Electron hóa trị: bộ luyện cacbon, cấu hình và cách đếm
Lớp 10Hóa học

Dựa vào bảng tuần hoàn, cho biết cấu hình electron và số electron hóa trị

Trả lời nhanh

Số thứ tự ô nguyên tố cho biết Z, tức số electron; điền electron theo thứ tự mức năng lượng để có cấu hình. Với nguyên tố nhóm A, số electron hóa trị bằng số thứ tự nhóm (là các electron lớp ngoài cùng). Ví dụ C (Z = 6): 1s22s22p2, có 4 electron hóa trị, thuộc nhóm IVA.

Lưu ý: đề gốc liệt kê một dãy nguyên tố cụ thể. Trang này hướng dẫn phương pháp và giải mẫu với các nguyên tố do thầy cô tự chọn (C, O, Na, Al, Cl, Ca, Fe). Em chỉ cần thay nguyên tố trong đề của mình vào đúng các bước dưới đây.

Electron hóa trị là gì?

Electron hóa trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học. Chúng nằm ở lớp ngoài cùng, và với nguyên tố nhóm B còn có thể nằm ở phân lớp d (hoặc f) sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp này chưa bão hòa.

  • Nguyên tố nhóm A (s, p): số electron hóa trị = số electron lớp ngoài cùng = số thứ tự nhóm.
  • Nguyên tố nhóm B (d): electron hóa trị gồm electron ở phân lớp ns và (n–1)d chưa bão hòa.

Các bước thực hiện từ bảng tuần hoàn

  1. Tìm nguyên tố trong bảng, đọc số thứ tự ô = Z = số proton = số electron.
  2. Viết cấu hình theo thứ tự mức năng lượng: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p…
  3. Đối chiếu: số lớp electron = số thứ tự chu kì.
  4. Xác định nhóm: nếu electron cuối cùng điền vào s hoặc p → nhóm A, số thứ tự nhóm = số electron lớp ngoài cùng.
  5. Ghi các electron hóa trị (viết phần cấu hình lớp ngoài cùng).

Lời giải mẫu cho một số nguyên tố

Nguyên tố Z Cấu hình electron Chu kì Nhóm Electron hóa trị
Carbon (C) 6 1s22s22p2 2 IVA 4 (2s22p2)
Oxygen (O) 8 1s22s22p4 2 VIA 6 (2s22p4)
Sodium (Na) 11 1s22s22p63s1 3 IA 1 (3s1)
Aluminium (Al) 13 1s22s22p63s23p1 3 IIIA 3 (3s23p1)
Chlorine (Cl) 17 1s22s22p63s23p5 3 VIIA 7 (3s23p5)
Calcium (Ca) 20 1s22s22p63s23p64s2 4 IIA 2 (4s2)
Iron (Fe) 26 1s22s22p63s23p63d64s2 4 VIIIB 8 (3d64s2)

Giải thích vì sao lại như vậy

Ví dụ Cl (Z = 17)

17 electron điền lần lượt: 1s2 (2) – 2s2 (4) – 2p6 (10) – 3s2 (12) – 3p5 (17). Có 3 lớp nên ở chu kì 3. Lớp ngoài cùng có 2 + 5 = 7 electron, electron cuối vào phân lớp p nên là nhóm VIIA. Vậy Cl có 7 electron hóa trị, dễ nhận thêm 1 electron để đạt cấu hình bền của khí hiếm.

Ví dụ Ca (Z = 20)

Sau 3p6 (18 electron), 2 electron còn lại vào 4s chứ chưa vào 3d, vì mức 4s thấp hơn 3d. Do đó Ca ở chu kì 4, nhóm IIA, có 2 electron hóa trị và dễ nhường 2 electron tạo Ca2+.

Ví dụ Fe (Z = 26)

Fe là nguyên tố d. Electron hóa trị gồm 2 electron ở 4s và 6 electron ở 3d (chưa bão hòa) nên tổng cộng 8, nhóm VIIIB. Điều này giải thích Fe có thể tạo ion Fe2+ và Fe3+.

Lỗi sai thường gặp

  • Điền 3d trước 4s khi viết cấu hình của K, Ca. Nhớ: K và Ca điền 4s trước.
  • Nhầm số electron hóa trị với hóa trị trong hợp chất. Cl có 7 electron hóa trị nhưng trong HCl chỉ có hóa trị I.
  • Đếm cả lớp trong cho nguyên tố nhóm A. Chỉ tính lớp ngoài cùng.
  • Quên viết lại cấu hình theo thứ tự lớp (1, 2, 3…) dù điền theo mức năng lượng.

Mẹo nhớ nhanh

Với nguyên tố nhóm A: “nhóm bao nhiêu – electron hóa trị bấy nhiêu; chu kì bao nhiêu – lớp electron bấy nhiêu”. Muốn kiểm tra nhanh, cộng số mũ trong cấu hình phải bằng Z.

Bài luyện tập

  1. Mg (Z = 12): viết cấu hình, cho biết chu kì, nhóm và số electron hóa trị.
  2. S (Z = 16): làm tương tự.
  3. K (Z = 19): làm tương tự.

Đáp án

  1. Mg: 1s22s22p63s2; chu kì 3, nhóm IIA; 2 electron hóa trị.
  2. S: 1s22s22p63s23p4; chu kì 3, nhóm VIA; 6 electron hóa trị.
  3. K: 1s22s22p63s23p64s1; chu kì 4, nhóm IA; 1 electron hóa trị.

Câu hỏi thường gặp

Electron hóa trị của nguyên tố nhóm A tính thế nào?

Bằng số electron ở lớp ngoài cùng, cũng chính là số thứ tự nhóm A. Ví dụ Al ở nhóm IIIA có 3 electron hóa trị (3s² 3p¹).

Làm sao biết nguyên tố ở chu kì mấy từ cấu hình electron?

Số lớp electron bằng số thứ tự chu kì. Cấu hình có lớp cao nhất là n = 3 thì nguyên tố ở chu kì 3.

Nguyên tố nhóm B có electron hóa trị khác gì nhóm A?

Ngoài electron ở phân lớp ns lớp ngoài cùng, còn có các electron ở phân lớp (n–1)d chưa bão hòa. Ví dụ Fe có 8 electron hóa trị (3d⁶4s²).

Số electron hóa trị có bằng hóa trị trong hợp chất không?

Không phải lúc nào cũng bằng. Cl có 7 electron hóa trị nhưng trong HCl có hóa trị I, còn trong một số hợp chất oxygen có thể là +7.

Bài học liên quan