Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu cách viết Cấu hình electron của Ca (canxi), calcium theo chương trình sách mới của ba bộ sách Kết nối tri thức, Cánh diều, Chân trời sáng tạo giúp học sinh dễ dàng nắm vững cách viết Cấu hình electron của Ca (canxi), calcium từ đó học tốt môn Hóa học.

Cấu hình electron của Ca (canxi), calcium chương trình mới

I. Cấu hình electron của Ca (canxi), calcium chương trình mới

1. Cấu hình electron nguyên tử calcium (Z = 20)

- Calcium có kí hiệu hóa học là Ca.

- Calcium có số hiệu nguyên tử là 20 ⇒ nguyên tử Ca có 20 electron.

- Cấu hình electron nguyên tử calcium là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s².

Viết gọn: [Ar]4s².

2. Cấu hình electron của nguyên tử calcium (Z = 20) theo ô orbital

- Cấu hình electron của nguyên tử calcium (Z = 20) theo ô orbital là: 

- Nguyên tử Ca không có electron độc thân.

3. Mối quan hệ giữa cấu hình electron với vị trí trong bảng tuần hoàn và tính chất nguyên tố

-  Vị trí Ca trong bảng tuần hoàn:

Từ cấu hình electron của Ca là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² ta xác định được:

+ Ca thuộc ô số 20 (do Z = 20)

+ Chu kì 4 (do có 4 lớp electron)

+ Nhóm IIA (do có 2 electron hóa trị, nguyên tố s).

+ Là nguyên tố s (do lớp electron ngoài cùng có dạng 4s²).

- Tính chất nguyên tố:

+ Ca thuộc nhóm IIA, là kim loại kiềm thổ.

+ Ca có xu hướng nhường 2 electron lớp ngoài cùng khi tham gia hình thành liên kết hóa học để đạt cấu hình bền vững giống khí hiếm Ar.

Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e

+ Công thức oxide: CaO (là basic oxide)

+ Công thức hydroxide tương ứng: Ca(OH)₂ (là base mạnh).

4. Bài tập

Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố M có tổng số hạt electron và hạt neutron là 40. Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng với số hạt không mang điện. Cấu hình electron của nguyên tử M là

A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

B. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹.

C. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.

D. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p^5­.

Lời giải:

Đáp án đúng là: A

Gọi số hạt electron, proton, nơtron của nguyên tố M là e, p, n.

Nguyên tử trung hòa về điện nên e = p.

X có tổng số hạt electron và hạt neutron là 40 ⇒ e + n = 40        (1)

Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng với số hạt không mang điện.

⇒ p = n hay e = n                           (2)

Từ (1) và (2) ⇒ e = p = n = 20

⇒ Cấu hình electron của M là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

Câu 2: Nguyên tố Ca có số hiệu nguyên tử là 20. Phát biểu nào sau đây về Ca là không đúng?

A. Số electron ở vỏ nguyên tử của nguyên tố Ca là 20.

B. Vỏ của nguyên tử Ca có 4 lớp electron và lớp ngoài cùng có 2 electron. 

C. Hạt nhân của nguyên tử Ca có 20 proton.

D. Nguyên tố Ca là một phi kim

Hướng dẫn giải

Đáp án đúng là: D

Nguyên tố Ca có số hiệu nguyên tử là 20 ⇒ số electron = số proton = Z = 20 ⇒ A, C đúng.

Z = 20 ⇒ Cấu hình electron nguyên tử là: [Ar]4s² ⇒ có 4 lớp electron và lớp ngoài cùng có 2 electron ⇒ B đúng.

Có 2 electron lớp ngoài cùng ⇒ nguyên tố kim loại ⇒ D sai.

II. Cấu hình electron của Ca (canxi) chương trình cũ

1. Cấu hình electron nguyên tử canxi (Z = 20)

- Canxi có số hiệu nguyên tử là 20 ⇒ nguyên tử Ca có 20 electron.

- Cấu hình electron nguyên tử canxi là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

Viết gọn: [Ar]4s².

2. Mối quan hệ giữa cấu hình electron với vị trí trong bảng tuần hoàn và tính chất nguyên tố

-  Vị trí Ca trong bảng tuần hoàn:

+ Từ cấu hình electron của Ca là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² ta xác định được nguyên tử Ca có 20 electron, phân bố trên 4 lớp electron và số electron lớp ngoài cùng bằng 2.

⇒ Vậy canxi ở ô thứ 20 (do Z = 20); chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IIA (do có 2 electron hóa trị, nguyên tố s).

- Tính chất nguyên tố:

+ Ca thuộc nhóm IIA nên Ca là kim loại kiềm thổ.

+ Ca có xu hướng nhường 2 electron lớp ngoài cùng khi tham gia phản ứng hóa học để đạt cấu hình bền vững của Ar.

Ca ⟶ Ca²⁺ + 2e

+ Công thức oxit: CaO (là oxit bazơ)

+ Công thức hiđroxit tương ứng: Ca(OH)₂ (là bazơ mạnh).

3. Bài tập

Câu 1: Cation R²⁺ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p⁶. Vị trí của nguyên tố R trong bảng tuần hoàn?

A. Ô 16, chu kì 3, nhóm VIA.

B. Ô 18, chu kì 3, nhóm VIIIA.

C. Ô 20, chu kì 4, nhóm IIA.

D. Ô 12, chu kì 3, nhóm IIA.

Lời giải:

Đáp án C

R ⟶ R²⁺ + 2e

Cation R²⁺ có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng là 3p⁶.

⇒ Cấu hình electron của ion R²⁺ là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.

⇒ Cấu hình electron của R là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

⇒ Nguyên tử R có 20 electron phân bố trên 4 lớp electron và có 2 electron lớp ngoài cùng.

⇒ Nguyên tố R thuộc ô 20, chu kì 4, nhóm IIA.

Câu 2: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt electron và hạt nơtron là 40. Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng với số hạt không mang điện. Cấu hình electron của nguyên tử X là

A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².

B. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹.

C. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.

D. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p^5­.

Lời giải:

Đáp án A

Gọi số hạt electron, proton, nơtron của nguyên tố X là e, p, n.

Nguyên tử trung hòa về điện nên e = p.

X có tổng số hạt electron và hạt nơtron là 40 ⇒ e + n = 40          (1)

Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt mang điện tích dương bằng với số hạt không mang điện.

⇒ p = n hay e = n                           (2)

Từ (1) và (2) ⇒ e = p = n = 20

⇒ Cấu hình electron của X là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s².