Cấu Hình Orbital là một khái niệm quan trọng trong hóa học, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về sự phân bố electron trong nguyên tử và từ đó dự đoán được tính chất hóa học của nguyên tố. Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về cách biểu diễn cấu hình electron theo orbital, đặc biệt tập trung vào lớp ngoài cùng, đồng thời xác định số electron độc thân của các nguyên tử.
Biểu diễn cấu hình electron theo orbital (lớp ngoài cùng) và số electron độc thân (Z = 1-20)
Để hiểu rõ hơn về cấu hình orbital, chúng ta sẽ xét các nguyên tử có số hiệu nguyên tử (Z) từ 1 đến 20. Việc biểu diễn cấu hình orbital giúp xác định số electron độc thân, yếu tố quyết định đến khả năng liên kết hóa học của nguyên tử.
| Số hiệu nguyên tử Z | Orbital | Số electron độc thân |
|---|---|---|
| 1 (Hydrogen) | 1 |
Hydrogen (Z=1) có cấu hình electron 1s1. Electron duy nhất chiếm một orbital s, do đó có 1 electron độc thân.
| 2 (Helium) | | 0 |
Helium (Z=2) có cấu hình electron 1s2. Hai electron chiếm đầy orbital s, tạo thành một cấu hình bền vững và không có electron độc thân.
| 3 (Lithium) | | 1 |
Lithium (Z=3) có cấu hình electron 1s22s1. Lớp ngoài cùng (n=2) có một electron duy nhất trên orbital s, nên có 1 electron độc thân.
| 4 (Beryllium) | | 0 |
Beryllium (Z=4) có cấu hình electron 1s22s2. Lớp ngoài cùng (n=2) có hai electron chiếm đầy orbital s, do đó không có electron độc thân.
| 5 (Boron) | | 1 |
Boron (Z=5) có cấu hình electron 1s22s22p1. Lớp ngoài cùng (n=2) có một electron độc thân trên một trong ba orbital p.
| 6 (Carbon) | | 2 |
Carbon (Z=6) có cấu hình electron 1s22s22p2. Lớp ngoài cùng (n=2) có hai electron độc thân trên hai orbital p khác nhau (theo quy tắc Hund).
| 7 (Nitrogen) | | 3 |
Nitrogen (Z=7) có cấu hình electron 1s22s22p3. Lớp ngoài cùng (n=2) có ba electron độc thân, mỗi electron chiếm một trong ba orbital p (cấu hình bền vững).
| 8 (Oxygen) | | 2 |
Oxygen (Z=8) có cấu hình electron 1s22s22p4. Lớp ngoài cùng (n=2) có hai electron độc thân. Một trong ba orbital p chứa hai electron, hai orbital còn lại chứa một electron.
| 9 (Fluorine) | | 1 |
Fluorine (Z=9) có cấu hình electron 1s22s22p5. Lớp ngoài cùng (n=2) có một electron độc thân trên một trong ba orbital p.
| 11 (Sodium) | | 1 |
Sodium (Z=11) có cấu hình electron 1s22s22p63s1. Lớp ngoài cùng (n=3) có một electron độc thân trên orbital s.
| 13 (Aluminum) | | 1 |
Aluminum (Z=13) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p1. Lớp ngoài cùng (n=3) có một electron độc thân trên orbital p.
| 15 (Phosphorus) | | 3 |
Phosphorus (Z=15) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p3. Lớp ngoài cùng (n=3) có ba electron độc thân trên orbital p.
| 17 (Chlorine) | | 1 |
Chlorine (Z=17) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p5. Lớp ngoài cùng (n=3) có một electron độc thân trên orbital p.
| 18 (Argon) | | 0 |
Argon (Z=18) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p6. Lớp ngoài cùng (n=3) có cấu hình electron bão hòa, không có electron độc thân.
| 19 (Potassium) | | 1 |
Potassium (Z=19) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p64s1. Lớp ngoài cùng (n=4) có một electron độc thân trên orbital s.
| 20 (Calcium) | | 0 |
Calcium (Z=20) có cấu hình electron 1s22s22p63s23p64s2. Lớp ngoài cùng (n=4) có hai electron chiếm đầy orbital s, do đó không có electron độc thân.
Hiểu rõ cấu hình orbital và số electron độc thân giúp dự đoán khả năng tạo liên kết hóa học của các nguyên tố và tính chất của các hợp chất chúng tạo thành. Đây là một kiến thức nền tảng quan trọng trong hóa học.
