàng phản ứng với nhau.

a. Xác định vị trí của X, Y trong BTH

b. Xác định nguyên tố X, Y.

Bài 7. Nguyên tử X có tổng số hạt là 28. Viết cấu hình electron của X. Biết X thuộc nhóm VIIA.

Bài 8. Trong ion R²⁺ có tổng số hạt là 78, trong đó số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện tích âm là 7.

a. Xác định vị trí của nguyên tố R trong BTH

b. Xác định nguyên tố X.

Bài 9. Trong phân tử XY₂ có tổng số hạt proton là 26. Biết X và Y là hai nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên tiếp trong cùng một chu kì.

a. Xác định vị trí của X và Y trong BTH

b. Xác định công thức phân tử XY₂.

Bài 10. Trong phân tử X₂Y có tổng số hạt là 22. Biết X và Y là 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên tiếp trong cùng một chu kì. Xác định công thức phân tử của X và Y.

Bài 11. Hai nguyên tố A và B thuộc cùng một phân nhóm và hai chu kì liên tiếp trong BTH. Tổng số hạt proton trong nguyên tử của A và B là 32.

a. Xác định vị trí của hai nguyên tố trong BTH.

b. Xác định nguyên tố A và B

Bài 12. Cho hai nguyên tố X và Y cùng nằm trong một phân nhóm của hai chu kỳ liên tiếp. Tổng số điện tích hạt nhân của X và Y là 24.

a. Xác định tên nguyên tố

b. Xác định vị trí của X và Y trong BTH.

Bài 13. Trong phân tử XY₂ có tổng số proton là 32. Biết X và Y là 2 nguyên tố trong cùng phân nhóm và thuộc chu kì liên tiếp (Z_X > Z_Y). Xác định tên công thức phân tử XY₂.

Bài 14:  A và B là hai nguyên tố ở cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng HTTH. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32.( Mg và Ca)

Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A và B có tthể tạo thành

Bài 15: Oxit của một nguyên tố ứng với công thức là R₂O₅. Hợp chất của nguyên tố đó với H có 8,82% H về khối lượng. Xác định R? ( P)

Bài 16: Hợp chất khí với H của một nguyên tố ứng với công thức RH₄. Oxit cao nhất của nó chứa 53,3%O. Gọi tên nguyên tố đó? ( Si)

Bài 17: M thuộc nhóm IIIA. Trong oxit bậc cao nhất của M, oxi chiếm 47,05% khối lượng. X thuộc nhóm VIA, trong oxit bậc cao nhất, X chiếm 40% về khối lượng. Xác định tên của nguyên tố M và X. Viết CTPT của các oxit trên? ( M: Al, X: S)

Bài 18: Nguyên tử nguyên tố X có số e ở mức năng lượng cao nhất là 4p⁵, tỉ số giữa số hạt không mang điện và số hạt mang điện là 0,6429.

a. Tìm số điện tích hạt nhân, số khối của X? ( Br, 80)

b. Nguyên tử nguyên tố R có số notron bằng 57,143% số p của X. Khi cho R tác dụng với X thì thu được hợp chất RX₂ có khối lượng gấp 5 lần khối lượng R đã phản ứng. Viết cấu hình e nguyên tử của R và phản ứng giữa R với X? ( R : Ca)

c. Nguyên tử nguyên tố X có số khối nhỏ hơn 36 và tổng số hạt cơ bản là 52. Tìm số p, n và suy ra X? (Cl)

Bài 19. Nguyên tố X có tổng số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm là 4, viết các công thức cấu tạo của X với H, O, cả 2, cho biết các loại liên kết có trong các công thức mà bạn vừa viết?

Bài 20: Một hợp chất B được tạo bởi một kim loại hóa trị II và một phi kim hóa trị I. Tổng số hạt trong phân tử B là 290. Tổng số hạt không mang điện là 110. Hiệu số hạt không mang điện giữa phi kim và kim loại là 70. Tỉ lệ số hạt mang điện của kim loại so với phi kim trong B là 2/7. Tìm A, Z của kim loại và phi kim trên? ( CaBr₂)

Bài 21

a) Viết cấu hình electron của các ion Fe²⁺, Fe³⁺, S^2-, Ni và Ni²⁺ biết S ở ô 16, Fe ở ô 26 và Ni ở ô thứ 28 trong bảng tuần hoàn.

b) Trong các cấu hình electron sau, hãy chỉ ra điểm sai ở mỗi cấu hình.Viết lại cho đúng mỗi cấu hình trên. Mỗi cấu hình đúng đó là cấu hình của nguyên tử nào.Hãy viết một phương trình phản ứng chứng minh tính chất hoá học điển hình của nguyên tử nguyên tố đó.

1s²2s¹2p⁵

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶

1s²2s²2p⁶4p⁶4s²

c) Viết cấu hình electron của Cu (Z=29); Cr (Z=24), và xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.