Bài tập về cấu hình electron lớp 10
A. Lý thuyết và Phương pháp giải
- Nắm chắc cách viết cấu hình electron nguyên tử dựa vào nguyên lý vững bền, nguyên lý Pauli và quy tắc Hund:
+ Nguyên lý Pauli: Trên một obital nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa là hai electron và hai
electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau xung quanh trục riêng của mỗi electron.
+ Quy tắc Hund: Trong cùng một phân lớp, các electron sẽ phân bố trên các obital sao cho số
electron độc thân là tối đa và các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.
+ Nguyên lý vững bền: Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các
obital có mức năng lượng từ thấp đến cao
* Các bước viết cấu hình electron nguyên tử
+ Xác định số electron trong nguyên tử.
+ Phân bố các electron theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần.
+ Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp electron trong một lớp. Ví dụ: 26 Fe. + Có 26 e
+ Viết theo trật tự mức năng lượng AO tăng dần: 1s2 2s2 2p6 3s23p6 4s2 3d6
+ Sau đó viết lại theo thứ tự các phân lớp electron trong 1 lớp: 1s2 2s2 2p6 3s23p6 3d6 4s2 + Viết gọn: [Ar] 3d64s2 * Chú ý:
+ Trật tự các mức năng lượng AO tăng dần như sau:
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
+ Dạng (n – 1)d4ns2 chuyển thành (n – 1)d5ns1
(n – 1)d9ns2 chuyển thành (n – 1)d10ns1
* Dựa vào số electron ở lớp ngoài cùng để suy ra tính chất của nguyên tố hóa học.
Số electron lớp ngoài cùng Tính chất của nguyên tố 1, 2, 3 Kim loại 4 Kim loại hoặc phi kim 5, 6, 7 Phi kim 8 Khí hiếm
Sơ đồ hình thành ion nguyên tử: M → Mn+ + ne X + me → Xm-. B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho biết số electron tối đa trong 1 lớp, 1 phân lớp Hướng dẫn:
*Số electron tối đa trong một phân lớp
+ Phân lớp s chứa tối đa 2e
+ Phân lớp p chứa tối đa 6e
+ Phân lớp d chứa tối đa 10e
+ Phân lớp f chứa tối đa 14e
* Số electron tối đa trong một lớp
+ Lớp thứ nhất có tối đa 2e
+ Lớp thứ hai có tối đa 8e
+ Lớp thứ ba có tối đa 18e
Ví dụ 2: Nguyên tử X có ký hiệu 56
26 X. Cho các phát biểu sau về X:
(1) Nguyên tử của nguyên tố X có 8 electron ở lớp ngoài cùng.
(2) Nguyên tử của nguyên tố X có 30 nơtron trong hạt nhân. (3) X là một phi kim. (4) X là nguyên tố d.
Trong các phát biểu trên, những phát biểu đúng là? A. (1), (2), (3) và (4). B. (1), (2) và (4). C. (2) và (4). D. (2), (3) và (4). Hướng dẫn:
Do có sự chèn mức NL nên electron được phân bố như sau: 1s22s22p63s23p64s23d6
Cấu hình electron của X: 1s22s22p63s23p63d64s2hay [Ar] 3d64s2
- Số e lớp ngoài cùng là 2 do đó X là Kim loại - N = A – Z = 56 – 26 = 30
- Electron cuối cùng phân bố trên phân lớp 3d nên X là nguyên tố d. ⇒ Chọn C.
Ví dụ 3: Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố X có dạng [Ne]3s23p3. Phát biểu nào sau đây là sai?
A. X ở ô số 15 trong bảng tuần hoàn. B. X là một phi kim.
C. Nguyên tử của nguyên tố X có 9 electron p.
D. Nguyên tử của nguyên tố X có 3 phân lớp electron. Hướng dẫn: ⇒ Chọn C.
Ví dụ 4: Cấu hình electron nào sau đây viết sai? A. 1s22s22p5 B. 1s22s22p63s23p64s1 C. 1s22s22p63s23p64s24p5 D. 1s22s22p63s23p63d34s2 Hướng dẫn:
Cấu hình 1s22s2p63s23p64s24p5thiếu phân lớp 3d. Trước khi electron được điền vào phân lớp
4p phải điền vào phân lớp 3d. ⇒ Chọn C.
