Chuyên đề Bốn số lượng tử xác định trạng thái của một electron trong nguyên tử khái niệm về obitan nguyên tử

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 ml 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 ml ứng với một AO
ml nhận giá trị từ -l  0  +l .
Mỗi giá trị của l có 2l + 1 giá trị của ml (nghĩa là có 2l + 1 obitan)
Vd : l = 0 ® ml chỉ có 1 giá trị (ml = 0) ® có 1 AOs 
 l = 1 ® ml chỉ có 3 giá trị (-1 , 0 , +1) ® có 3 AOp 
 -1 0 +1
 l = 2 ® ml chỉ có 5 giá trị (-2 , -1 , 0 , +1 , +2) ® có 5 AOd 
 -2 -1 0 +1 +2
 l = 3 ® ml 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 ms 
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 và 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 ; ml =-1 ; ms = 
	b. n = 2 ; l = 1 ; ml = +1 ; ms = 
	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 ml . 
	3. Xác định nguyên tử mà eletron cuối cùng có 4 số lượng tử thỏa mãn điều kiện : 
	 n + l = 3 và ml + ms = .
 4. Xét nguyên tử mà nguyên tố có electron cuối cùng có 4 số lượng tử 
	a. n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 
	b. n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 
	 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 , ml = 0
	(2) n = 2 , l = 1 , ml = 0 
	(3) n = 6 , l = 5 , ml = -1
	(4) n = 4 , l = 3 , ml = -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 , ml = 0 , ms = 
	n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = 
	 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 , ml = -1 , ms = 
	B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = 
	a. Xác định vị trí của A , B trong BTHHH
	b. Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo của phân tử AB3 .