CHUYÊN ĐỀ 4 : BỐN SỐ LƯỢNG TỬ XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA MỘT ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ KHÁI NIỆM VỀ OBITAN NGUYÊN TỬ I. KIẾN THỨC CƠ BẢN  Theo kết quả nghiên cứu của cơ học lượng tử , trạng thái của một electron trong nguyên tử được xác định bởi một bộ giá trị của 4 số lượng tử ♦ Số lượng tử chính n tương ứng với số thứ tự lớp electron n 1 2 3 4 5 6 7 lớp K L M N O P Q ♦ Số lượng tử phụ (hay số lượng tử obitan) l : cho biết hình dạng của obitan trong không gian và xác định số phân lớp trong mỗi lớp .  l nhận giá trị từ 0 đến n – 1 .  Giá trị của l 0 1 2 3 … Kiểu obitan s p d f …  Ứng với mỗi giá trị của n (một lớp electron) có n giá trị của l và do đó có n phân lớp electron hay kiểu obitan . Vd : Ở lớp thứ I (n = 1) → l có 1 giá trị (l = 0) → 1 kiểu obitan s Ở lớp thứ II (n = 2) → l có 2 giá trị (l = 0 và l = 1) → 2 kiểu obitan s và p Ở lớp thứ III (n = 3) → l có 3 giá trị (l = 0, l = 1 và l = 2) → 3 kiểu obitan s , p và d Ở lớp thứ IV (n = 4) → l có 4 giá trị (l = 0, l = 1, l = 2 và l = 3) → 4 kiểu obitan s , p , d và f ♦ Số lượng tử từ m l xác định sự định hướng của AO trong không gian và đồng thời nó qui định số AO trong một phân lớp . Mỗi giá trị của m l ứng với một AO  m l nhận giá trị từ -l … 0 … +l .  Mỗi giá trị của l có 2l + 1 giá trị của m l (nghĩa là có 2l + 1 obitan) Vd : l = 0 → m l chỉ có 1 giá trị (m l = 0) → có 1 AOs l = 1 → m l chỉ có 3 giá trị (-1 , 0 , +1) → có 3 AOp -1 0 +1 l = 2 → m l chỉ có 5 giá trị (-2 , -1 , 0 , +1 , +2) → có 5 AOd -2 -1 0 +1 +2 l = 3 → m l chỉ có 7 giá trị (-3,-2,-1,0,+1,+2,+3) → có 7 AOf -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 ♦ Số lượng tử spin m s  Số lượng tử spin đặc trưng cho chuyển động quay xung quanh trục riêng của electron .  Số lượng tử spin chỉ có 2 giá trị 1 2 + và 1 2 − được kí hiệu tương ứng bằng 2 mũi tên lên (↑ ) và xuống (↓ ) ứng với 2e trong 1 AO . II. BÀI TẬP 1. Xác định 2 nguyên tử mà electron cuối cùng có các số lượng tử a. n = 3 ; l = 1 ; m l =-1 ; m s = 1 2 − b. n = 2 ; l = 1 ; m l = +1 ; m s = 1 2 + 2. Cho 2 nguyên tố A , B đứng kế tiếp nhau trong hệ thống tuần hoàn . Hai electron cuối cùng của chúng có đặc điểm . - Tổng số (n + l) bằng nhau , trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B . - Tổng đại số của 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 4,5 . a. Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A , B và xác định nguyên tố A , B . b. Hợp chất X tạo bởi A , Cl , O có thành phần trăm theo khối lượng lần lượt là 31,83% ; 28,98% ; 39,18% . Xác định CTPT của X . Biết rằng các electron chiếm obitan từ giá trị nhỏ nhất của số lượng tử m l . 3. Xác định nguyên tử mà eletron cuối cùng có 4 số lượng tử thỏa mãn điều kiện : n + l = 3 và m l + m s = 1 2 + . 4. Xét nguyên tử mà nguyên tố có electron cuối cùng có 4 số lượng tử a. n = 3 , l = 2 , m l = -1 , m s = 1 2 + b. n = 3 , l = 2 , m l = -1 , m s = 1 2 − Có tồn tại cấu hình này hay không ? Giải thích tại sao ? 5. Tổ hợp các obitan nào sau đây là đúng ? Tổ hợp nào không đúng ? Vì sao (1) n = 3 , l = 3 , m l = 0 (2) n = 2 , l = 1 , m l = 0 (3) n = 6 , l = 5 , m l = -1 (4) n = 4 , l = 3 , m l = -4 6. Cho nguyên tử của 2 nguyên tố A và B có electron ngoài cùng có 4 số lượng tử lần lượt sau : n = 4 , l = 0 , m l = 0 , m s = 1 2 + n = 3 , l = 1 , m l = -1 , m s = 1 2 − Viết cấu hình electron của nguyên tử , xác định nguyên tố kim loại , phi kim . 7. Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần lượt đặc trưng bởi 4 số lượng tử A : n = 3 , l = 1 , m l = -1 , m s = 1 2 + B : n = 3 , l = 1 , m l = 0 , m s = 1 2 − a. Xác định vị trí của A , B trong BTHHH b. Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo của phân tử AB 3 . . đặc điểm . - Tổng số (n + l) bằng nhau , trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số lượng tử chính của B . - Tổng đại số của 4 số lượng tử của electron. học lượng tử , trạng thái của một electron trong nguyên tử được xác định bởi một bộ giá trị của 4 số lượng tử ♦ Số lượng tử chính n tương ứng với số thứ