Ví dụ 5: Một nguyên tử của nguyên tố X có 3 lớp electron. Lớp ngoài cùng có 4 electron. Xác
định số hiệu nguyên tử của X. Viết cấu hình e của X Hướng dẫn: Z = 2 + 8 + 4 = 14
Cấu hình e của X là 1s22s2p63s23p2
Ví dụ 6: Một nguyên tố d có 4 lớp electron, phân lớp ngoài cùng đã bão hòa electron. Tổng số
electron s và electron p của nguyên tố này là Hướng dẫn:
Nguyên tố d có 4 lớp electron → electron cuối cùng trên phân lớp 3d.
Cấu hình electron của nguyên tố này có dạng: 1s22s22p63s23p63dX4s2.
Vậy tổng số electron s và electron p là 20 Ví dụ 7
Nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt cơ bản là 34 hạt, số hạt mang điện nhiều hơn số hạt
không mang điện là 10 hạt. Số electron lớp ngoài cùng của X là A 1. B 2. C 6. D 7. Đáp án: A Hướng dẫn giải
Trong nguyên tử có 3 loại hạt cơ bản là: p, n, e Trong đó:
+ Số p = số e = Z (mang điện)
+ Số n = N (không mang điện)
Đặt số p = số e = Z; số n = N
- Tổng số hạt cơ bản p, n, e là 34 hạt → 2Z + N = 34 (1)
- Số hạt mang điện (p, e) nhiều hơn số hạt không mang điện (n) là 10 hạt → 2Z - N = 10 (2)
Giải (1) và (2) ⟹ Z = 11, N = 12
→ Cấu hình e của X: 1s22s22p63s1
→ Số e lớp ngoài cùng là 1 Ví dụ 8
Nguyên tử nguyên tố Y có số khối là 16. Trong hạt nhân của Y, số hạt mang điện bằng số hạt
không mang điện. Cấu hình electron của Y là A 1s22s22p4. B 1s22s22p63s23p4. C 1s22s22p6. D 1s22s22p63s23p6. Đáp án: A - Số khối: A = Z + N
- Hạt nhân chứa p (mang điện) và n (không mang điện)
- Nguyên tử nguyên tố Y có số khối là 16 → Z + N = 16 (1)
- Trong hạt nhân của Y, số hạt mang điện bằng số hạt không mang điện → Z = N (2)
Giải (1) và (2) ⟹ Z = N = 8
→ Cấu hình e của Y: 1s22s22p4 Ví dụ 9
Tổng số hạt trong nguyên tử của nguyên tố X là 40. Nguyên tử X có 3 electron ở lớp ngoài
cùng. Số hiệu nguyên tử của X là: A. 13 B. 12 C. 11 D. 31 Đáp án: A Gợi ý đáp án
Tổng số hạt : p + n + e = 40 => 2p + n = 40 Lại có : p ≤ n ≤ 1,5p
=> p ≤ (40 – 2p) ≤ 1,5p => 11,4 ≤ p ≤ 13,3 => p = 12 hoặc p = 13
+) Nếu p = 12 => Cấu hình e : 1s22s22p63s2
+) Nếu p = 13 => Cấu hình e : 1s22s22p63s23p1
X có 3 electron ở lớp ngoài cùng => p = 13
D. Bài tập trắc nghiệm
Câu 1. Cation R+ có cấu hình e ở phân lớp ngoài cùng là 2p6. Vị trí của R trong BTH là. A. Chu kì 2, nhóm VIA B. Chu kì 2, nhóm VIIIA C. Chu kì 3, nhóm VIIA D. Chu kì 3, nhóm IA
Câu 2. X có cấu hình e: 1s22s22p63s23p3. Vị trí của X trong BTH là: A. Chu kì 3, nhóm VA B. Chu kì 3, nhóm IIIA C. Chu kì 3, nhóm VB D. Chu kì 3, nhóm IIIB
Câu 3. Cấu hình electron của ion X2+ là 1s22s22p63s23p63d6. Trong BTH các nguyên tố hoá học, nguyên tố X thuộc
A. chu kì 4, nhóm VIIIB B. chu kì 4, nhóm VIIIA. C. chu kì 3, nhóm VIB. D. chu kì 4, nhóm IIA
Câu 4. Nguyên tố X ở chu kì 3, nhóm VIA. Nhận xét nào dưới đây sai khi nói về X. A. X là nguyên tố p
B. X có 6e ở lớp ngoài cùng C. X có 3 lớp electron D. X có 6 lớp electron
Câu 5. Y có cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d24s2. Nhận xét nào dưới đây sai khi nói về Y.
