Orbital p có dạng hình gì? A. Hình cầu B. Hình tròn C. Hình bầu dục D. Hình số tám nổi

Orbital là gì và vì sao nó có “hình dạng”?

Orbital nguyên tử (AO) là khu vực không gian quanh hạt nhân mà xác suất tìm thấy electron là lớn nhất, thường lấy khoảng 90%. Electron không chạy theo quỹ đạo cố định. Vì vậy “hình dạng” orbital thực chất là hình dạng của vùng có xác suất cao ấy. Bạn có thể xem thêm câu định nghĩa ở orbital nguyên tử là gì.

Hình dạng orbital p

Mỗi orbital p có hai thuỳ, nằm hai phía của hạt nhân. Hai thuỳ này tạo thành hình “số 8 nổi” (còn gọi là hình quả tạ đôi). Ở mặt phẳng đi qua hạt nhân và vuông góc với trục của orbital, xác suất tìm thấy electron bằng 0.

Phân lớp p có 3 orbital là p_x, p_y, p_z. Chúng có cùng hình dạng và cùng mức năng lượng, chỉ khác nhau về hướng trong không gian: mỗi orbital nằm dọc theo một trục toạ độ, ba trục vuông góc với nhau.

Loại trừ từng phương án

• A. Hình cầu – sai. Đây là dạng của orbital s (1s, 2s, 3s…), đối xứng cầu quanh hạt nhân.
• B. Hình tròn – sai. Hình tròn là hình phẳng, còn orbital là vùng không gian ba chiều. Không có orbital nào được mô tả là “hình tròn”.
• C. Hình bầu dục – sai. Hình bầu dục chỉ có một khối liền, trong khi orbital p có hai thuỳ tách nhau bởi mặt phẳng nút đi qua hạt nhân.
• D. Hình số tám nổi – đúng.

Bảng so sánh nhanh các loại orbital

Mẹo nhớ: s = sphere (cầu); p trông như hai chiếc pao dính nhau ở giữa – tức hai thuỳ.

Lỗi sai thường gặp

• Nhầm “hình dạng orbital” với quỹ đạo chuyển động của electron. Orbital chỉ là vùng xác suất.
• Cho rằng có orbital 1p. Lớp K (n = 1) chỉ có phân lớp 1s. Phân lớp p bắt đầu từ lớp L (n = 2). Xem thêm câu về số phân lớp ở lớp M có bao nhiêu phân lớp.
• Nghĩ mỗi phân lớp p chứa 2 electron. Thực ra có 3 orbital, mỗi orbital tối đa 2 electron nên phân lớp p chứa tối đa 6 electron (xem mỗi orbital chứa tối đa mấy electron).

Bài luyện tập

1. Lớp L (n = 2) có tổng cộng bao nhiêu orbital? Hình dạng của chúng ra sao?
   Đáp án: Lớp L có phân lớp 2s (1 orbital, hình cầu) và 2p (3 orbital, hình số tám nổi), tổng 4 orbital.
2. Nitrogen (Z = 7) có cấu hình 1s²2s²2p³. Có bao nhiêu electron độc thân ở phân lớp 2p?
   Đáp án: 3 electron. Theo quy tắc Hund, ba electron chiếm ba orbital p khác nhau, mỗi orbital một electron.
3. Phân lớp 3p chứa tối đa bao nhiêu electron? Vì sao?
   Đáp án: 6 electron, vì có 3 orbital p và mỗi orbital chứa tối đa 2 electron. Có thể luyện thêm với bài cấu hình electron của neon.