Mô hình nguyên tử và obitan nguyên tử: Rutherford, Bohr, obitan s, p, d, f và bài tập có đáp án Hóa 10
Obitan nguyên tử là khu vực không gian quanh hạt nhân có xác suất tìm thấy electron lớn nhất. Bài viết tóm tắt mô hình Rutherford, Bohr, hình dạng obitan s, p, sức chứa 2 electron và bài tập có đáp án Hóa 10.
Obitan nguyên tử là gì?
Obitan nguyên tử là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà xác suất tìm thấy electron ở đó lớn nhất (khoảng $90\%$). Khái niệm này thuộc mô hình hiện đại của nguyên tử, ra đời sau các mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford và Bohr.
Các mô hình nguyên tử
| Mô hình | Nội dung chính |
|---|---|
| Thomson (1904) | Nguyên tử là khối cầu mang điện dương, electron nằm xen kẽ |
| Rutherford (1911) | Nguyên tử có hạt nhân nhỏ, mang điện dương, electron chuyển động xung quanh (rút ra từ thí nghiệm tán xạ hạt $\alpha$ qua lá vàng) |
| Bohr (1913) | Electron chuyển động trên các quỹ đạo tròn xác định, mỗi quỹ đạo có một mức năng lượng |
| Hiện đại | Electron chuyển động rất nhanh trong không gian quanh hạt nhân, không có quỹ đạo xác định, được mô tả bằng obitan |
Obitan nguyên tử
- Obitan $s$ có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân; mỗi lớp có $1$ obitan $s$.
- Obitan $p$ có dạng hai thùy hình số $8$ nổi, có $3$ obitan $p_x, p_y, p_z$ định hướng theo ba trục vuông góc.
- Có $5$ obitan $d$ và $7$ obitan $f$ với hình dạng phức tạp hơn.
Ví dụ 1
Phân lớp $p$ chứa tối đa bao nhiêu electron?
Có $3$ obitan, mỗi obitan tối đa $2$ electron nên tối đa $6$ electron.
Ví dụ 2
Phân lớp $d$ có bao nhiêu obitan, chứa tối đa bao nhiêu electron?
$5$ obitan, tối đa $10$ electron.
Biểu diễn obitan
Mỗi obitan được vẽ bằng một ô vuông, electron là mũi tên: $\uparrow$ hoặc $\downarrow$. Ô có hai mũi tên ngược chiều là obitan đã ghép đôi electron, ô có một mũi tên là electron độc thân.
Xem bài: Thành phần của nguyên tử
Những lỗi thường gặp
Bài tập thực hành
- Obitan nguyên tử là gì?
- Mỗi obitan chứa tối đa bao nhiêu electron?
- Phân lớp $f$ có bao nhiêu obitan, tối đa bao nhiêu electron?
- Hình dạng của obitan $s$ và obitan $p$ khác nhau thế nào?
- Mô hình nào rút ra từ thí nghiệm tán xạ hạt $\alpha$?
Đáp án
- Khu vực không gian quanh hạt nhân có xác suất tìm thấy electron lớn nhất.
- $2$ electron.
- $7$ obitan, tối đa $14$ electron.
- $s$ hình cầu; $p$ hình số $8$ nổi, định hướng theo trục.
- Mô hình hành tinh nguyên tử của Rutherford.
Tổng kết
Bài học liên quan
Bài trước: Đồng vị và nguyên tử khối trung bình
Bài tiếp theo: Lớp và phân lớp electron
Xem tất cả bài học chủ điểm Cấu tạo nguyên tử
Câu hỏi thường gặp
Obitan nguyên tử là gì?
Là vùng không gian quanh hạt nhân có xác suất tìm thấy electron lớn nhất.
Mỗi obitan có tối đa bao nhiêu electron?
Tối đa $2$ electron có spin ngược nhau.
Có bao nhiêu loại obitan?
Ở chương trình phổ thông có $s, p, d, f$ với số obitan lần lượt là $1, 3, 5, 7$.
Mô hình Bohr khác mô hình hiện đại ở điểm nào?
Bohr cho electron chuyển động trên quỹ đạo xác định, mô hình hiện đại dùng obitan với xác suất.