A. Y thuộc chu kì 4, nhóm IVB
B. Y có 2 e ở lớp ngoài cùng C. Y là nguyên tố d D. Y là phi kim
Câu 6. Cấu hình electron của A là. 1s22s22p63s23p63dx4s2. Để A ở chu kì 4, nhóm IIA trong
BTH thì giá trị của x là. A. 10 B. 0 C. 8 D. 7
Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 5,85 g một kim loại M thuộc nhóm IA vào 194,3 g H2O, thu được
1,68 lít H2 (đktc) và dung dịch A. Kim loại M và nông độ % của chất tan trong dung dịch A là A. Na và 4,2% B. K và 4,2% C. Na và 5,4% D. K và 5,3%
Câu 8. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt electron trong các phân lớp p là 7. Số hạt
mang điện của một nguyên tử Y nhiều hơn số hạt mang điện của một nguyên tử X là 8 hạt. Tìm các nguyên tố X và Y
Câu 9. Nguyên tố X có Z = 28, cấu hình electron của ion X2+ là: A. 1s22s22p63s23p64s23d8 B. 1s22s22p63s23p63d6 C. 1s22s22p63s23p6 4s23d6 D. 1s22s22p63s23p63d8
Câu 10. Nguyên tử của nguyên tố X có electron ở mức năng lượng ở mức cao nhất là 3p.
nguyên tử của nguyên tố Y cũng có electron ở mức năng lượng 3p và có một electron ở lớp
ngoài cùng. Nguyên tử X va Y có số electron hơn kém nhau 3. Nguyên tử X, Y lần lượt là: A. Khí hiếm và kim loại C. Kim loại và kim loại B. Kim loại và khí hiếm D. Phi kim và kim loại
Câu 11. Ion Xa+ có tổng số hạt là 80; số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là
20; tổng số hạt trong hạt nhân của ion Xa+ là 56. Hãy cho biết cấu hình electron đúng của Xa+? A. [18Ar] 3d8 B. [18Ar] 3d6 C. [18Ar] 3d44s2 D. [18Ar] 3d4
Câu 12. Nguyên tố A có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1. Nguyên tố B có phân lớp cuối
là 3p5. Viết cấu hình electron đầy đủ của A, B. Xác định tên A, B.
Câu 13. Nguyên tử A có e ở phân lớp 3d chỉ bằng một nửa phân lớp 4s.Cấu hình electron của nguyên tử A là A. [Ar]3d14s2 B. [Ar]3d44s2 C. [Ne]3d14s2 D. [Ar]3d34s2
Câu 14. Nguyên tử M có cấu hình electron ngoài cùng là 3d74s2. Số hiệu nguyên tử của M A. 24 B. 25 C. 27 D. 29
Câu 15. Viết cấu hình electron của các ion Cu2+, N3-, Fe3+, Cl-,Al3+. Biết số thứ tự nguyên tố
lần lượt là: Cu (Z = 29), N (Z = 7), Fe (Z = 26), Cl (Z = 17), Al (Z = 13).
D. Bài tập tự luận
Bài 1. Nguyên tử X có tổng số hạt là 52, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 16.
a. Xác định vị trí của X trong BTH các nguyên tố hóa học.
b. Xác định tên nguyên tố X.
Bài 2. Nguyên tử R có tổng số hạt là 93, trong đó số hạt không mang điện tích bằng 60,3448% số hạt mang điện.
a. Xác định vị trí của R trong BTH các nguyên tố hóa học
b. Xác định nguyên tố R.
Bài 3. Tổng số hạt trong ion là 24, trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10.
a. Xác định vị trí của X trong BTH các nguyên tố hóa học
b. Viết công thức oxit cao nhất của X.
Bài 4. Ion R+ và X2- đều có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng là 3p6.
a. Xác định vị trí của nguyên tố R, X trong BTH
b. Viết công thức oxit cao nhất của R, X.
Bài 5. Nguyên tử X có 7 electron p, nguyên tử Y có tổng số hạt mang điện nhiều hơn số hạt
mang điện của nguyên tử X là 8 hạt.
a. Xác định vị trị của X,Y trong BTH
b. Xác định nguyên tố X, Y.
Bài 6. Nguyên tử X có phân lớp ngoài cùng là 3px, nguyên tử Y có phân lớp ngoài cùng là 4sy.
Biết tổng số electron của 2 phân lớp này là 7. Biết X và Y dễ dàng phản ứng với nhau.
a. Xác định vị trí của X, Y trong BTH
b. Xác định nguyên tố X, Y.
Bài 7. Nguyên tử X có tổng số hạt là 28. Viết cấu hình electron của X. Biết X thuộc nhóm VIIA.
Bài 8. Trong ion R2+ có tổng số hạt là 78, trong đó số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện tích âm là 7.
a. Xác định vị trí của nguyên tố R trong BTH
b. Xác định nguyên tố X.
