Toptailieu.vn biên soạn và giới thiệu cách viết Cấu hình electron của Cu (đồng), copper 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 Cu (đồng), copper từ đó học tốt môn Hóa học.

Cấu hình electron của Cu (đồng), copper chương trình mới

I. Cấu hình electron của Cu (đồng), copper chương trình mới

1. Cấu hình electron nguyên tử copper (Z = 29)

- Cu có số hiệu nguyên tử là 29 ⇒ nguyên tử Cu có 29 electron.

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

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁹.

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

- Sau đó, sắp xếp các phân lớp theo từng lớp để thu được cấu hình electron của Cu là:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹.

Viết gọn: [Ar]3d¹⁰4s¹.

2. Cấu hình electron của nguyên tử copper (Z = 29) theo ô orbital

- Cấu hình electron của nguyên tử copper (Z = 29) theo ô orbital là:

- Nguyên tử Cu có 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 Cu trong bảng tuần hoàn:

Từ cấu hình electron của Cu là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ ta xác định được: 

+ Cu thuộc ô số 29 (do Z = 29)

+ Chu kì 4 (do có 4 lớp electron)

+ Nhóm IB (do có tổng số electron thuộc hai phân lớp 3d và 4s là 11).

+ Là nguyên tố d (do Cu là nguyên tố nhóm B, nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng là 3d¹⁰4s¹).

Lưu ý: Với nguyên tố nhóm B, số thứ tự của nhóm bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp (n - 1)d và ns. Nếu tổng số electron của hai phân lớp (n - 1)d và ns là 8, 9, 10 thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB.

- Tính chất nguyên tố:

+ Cu thuộc chu kì 4, nhóm IB nên đồng là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

+ Số oxi hóa phổ biến của đồng trong hợp chất là +2, ngoài ra còn số oxi hóa +1.

4. Bài tập

Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹. Số electron phân lớp d nhiều hơn số electron phân lớp s là 3 electron. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn hóa học?

A. Chu kì 4, nhóm IA.

B. Chu kì 4, nhóm IB.

C. Chu kì 4, nhóm VIIB.

D. Chu kì 4, nhóm VIIIB.

Lời giải:

Đáp án đúng là: B

Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹.

Nguyên tố X thuộc chu kì 4 và có tổng số electron phân lớp s là 7.

Số electron phân lớp d nhiều hơn số electron phân lớp s là 3 electron.

⇒ Số electron phân lớp d là 10. 

Tổng số electron trên phân lớp 3d và 4s là 11 ⇒ Nguyên tố X thuộc nhóm IB.

Câu 2: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron ở phân lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng là 3d¹⁰4s¹. Cấu hình electron của nguyên tử X là

A. [Ar] 3d⁹4s¹.

B. [Ar] 3d⁹ 4s².

C. [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

D. [Ar] 3d¹⁰ 4s².

Lời giải:

Đáp án đúng là: C

Cấu hình electron của X là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹.

Viết gọn: [Ar]3d¹⁰4s¹.

II. Cấu hình electron của Cu (đồng) chương trình cũ

1. Cấu hình electron nguyên tử đồng (Z = 29)

- Đồng có số hiệu nguyên tử là 29 ⇒ nguyên tử Cu có 29 electron.

- Cấu hình electron nguyên tử đồng là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹.

Viết gọn: [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

Chú ý:

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

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d⁹.

- Do trạng thái này không bền nên 1 electron ở phân lớp 4s chuyển sang phân lớp 3d để đạt trạng thái 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 Cu trong bảng tuần hoàn:

+ Từ cấu hình electron của Cu là 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹ ta xác định được nguyên tử Cu có 29 electron, phân bố trên 4 lớp electron và số electron hóa trị bằng 1.

⇒ Vậy đồng ở ô thứ 29 (do Z = 29); chu kì 4 (do có 4 lớp electron), nhóm IB (do có 1 electron hóa trị, nguyên tố d).

- Tính chất nguyên tố:

+ Đồng thuộc chu kì 4, nhóm IB nên đồng là kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất.

+ Số oxi hóa phổ biến của đồng trong hợp chất là +2, ngoài ra còn số oxi hóa +1.

3. Bài tập

Câu 1: Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹. Số electron phân lớp d nhiều hơn số electron phân lớp s là 3 electron. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn hóa học?

A. Chu kì 4, nhóm IA.

B. Chu kì 4, nhóm IB.

C. Chu kì 4, nhóm VIIB.

D. Chu kì 4, nhóm VIIIB.

Lời giải:

Đáp án B

Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s¹.

Nguyên tố X thuộc chu kì 4 và có tổng số electron phân lớp s là 7.

Số electron phân lớp d nhiều hơn số electron phân lớp s là 3 electron.

⇒ Số electron phân lớp d là 10.

⇒ Phân lớp 3d đã bão hòa electron.

⇒ Electron hóa trị bằng 1.

⇒ Nguyên tố X thuộc nhóm IB.

Câu 2: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt là 93. Trong hạt nhân nguyên tử, số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 6. Cấu hình electron của nguyên tử X là

A. [Ar] 3d⁹4s¹.

B. [Ar] 3d⁹ 4s².

C. [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.

D. [Ar] 3d¹⁰ 4s².

Lời giải:

Đáp án C

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

Theo bài, ta có hệ:

 $\left\{\begin{array}{l}2p+n=93\\ n-p=6\\ p=e\end{array}\right.$⇒$\left\{\begin{array}{l}e=p=29\\ n=35\end{array}\right.$

⇒ Nguyên tử X có 29 electron.

⇒ Cấu hình electron là [Ar] 3d¹⁰ 4s¹.