Cấu hình Electron và orbitan nguyên tử

Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử

Electron chuyển động rất nhanh trong khu vực quanh hạt nhân không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử.

Trong nguyên tử, các electron được sắp sếp thành từng lớp, các lớp được sắp xếp từ gần hạt nhân ra ngoài. Các electron trên cùng một lớp năng lượng gần bằng nhau. 

Thứ tự các lớp electron được ghi bằng các số nguyên n=1,2,3,...,7        n=1234567

Tên lớp :  KLMNOPQ

Phân lớp s chứa tối đa 2 electron

Phân lớp p chứa tối đa 6 electron

Phân lớp d chứa tối đa 10 electron

Phân lớp f chứa tối đa 14 electron 

Từ đó tính ra số e tối đa trong 1 lớp là:

Lớp K (Lớp 1): chỉ có phân lớp 1s,                      có tối đa 2 e.

Lớp L (Lớp 2):       có phân lớp 2s-2p,                 có tối đa 8 e.

Lớp M (Lớp 3):      có phân lớp 3s-3p-3d,           có tối đa 18 e

Lớp M (Lớp 3):      có phân lớp 4s-4p-4d-4f,       có tối đa 32 e

Những electrôn chuyển động gần hạt nhân hơn, chiếm những mức năng lượng thấp hơn tức là ở trạng thái bền hơn, những electrôn chuyển động ở xa hạt nhân có năng lượng cao hơn. 

Obitan nguyên tử (kí hiệu AO - Atomic Orbital) là khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà tại đó xác xuất có mặt (xác xuất tìm thấy) electron khoảng 90%

Obitan s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân nguyên tử.
Obitan p gồm 3 obitan px,py và pz có dạng hình số tám nổi. Mỗi obitan có sự định hướng khác nhau trong không gian, chẳng hạn obitan px định hướng theo trục x, obitan 
py định hướng theo trục y....
Obitan d,f có hình dạng phức tạp hơn.

Số tối đa obitan nguyên tử trong các phân lớp s, p, d, f lần lượt là 1, 3, 5, 7. Trong lớp K,L,M,N số tối đa orbital nguyên tử lần lượt là 1(1 orbital 1s), 4 (1 orbital 2s, 3 orbital 2p), 9 (1 orbital 3s, 3 orbital 3p, 5 orbital 3d), 16 (1 orbital 4s, 3 orbital 4p, 5 orbital 4d, 7 orbital 4f) 

Số obitan trong lớp e thứ n là n² obitan.

Mỗi orbital có một mức năng lượng riêng

Các e trên mỗi orbital có một mức năng lượng xác định gọi là mức năng lượng orbital nguyên tử (mức năng lượng AO). Các e trên các orbital khác nhau của cùng một phân lớp có năng lượng như nhau.

Orbital nguyên tử thường được mô tả giống như các hàm sóng (wave functions) kiểu hydro (nghĩa là một electron) qua không gian, phân loại theo n, l, và m số lượng tử, tương ứng với các năng lượng của electron, mô men động lượng và phương của mô men động lượng. Mỗi orbital được xác định theo số lượng tử khác nhau và có tối đa là hai electron. 

Đặc điểm của lớp electron ngoài cùng

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3e ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử kim loại, trừ H, He và B.

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7e ở lớp ngoài cùng thường là các nguyên tố phi kim.

 + Các nguyên tử có 4e ở lớp ngoài cùng: là nguyên tố kim loại nếu có 4 lớp e trở lên, còn lại là phi kim