Bài 9. Trong phân tử XY2 có tổng số hạt proton là 26. Biết X và Y là hai nguyên tố thuộc 2
nhóm A liên tiếp trong cùng một chu kì.
a. Xác định vị trí của X và Y trong BTH
b. Xác định công thức phân tử XY2.
Bài 10. Trong phân tử X2Y có tổng số hạt là 22. Biết X và Y là 2 nguyên tố thuộc 2 nhóm A liên
tiếp trong cùng một chu kì. Xác định công thức phân tử của X và Y.
Bài 11. Hai nguyên tố A và B thuộc cùng một phân nhóm và hai chu kì liên tiếp trong BTH.
Tổng số hạt proton trong nguyên tử của A và B là 32.
a. Xác định vị trí của hai nguyên tố trong BTH.
b. Xác định nguyên tố A và B
Bài 12. Cho hai nguyên tố X và Y cùng nằm trong một phân nhóm của hai chu kỳ liên tiếp.
Tổng số điện tích hạt nhân của X và Y là 24.
a. Xác định tên nguyên tố
b. Xác định vị trí của X và Y trong BTH.
Bài 13. Trong phân tử XY2 có tổng số proton là 32. Biết X và Y là 2 nguyên tố trong cùng phân
nhóm và thuộc chu kì liên tiếp (ZX > ZY). Xác định tên công thức phân tử XY2.
Bài 14: A và B là hai nguyên tố ở cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng
HTTH. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32.( Mg và Ca)
Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A và B có tthể tạo thành
Bài 15: Oxit của một nguyên tố ứng với công thức là R2O5. Hợp chất của nguyên tố đó với H
có 8,82% H về khối lượng. Xác định R? ( P)
Bài 16: Hợp chất khí với H của một nguyên tố ứng với công thức RH4. Oxit cao nhất của nó
chứa 53,3%O. Gọi tên nguyên tố đó? ( Si)
Bài 17: M thuộc nhóm IIIA. Trong oxit bậc cao nhất của M, oxi chiếm 47,05% khối lượng. X
thuộc nhóm VIA, trong oxit bậc cao nhất, X chiếm 40% về khối lượng. Xác định tên của nguyên
tố M và X. Viết CTPT của các oxit trên? ( M: Al, X: S)
Bài 18: Nguyên tử nguyên tố X có số e ở mức năng lượng cao nhất là 4p5, tỉ số giữa số hạt
không mang điện và số hạt mang điện là 0,6429.
a. Tìm số điện tích hạt nhân, số khối của X? ( Br, 80)
b. Nguyên tử nguyên tố R có số notron bằng 57,143% số p của X. Khi cho R tác dụng với X thì
thu được hợp chất RX2 có khối lượng gấp 5 lần khối lượng R đã phản ứng. Viết cấu hình e
nguyên tử của R và phản ứng giữa R với X? ( R : Ca)
c. Nguyên tử nguyên tố X có số khối nhỏ hơn 36 và tổng số hạt cơ bản là 52. Tìm số p, n và suy ra X? (Cl)
Bài 19. Nguyên tố X có tổng số oxi hóa dương cao nhất và số oxi hóa âm là 4, viết các công
thức cấu tạo của X với H, O, cả 2, cho biết các loại liên kết có trong các công thức mà bạn vừa viết?
Bài 20: Một hợp chất B được tạo bởi một kim loại hóa trị II và một phi kim hóa trị I. Tổng số hạt
trong phân tử B là 290. Tổng số hạt không mang điện là 110. Hiệu số hạt không mang điện
giữa phi kim và kim loại là 70. Tỉ lệ số hạt mang điện của kim loại so với phi kim trong B là 2/7.
Tìm A, Z của kim loại và phi kim trên? ( CaBr2) Bài 21
a) Viết cấu hình electron của các ion Fe2+, Fe3+, S2-, Ni và Ni2+ biết S ở ô 16, Fe ở ô 26 và Ni
ở ô thứ 28 trong bảng tuần hoàn.
b) Trong các cấu hình electron sau, hãy chỉ ra điểm sai ở mỗi cấu hình.Viết lại cho đúng mỗi
cấu hình trên. Mỗi cấu hình đúng đó là cấu hình của nguyên tử nào.Hãy viết một phương trình
phản ứng chứng minh tính chất hoá học điển hình của nguyên tử nguyên tố đó. 1s22s12p5 1s22s22p63s23p64s23d6 1s22s22p64p64s2
c) Viết cấu hình electron của Cu (Z=29); Cr (Z=24), và xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.