CHUYÊN ĐỀ 4 : BỐN SỐ LƯỢNG TỬ XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA MỘT ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ KHÁI NIỆM VỀ OBITAN NGUYÊN TỬ I.. KIẾN THỨC CƠ BẢN Theo kết quả nghiên cứu của cơ học lượng tử ,
Trang 1CHUYÊN ĐỀ 4 : BỐN SỐ LƯỢNG TỬ XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA MỘT
ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ
KHÁI NIỆM VỀ OBITAN NGUYÊN TỬ
I KIẾN THỨC CƠ BẢN
Theo kết quả nghiên cứu của cơ học lượng tử , trạng thái của một electron trong nguyên tử được xác định bởi một bộ giá trị của 4 số lượng tử
Số lượng tử chính n tương ứng với số thứ tự lớp electron
Số lượng tử phụ (hay số lượng tử obitan) l : cho biết hình dạng của obitan
trong không gian và xác định số phân lớp trong mỗi lớp
l nhận giá trị từ 0 đến n – 1
Ứng với mỗi giá trị của n (một lớp electron) có n giá trị của l và do đó có n
phân lớp electron hay kiểu obitan
Vd : Ở lớp thứ I (n = 1) l có 1 giá trị (l = 0) 1 kiểu obitan s
Ở lớp thứ II (n = 2) l có 2 giá trị (l = 0 và l= 1) 2 kiểu obitan
s và p
Ở lớp thứ III (n = 3) l có 3 giá trị (l = 0, l = 1 và l= 2) 3 kiểu obitan s , p và d
Ở lớp thứ IV (n = 4) l có 4 giá trị (l = 0, l = 1, l = 2 và l= 3) 4
kiểu obitan s , p , d và f
Số lượng tử từ m l xác định sự định hướng của AO trong không gian và
đồng thời nó qui định số AO trong một phân lớp Mỗi giá trị của m lứng với một AO
m l nhận giá trị từ -l … 0 … +l
Mỗi giá trị của l có 2l + 1 giá trị của m l (nghĩa là có 2l + 1 obitan)
Vd : l = 0 m l chỉ có 1 giá trị (ml= 0) có 1 AOs
l = 1 mlchỉ có 3 giá trị (-1 , 0 , +1) có 3 AOp
-1 0 +1
l = 2 mlchỉ có 5 giá trị (-2 , -1 , 0 , +1 , +2) có 5 AOd
-2 -1 0 +1 +2
l = 3 mlchỉ có 7 giá trị (-3,-2,-1,0,+1,+2,+3) có 7 AOf
-3 -2 -1 0 +1 +2 +3
Số lượng tử spin m s
Số lượng tử spin đặc trưng cho chuyển động quay xung quanh trục riêng của electron
Trang 2 Số lượng tử spin chỉ có 2 giá trị 1 và được kí hiệu tương ứng bằng 2
2
2
mũi tên lên ( ) và xuống ( ) ứng với 2e trong 1 AO
II BÀI TẬP
1 Xác định 2 nguyên tử mà electron cuối cùng có các số lượng tử
a n = 3 ; l = 1 ; ml =-1 ; ms = 1
2
b n = 2 ; l = 1 ; ml = +1 ; ms = 1
2
2 Cho 2 nguyên tố A , B đứng kế tiếp nhau trong hệ thống tuần hoàn Hai electron cuối cùng của chúng có đặc điểm
- Tổng số (n + l) bằng nhau , trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B
- Tổng đại số của 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 4,5
a Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A , B và xác định nguyên tố A , B
b Hợp chất X tạo bởi A , Cl , O có thành phần trăm theo khối lượng lần lượt
là 31,83% ; 28,98% ; 39,18% Xác định CTPT của X Biết rằng các electron chiếm obitan từ giá trị nhỏ nhất của số lượng tử ml
3 Xác định nguyên tử mà eletron cuối cùng có 4 số lượng tử thỏa mãn điều kiện :
n + l = 3 và ml + ms = 1
2
4 Xét nguyên tử mà nguyên tố có electron cuối cùng có 4 số lượng tử
a n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 1
2
b n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 1
2
Có tồn tại cấu hình này hay không ? Giải thích tại sao ?
5 Tổ hợp các obitan nào sau đây là đúng ? Tổ hợp nào không đúng ? Vì sao
(1) n = 3 , l = 3 , ml = 0 (2) n = 2 , l = 1 , ml = 0 (3) n = 6 , l = 5 , ml = -1 (4) n = 4 , l = 3 , ml = -4
6 Cho nguyên tử của 2 nguyên tố A và B có electron ngoài cùng có 4 số lượng tử lần lượt sau :
n = 4 , l = 0 , ml = 0 , ms = 1
2
n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = 1
2
Viết cấu hình electron của nguyên tử , xác định nguyên tố kim loại , phi kim
7 Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần lượt đặc trưng bởi 4 số lượng tử
Trang 3A : n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = 1
2
B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = 1
2
a Xác định vị trí của A , B trong BTHHH
b Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo của phân tử AB3