Lớp và phân lớp electron: số phân lớp, sức chứa tối đa 2n² và thứ tự mức năng lượng, bài tập có đáp án
Lớp và phân lớp electron mô tả cách electron phân bố quanh hạt nhân. Lớp n có n phân lớp, chứa tối đa 2n² electron. Thứ tự mức năng lượng các phân lớp, ví dụ và bài tập có đáp án Hóa 10.
Lớp và phân lớp electron là gì?
Lớp và phân lớp electron là cách chia các electron trong nguyên tử theo mức năng lượng. Các electron cùng lớp có năng lượng gần bằng nhau, còn mỗi lớp lại chia thành các phân lớp $s, p, d, f$ có năng lượng hơi khác nhau.
Lớp electron
Các lớp được đánh số $n = 1, 2, 3, 4, \dots$ tính từ gần hạt nhân ra, tương ứng với tên K, L, M, N. Lớp càng xa hạt nhân thì mức năng lượng càng cao.
Phân lớp electron
| Phân lớp | Số obitan | Số electron tối đa |
|---|---|---|
| $s$ | $1$ | $2$ |
| $p$ | $3$ | $6$ |
| $d$ | $5$ | $10$ |
| $f$ | $7$ | $14$ |
| Lớp | Tên | Các phân lớp | Tối đa |
|---|---|---|---|
| $n = 1$ | K | $1s$ | $2$ |
| $n = 2$ | L | $2s, 2p$ | $8$ |
| $n = 3$ | M | $3s, 3p, 3d$ | $18$ |
| $n = 4$ | N | $4s, 4p, 4d, 4f$ | $32$ |
Ví dụ 1
Lớp $L$ có bao nhiêu electron tối đa?
$2 \cdot 2^2 = 8$ electron (gồm $2s^2$ và $2p^6$).
Thứ tự mức năng lượng
Thứ tự tăng dần mức năng lượng của các phân lớp:
$$1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s$$
Ví dụ 2
Phân lớp nào có năng lượng thấp hơn: $4s$ hay $3d$?
$4s$ thấp hơn $3d$ nên electron điền vào $4s$ trước.
Xem bài: Mô hình nguyên tử và obitan nguyên tử
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Lớp $M$ có bao nhiêu phân lớp, gồm những phân lớp nào?
- Lớp $N$ chứa tối đa bao nhiêu electron?
- Phân lớp $3d$ chứa tối đa bao nhiêu electron?
- Sắp xếp theo thứ tự năng lượng tăng dần: $3p$, $4s$, $3d$, $2p$.
- Lớp $n = 3$ có bao nhiêu obitan?
Đáp án
- $3$ phân lớp: $3s$, $3p$, $3d$.
- $32$ electron.
- $10$ electron.
- $2p < 3p < 4s < 3d$.
- $3^2 = 9$ obitan.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài trước: Mô hình nguyên tử và obitan nguyên tử
Bài tiếp theo: Cấu hình electron của nguyên tử
Xem tất cả bài học chủ điểm Cấu tạo nguyên tử
Câu hỏi thường gặp
Lớp electron là gì?
Là tập hợp các electron có mức năng lượng gần bằng nhau, đánh số $n = 1, 2, 3, \dots$.
Công thức số electron tối đa của lớp?
$2n^2$.
Mỗi lớp có bao nhiêu phân lớp?
Lớp $n$ có $n$ phân lớp (đến $n=4$).
Thứ tự điền electron vào các phân lớp thế nào?
Theo mức năng lượng tăng dần: $1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, \dots$