Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu cách viết Cấu hình electron của Cr (crom), chromium 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 Cr (crom), chromium từ đó học tốt môn Hóa học.

Cấu hình electron của Cr (crom), chromium chương trình mới

I. Cấu hình electron của Cr (crom), chromium chương trình mới

1. Cấu hình electron nguyên tử chromium (Z = 24)

- Cr có số hiệu nguyên tử là 24 ⇒ nguyên tử Cr có 24 electron.

- Do có sự chèn mức năng lượng, các electron được phân bố như sau:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁴

- Do trạng thái này không bền nên 1 electron ở phân lớp 4s chuyển sang phân lớp 3d để đạt trạng thái bán bão hòa bền vững hơn.

- Sau đó, sắp xếp các phân lớp theo đúng thứ tự lớp để thu được cấu hình electron của nguyên tử Cr: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹.

Viết gọn: [Ar]3d⁵4s¹.

2. Cấu hình electron của nguyên tử chromium (Z = 24) theo ô orbital

- Cấu hình electron của nguyên tử chromium (Z = 24) theo ô orbital là:

- Nguyên tử Cr có 6 electron độc thân, trong đó 5 electron độc thân thuộc AO 3d, 1 electron độc thân thuộc AO 4s.

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

-  Vị trí Cr trong bảng tuần hoàn:

Từ cấu hình electron của Cr là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 3d⁵4s¹ ta xác định được: 

+ Cr thuộc ô số 24 (do Z = 24)

+ Chu kì 4 (do có 4 lớp electron)

+ Nhóm VIB (do có 6 electron hóa trị, nguyên tố d).

+ Là nguyên tố d (do Cr là nguyên tố nhóm B, nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng là 3d⁵4s¹).

- Tính chất nguyên tố:

+ Cr thuộc nhóm VIB nên Cr là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

+ Các mức oxi hóa đặc trưng của Cr trong hợp chất: +2, +3, +6.

4. Bài tập

Câu 1: Nguyên tố M là nguyên tố d trong bảng tuần hoàn. Nguyên tử của nguyên tố M có tổng số electron phân lớp s là 7. Cấu hình electron của nguyên tử M là (biết số electron hóa trị của M không quá 10 electron)

A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁴ 4s².

B. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

C. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s².

D. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử của nguyên tố M có tổng số electron phân lớp s là 7.

⇒ Các phân lớp s của nguyên tử M là 1s², 2s², 3s², 4s¹.

Mà nguyên tố M là nguyên tố d trong bảng tuần hoàn.

⇒ Phân lớp 3d bán bão hòa (3d⁵) hoặc bão hòa (3d¹⁰).

Lại có số electron hóa trị không quá 10

⇒ Cấu hình electron của M là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

Câu 2. Chromium được sử dụng nhiều trong luyện kim để chế tạo hợp kim chống ăn mòn và đánh bóng bề mặt. Nguyên tử chromium có cấu hình electron viết gọn là [Ar]3d⁵4s¹. Vị trí của chromium trong bảng tuần hoàn là

A. ô số 17, chu kì 4, nhóm IA.

B. ô số 24, chu kì 4, nhóm VIB.

C. ô số 24, chu kì 3, nhóm VB

D. ô số 27, chu kì 4, nhóm IB.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử chromium có cấu hình electron viết gọn là [Ar]3d⁵4s¹. Suy ra:

- Số electron = vị trí của ô nguyên tố = 24.

- Có 4 lớp electron ⇒ thuộc chu kì 4.

- Có tổng số electron lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng là 6 ⇒ thuộn nhóm VIB.

II. Cấu hình electron của Cr (crom) chương trình cũ

1. Cấu hình electron nguyên tử crom (Z = 24)

- Crom có số hiệu nguyên tử là 24 ⇒ nguyên tử Cr có 24 electron.

- Cấu hình electron nguyên tử crom là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

Viết gọn: [Ar] 3d⁵ 4s¹.

Chú ý:

- Do có sự chèn mức năng lượng, các electron được phân bố như sau:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁴.

- Do trạng thái này không bền nên 1 electron ở phân lớp 4s chuyển sang phân lớp 3d để đạt trạng thái bán bão hòa bền vững hơn.

- Sau đó, sắp xếp các phân lớp theo từng lớp để thu được cấu hình electron như trên.

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

-  Vị trí Cr trong bảng tuần hoàn:

+ Từ cấu hình electron của Cr là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹ ta xác định được nguyên tử Cr có 24 electron, phân bố trên 4 lớp electron và số electron hóa trị bằng 6.

⇒ Vậy crom ở ô thứ 24 (do Z = 24); chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm VIB (do có 6 electron hóa trị, nguyên tố d).

- Tính chất nguyên tố:

+ Crom thuộc nhóm VIB nên Crom là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

+ Các mức oxi hóa đặc trưng của crom trong hợp chất: +2, +3, +6.

3. Bài tập

Câu 1: Nguyên tố X là nguyên tố d trong bảng tuần hoàn. Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số electron phân lớp s là 7. Cấu hình electron của nguyên tử X là (biết số electron hóa trị của X không quá 10 electron)

A. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁴ 4s².

B. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

C. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s².

D. 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹.

Lời giải:

Đáp án B

Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số electron phân lớp s là 7.

⇒ Các phân lớp s của nguyên tử X là 1s², 2s², 3s², 4s¹.

Mà nguyên tố X là nguyên tố d trong bảng tuần hoàn.

⇒ Phân lớp 3d bán bão hòa (3d⁵) hoặc bão hòa (3d¹⁰).

Lại có số electron hóa trị không quá 10

⇒ Cấu hình electron của X là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹.

Câu 2: Cation R³⁺ có tổng số hạt là 73. Trong hạt nhân, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 4. Xác định vị trí của R trong bảng tuần hoàn hóa học?

A. Ô 13, chu kì 3, nhóm IIIA.

B. Ô 24, chu kì 4, nhóm VIB.

C. Ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

D. Ô 21, chu kì 4, nhóm IIIB.

Lời giải:

Đáp án B

R ⟶ R³⁺ + 3e

Gọi số hạt electron, proton, nơtron trong nguyên tử R là e, p, n.

Nguyên tử trung hòa về điện nên e = p.

Cation R³⁺ có tổng số hạt là 73

⇒ (e – 3) + p + n = 73 ⇒ 2p + n = 76  (1)

Trong hạt nhân, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 4.

⇒ n – p = 4         (2)

Từ (1) và (2) ⇒ p = e = 24 và n = 28.

⇒ Cấu hình electron của R là [Ar] 3d⁵ 4s¹.

⇒ R thuộc ô 24, chu kì 4, nhóm VIB trong bảng tuần hoàn.