Trả lời nhanh
Orbital s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử. Vì mây electron ở orbital s phân bố đối xứng theo mọi hướng quanh hạt nhân nên không có hướng ưu tiên. Do đó trong bốn phương án hình tròn, hình số tám nổi, hình cầu và hình bầu dục, đáp án đúng là hình cầu. Hình số tám nổi là dạng của orbital p, không phải orbital s.
Orbital nguyên tử là gì?
Theo mô hình hiện đại, electron không chuyển động theo quỹ đạo tròn cố định. Người ta chỉ xác định được khu vực không gian quanh hạt nhân mà electron có xác suất xuất hiện lớn nhất, thường khoảng 90%. Khu vực đó gọi là orbital nguyên tử. Mỗi orbital chứa tối đa 2 electron, hai electron này có chiều tự quay ngược nhau.
Hình dạng của orbital s
Orbital s có dạng hình cầu. Nếu coi mây electron như một đám sương, độ dày của sương giảm dần khi đi ra xa hạt nhân nhưng đều nhau theo mọi hướng. Vì thế mỗi lớp electron chỉ có một orbital s duy nhất, kí hiệu 1s, 2s, 3s,… Các orbital này cùng hình cầu nhưng kích thước tăng dần theo số thứ tự lớp: 1s nhỏ nhất, 2s lớn hơn, 3s lớn hơn nữa.
So sánh orbital s với orbital p
| Tiêu chí | Orbital s | Orbital p |
|---|---|---|
| Hình dạng | Hình cầu | Hình số tám nổi (hai thuỳ) |
| Hướng trong không gian | Không định hướng, đối xứng cầu | Định hướng theo trục x, y hoặc z |
| Số orbital trong một phân lớp | 1 | 3 (px, py, pz) |
| Số electron tối đa của phân lớp | 2 | 6 |
| Xuất hiện từ lớp | Lớp thứ nhất (n = 1) | Lớp thứ hai (n = 2) |
Vì sao không chọn hình tròn, hình bầu dục?
- Hình tròn: là hình phẳng. Orbital tồn tại trong không gian ba chiều nên phải nói là hình cầu. Trên giấy ta vẽ một vòng tròn chỉ để biểu diễn mặt cắt.
- Hình bầu dục: có một trục dài hơn các trục còn lại, tức là có hướng ưu tiên. Điều này không đúng với orbital s vì mây electron đối xứng mọi hướng.
- Hình số tám nổi: hai thuỳ nằm hai bên hạt nhân, đây là orbital p.
Mẹo nhớ
Em có thể liên tưởng chữ s với từ sphere (hình cầu) trong tiếng Anh: “s – sphere – hình cầu”. Còn “p” đi với hai thuỳ giống quả tạ đôi. Orbital d phức tạp hơn, thường có dạng bông hoa bốn cánh (ở chương trình phổ thông ít yêu cầu).
Số electron theo cấu hình
Phân lớp s chỉ gồm một orbital nên chứa tối đa 2 electron. Ví dụ cấu hình của H là 1s1, của He là 1s2, của Na là 1s22s22p63s1. Electron ở phân lớp 3s của Na nằm trong một orbital hình cầu lớn hơn 2s và 1s.
Lỗi sai thường gặp
- Nghĩ electron chuyển động trên đường tròn quanh nhân như hành tinh quanh Mặt Trời.
- Nhầm số orbital: phân lớp s có 1 orbital, p có 3, d có 5.
- Cho rằng orbital 2s có dạng khác 1s. Cả hai đều hình cầu, chỉ khác kích thước và năng lượng.
Bài luyện tập
Câu 1. Phân lớp 4s chứa tối đa bao nhiêu electron?
Đáp án: 2 electron, vì phân lớp s chỉ có một orbital.
Câu 2. Viết cấu hình electron của Li (Z = 3) và cho biết electron cuối cùng nằm ở orbital dạng gì.
Đáp án: 1s22s1; electron cuối cùng ở orbital 2s có dạng hình cầu.
Câu 3. Orbital 1s và 2s khác nhau ở điểm nào?
Đáp án: Cùng hình cầu, nhưng 2s có kích thước lớn hơn và mức năng lượng cao hơn 1s.
Câu hỏi thường gặp
Orbital s có dạng hình gì?
Orbital s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử, vì mây electron phân bố đối xứng theo mọi hướng.
Mỗi lớp electron có bao nhiêu orbital s?
Mỗi lớp chỉ có một orbital s (1s, 2s, 3s,…), chứa tối đa 2 electron.
Orbital p có dạng gì?
Orbital p có dạng hình số tám nổi (hai thuỳ), có ba orbital px, py, pz định hướng theo ba trục vuông góc.
Orbital 1s và 2s khác nhau như thế nào?
Cả hai đều hình cầu nhưng orbital 2s có kích thước lớn hơn và năng lượng cao hơn orbital 1s.