Cấu hình electron của ion Fe3+ là một kiến thức quan trọng trong hóa học. Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ cách xác định cấu hình electron của Fe3+ và các ví dụ minh họa.
Cấu Hình Electron Của Fe3+
Cấu hình electron của ion Fe3+ là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵.
Viết gọn: [Ar]3d⁵.
Cách Xác Định Cấu Hình Electron Fe3+
Để xác định cấu hình electron của Fe3+, ta thực hiện theo các bước sau:
- Xác định cấu hình electron của nguyên tử Fe.
- Xác định số electron mà nguyên tử Fe nhường đi để tạo thành ion Fe3+.
- Loại bỏ số electron tương ứng từ cấu hình electron của nguyên tử Fe, bắt đầu từ lớp ngoài cùng (4s) rồi đến lớp kế tiếp (3d).
Ví dụ:
Cấu hình electron của nguyên tử Fe (Z = 26) là: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s² hay [Ar]3d⁶ 4s².
Nguyên tử Fe nhường 3 electron để tạo thành ion Fe3+:
Fe → Fe3+ + 3e
Do đó, cấu hình electron của ion Fe3+ là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ hay [Ar]3d⁵.
Hình ảnh minh họa sự thay đổi cấu hình electron từ nguyên tử Fe sang ion Fe3+, cho thấy việc loại bỏ electron khỏi orbital 4s và 3d.
Ví Dụ Minh Họa
Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 82. Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 4. Cấu hình electron của cation X3+ là
A. [Ar]3d³ 4s².
B. [Ar]3d⁵.
C. [Ar]3d⁴ 4s¹.
D. [Ar]3d⁶ 4s².
Lời giải:
Đáp án B
Gọi số hạt electron, proton, neutron của nguyên tử X là e, p, n.
Theo bài, ta có hệ:
2p + n = 82
n – p = 4
e = p
⇒ e = p = 26
n = 30
⇒ Cấu hình electron của X là [Ar]3d⁶ 4s².
X → X3+ + 3e
⇒ Cấu hình electron của X3+ là [Ar]3d⁵.
Câu 2: Cation X3+ có tổng số hạt mang điện là 49. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn là
A. chu kì 4, nhóm VIIIB.
B. chu kì 4, nhóm IIIA.
C. chu kì 3, nhóm IIIA.
D. chu kì 3, nhóm VIIIB.
Lời giải:
Đáp án A
Gọi số hạt electron của nguyên tử X là e.
⇒ Số hạt proton của nguyên tử X là e.
Cation X3+ có tổng số hạt mang điện là 49.
⇒ (e – 3) + e = 49
⇒ e = 26.
⇒ Cấu hình electron của nguyên tử X là [Ar]3d⁶ 4s².
⇒ Nguyên tố X thuộc chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm VIIIB (do 8 electron hóa trị, nguyên tố d).
Hình ảnh bảng tuần hoàn, làm nổi bật vị trí của sắt (Fe) thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB, giúp hình dung mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí nguyên tố.
Hy vọng qua bài viết này, bạn đã nắm vững kiến thức về cấu hình electron của ion Fe3+ và có thể áp dụng để giải các bài tập liên quan.