Cấu hình electron (hay còn được gọi là cấu hình điện tử nguyên tử) biểu diễn sự phân bố các electron trong lớp vỏ nguyên tử ở các trạng thái năng lượng không giống nhau hay ở các vùng hiện diện của chúng (theo Wikipedia).

Nói một cách khác, cấu hình electron nguyên tử biểu diễn sự phân bố electron trên các phân lớp thuộc các lớp khác biệt.

Ví dụ: Cấu hình electron của nguyên tử của một vài nguyên tố thường gặp:

Chi tiết, cấu hình electron của nguyên tử là chuỗi số đại diện cho các obitan electron. Đây là các khu vực không gian có hình dạng không giống nhau bao phủ hạt nhân nguyên tử, trong đó các electron được trang trí một cách trật tự. Qua cấu hình electron bạn có thể gấp rút xác định số lượng obitan electron trong nguyên tử, và số electron trong từng obitan.

Thứ tự các mức năng lượng trong nguyên tử

Trong nguyên tử, các electron trên các obitan khác biệt có cùng mức năng lượng như nhau nếu cùng 1 phân lớp. Các mức năng lượng nguyên tử được bố trí theo thứ tự tăng dần.

Các mức năng lượng nguyên tử được trang trí theo thứ tự tăng dần. (Ảnh: Sưu tầm Internet)Các mức năng lượng nguyên tử được bố trí theo thứ tự tăng dần. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Các electron trong nguyên tử lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao khi ở trạng thái căn bản.

Từ trong ra ngoài, mức năng lượng của các lớp tăng theo thứ tự tăng dần từ 1 đến 7 và năng lượng của phân lớp theo thứ tự là s, p, d, f. (1S 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p)

Khi điện tích hạt nhân tăng, có sự chèn mức năng lượng bởi vì vậy mức năng lượng 4s thấp hơn 3d.

Cách viết cấu hình electron nguyên tử: Quy tắc và các bước cần nhớ

Để viết được cấu hình electron nguyên tử một cách thành thạo, bạn cần nắm chắc những quy tắc và các bước cần nhớ sau đây.

Tìm hiểu cách viết cấu hình electron nguyên tử. (Ảnh: Sưu tầm Internet)

Quy tắc viết cấu hình electron nguyên tử

Trong quy ước cách viết cấu hình electron nguyên tử:

Số thứ tự lớp electron được bộc lộ bằng các chữ số: 1, 2, 3

Hầu hết phân lớp được kí hiệu bằng các chữ cái thường: s, p, d, f

Chỉ số electron trong phân lớp sẽ được biểu thị bằng chỉ số ở phía trên bên phải kí hiệu của phân lớp: Ví dụ: s2, p6, d10…

Cấu hình electron nguyên tử sẽ được viết theo quy tắc nào?

Xác định được các số electron của nguyên tử: Các electron được phân bố lần lượt vào các phần lớp theo chiều tăng dần của năng lượng trong các nguyên tử và tuân theo quy tắc: Phần lớp s chứa tối đa 2 electron; phân lớp p chứa tối đa 6 electron, phần lớp d chứa tối đa 10 electron; phần lớp f chứa tối đa 14 electron.

phép tắc và quy tắc cần nhớ: Các electron được phân bố theo từng thứ tự tăng dần các mức năng lượng AO (mức năng lượng obitan nguyên tử), làm theo quy tắc các nguyên lí Pau-li, nguyên lí vững chắc và quy tắc Hun.

phép tắc Pauli: Trên mỗi obital nguyên tử chỉ có thể chứa tối đa 2 electron. 2 Electron này chuyển động tự quay khác chiều nhau bao phủ 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 đơn lẻ là tối đa. Các electron này phải có chiều tự quay giống nhau.

qui định vững bền: Ở trạng thái căn bản, trong nguyên tử các electron lần lượt chiếm các obital có mức năng lượng tăng dần từ thấp đến cao.

Viết cấu hình electron

Cấu hình e được viết theo thứ tự các phân lớp trong 1 lớp và theo thứ tự của các lớp electron.

Hình như, bạn cần chú ý: Các electron được phân bố vào các AO theo phân mức năng lượng tăng dần và có sự chèn mức năng lượng. Tuy nhiên, khi viết cấu hình e, các phân mức năng lượng cần được bố trí lại theo từng lớp.

Ví dụ:

Nguyên tử Fe có Z= 26. Như vậy, trong nguyên tử Fe có:

26 electron

Các electron được phân bố: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6 và có sự chèn mức năng lượng 4s < 3d

bố trí lại các phân lớp theo từng lớp, ta được cấu hình electron: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2

Hoặc viết gọn là: [Ar] 3d6 4s2 (Trong đó, [Ar] là cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố argon - khí hiếm gần nhất đứng trước Fe)