Trả lời nhanh
Lớp M có số obitan tối đa bằng 9. Lớp M ứng với n = 3 gồm ba phân lớp: 3s có 1 obitan, 3p có 3 obitan và 3d có 5 obitan, tổng 1 + 3 + 5 = 9. Cũng có thể dùng quy tắc “lớp thứ n có n² obitan”: 3² = 9. Các số 3, 4 và 18 trong đề là bẫy: lần lượt là số phân lớp, số phân lớp lớp N và số electron.
Obitan nguyên tử là gì?
Obitan nguyên tử là khu vực không gian quanh hạt nhân mà ở đó xác suất tìm thấy electron là lớn nhất (khoảng 90%). Mỗi obitan chứa tối đa 2 electron có chiều spin ngược nhau. Vì thế khi đếm obitan, em sẽ không bị lẫn với việc đếm electron.
Đếm obitan của lớp M
Cách đếm đi từ phân lớp lên lớp: mỗi loại phân lớp có số obitan cố định.
| Phân lớp | Số obitan | Số electron tối đa |
|---|---|---|
| s | 1 | 2 |
| p | 3 | 6 |
| d | 5 | 10 |
| f | 7 | 14 |
Lớp M có các phân lớp s, p, d (n = 3 nên có 3 loại phân lớp). Tổng số obitan = 1 + 3 + 5 = 9.
Vì sao không phải 3, 4 hoặc 18?
- 3: là số phân lớp của lớp M, cũng là số obitan của riêng phân lớp 3p.
- 4: là số phân lớp của lớp N (4s, 4p, 4d, 4f), cũng là số obitan của lớp L (1 + 3 = 4).
- 9: đúng.
- 18: là số electron tối đa của lớp M, gấp đôi số obitan vì mỗi obitan chứa 2 electron.
Công thức tổng quát theo lớp
Lớp thứ n có n² obitan và 2n² electron tối đa. Em chỉ cần học một công thức để suy ra cả hai đại lượng.
| Lớp | n | Số obitan (n²) | Số electron tối đa (2n²) |
|---|---|---|---|
| K | 1 | 1 | 2 |
| L | 2 | 4 | 8 |
| M | 3 | 9 | 18 |
| N | 4 | 16 | 32 |
Xếp electron vào ô obitan: ví dụ với clo
Nguyên tử Cl có Z = 17, cấu hình 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Ở lớp M có 7 electron, chỉ dùng 4 trong 9 obitan.
- Obitan 3s: 1 ô chứa 2 electron ghép đôi.
- Phân lớp 3p: 3 ô, electron điền theo quy tắc Hund, tức mỗi ô một electron trước, rồi ghép đôi nên có 2 ô đầy và 1 ô có 1 electron độc thân.
- Phân lớp 3d: 5 ô còn trống.
Một electron độc thân ở 3p giải thích vì sao clo dễ nhận thêm một electron tạo ion Cl⁻.
Lỗi sai thường gặp
- Cộng cả số phân lớp vào tổng số obitan.
- Quên rằng phân lớp d có 5 obitan, nhớ nhầm là 3.
- Nhầm “tối đa” với số có thật trong nguyên tử cụ thể (ví dụ Na chỉ có electron ở 3s).
Bài tập luyện tập
- Lớp N có tối đa bao nhiêu obitan?
Đáp án: 4² = 16 obitan. - Phân lớp 3d chứa tối đa bao nhiêu electron?
Đáp án: 5 obitan × 2 = 10 electron. - Nguyên tử Mg (Z = 12) có bao nhiêu obitan chứa electron?
Đáp án: Cấu hình 1s²2s²2p⁶3s², gồm 1 + 1 + 3 + 1 = 6 obitan có electron.
Câu hỏi thường gặp
Mỗi obitan chứa tối đa bao nhiêu electron?
Mỗi obitan chứa tối đa 2 electron có chiều spin ngược nhau.
Lớp M có mấy phân lớp?
Lớp M (n = 3) có 3 phân lớp là 3s, 3p và 3d.
Công thức tính số obitan của lớp thứ n là gì?
Lớp thứ n có n² obitan, ví dụ lớp L có 4, lớp M có 9, lớp N có 16.
Phân lớp d có bao nhiêu obitan?
Phân lớp d có 5 obitan, chứa tối đa 10 electron.