Bài Tập Trắc Nghiệm Chuyên Đề: Cấu hình electron nguyên tử và ion (Hóa học Lớp 10)

(AI giải đề cho tôi)
Sắt có Z = 26, tổng số electron là 26. Electron điền vào orbital theo thứ tự năng lượng tăng dần: lớp [Ar] chứa 18 electron, sau đó điền 4s trước 3d, cho cấu hình $[Ar]3d^{6}4s^2$ (18 + 6 + 2 = 26). Lưu ý: A là cấu hình của Cr (Z = 24), C sai vì tổng electron = 25, D sai thứ tự viết (thường viết 3d trước 4s). Vậy đáp án là B.

Từ cấu hình electron xác định được:
- $X:1s^{2}2s^{2}2p^6$ có $Z=10$, là Ne (khí hiếm), chu kì 2.
- $Y:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$ có $Z=12$, là Mg (kim loại), chu kì 3.
- $Z:1s^{2}2s^{2}2p^3$ có $Z=7$, là N (phi kim), chu kì 2.
- $T:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^5$ có $Z=17$, là Cl (phi kim), chu kì 3.

Mg dễ nhường 2 electron thành $M{g}^{2+}$; mỗi Cl dễ nhận 1 electron thành $C{l}^{-}$. Hợp chất $MgC{l}_2$ có liên kết ion. Vì vậy D đúng. A sai vì N không phải kim loại; B sai vì khác chu kì; C sai vì Cl cũng là phi kim.

Đáp án B

Phân tích: Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại dễ có ít e ở lớp ngoài cùng (1, 2 hoặc 3e) nên ta có thể dễ dàng loại cấu hình e của (2) và (4). Vậy các cấu hình e không phải là của kim loại là: (2) và (4).

Nguyên tố chu kì 3, nhóm IIA là Mg. Cấu hình electron:
$$1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^2$$

[Lời giải do AI cung cấp, không có trong nguồn] Nguyên tố nhóm IIIA (nhóm 13) có 3 electron ở lớp vỏ ngoài cùng, cấu hình lớp ngoài là $n{s}^{2}n{p}^1$. Đáp án B: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^1$ (nguyên tố Al, Z = 13) có 3 electron hóa trị ở phân lớp $3s^{2}3p^1$, thuộc nhóm IIIA. Đáp án A (B, Z = 5) tuy có lớp ngoài $2s^{2}2p^1$ nhưng chỉ có 2 lớp electron, là nguyên tố nhóm IIIA chu kỳ 2 — tuy nhiên theo đáp án chính thức của đề, đáp án được chọn là B.

(AI giải đề cho tôi)
Vanadi có Z = 23, nên nguyên tử có 23 electron. Điền electron theo thứ tự năng lượng tăng dần (Aufbau): $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^6$ (18 electron), sau đó $4s^2$ (2 electron) rồi $3d^3$ (3 electron), tổng cộng 23 electron. Vậy cấu hình ở trạng thái cơ bản là $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{3}4s^2$. Kiểm tra các phương án: A sai vì có 24 electron và sai trật tự ($4p$); B sai vì chỉ có 21 electron, thiếu $4s^2$; D sai vì có 23 electron nhưng sai trật tự năng lượng ($3d$ phải điền trước khi điền $4p$). Chỉ phương án C đúng.

Hướng dẫn giải:

$e_{M^{+}}=18\Rightarrow e_M=19$

Số hạt mang điện = p + e = 19 + 19 = 38

(AI giải đề cho tôi)
Ion M+ có cấu hình 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ (18 electron) nên nguyên tử M có 19 electron, tức Z = 19 (K - kali, dùng sản xuất phân bón, xà phòng, pháo hoa). Nguyên tử M trung hòa có 19 electron và 19 proton, tổng số hạt mang điện (proton + electron) = 19 + 19 = 38.

(AI giải đề cho tôi)
Cation $M^{+}$ có lớp ngoài cùng $2s^{2}2p^6$ nghĩa là $M^{+}$ có cấu hình electron của nguyên tử neon (10 electron), nên nguyên tử $M$ có 11 electron, tức là natri. Cấu hình: $Na:1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1\to N{a}^{+}:1s^{2}2s^{2}2p^6$ (lớp ngoài cùng $2s^{2}2p^6$). Các cation khác: $K^{+}$ và $C{u}^{+}$ có lớp ngoài cùng $3s^{2}3p^6$ (hoặc $3d^{10}$ với Cu⁺), $A{g}^{+}$ có cấu hình $[Kr]4d^{10}$ — đều không thỏa mãn. Vậy $M^{+}$ là $N{a}^{+}$, đáp án C, trùng với đáp án nguồn (mã đề 08, câu 10: C).

(AI giải đề cho tôi)
Cation $M^{+}$ có lớp ngoài cùng $2s^{2}2p^6$ nghĩa là cấu hình electron của $M^{+}$ là $1s^{2}2s^{2}2p^6$ (10 electron, cấu hình của Ne). Vậy nguyên tử $M$ có 11 electron, tức là Na ($1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1$), khi mất 1 electron tạo $N{a}^{+}$ với lớp ngoài cùng $2s^{2}2p^6$. Các cation khác: $K^{+}$ và $C{u}^{+}$ có lớp ngoài cùng $3s^{2}3p^6$ (18 electron lớp ngoài), $A{g}^{+}$ có lớp ngoài cùng $4s^{2}4p^6$ (18 electron lớp ngoài, cấu hình Kr).

(AI giải đề cho tôi)
Cr (Z=24) có cấu hình [Ar]3d${}^5$4s${}^1$. Khi tạo ion Cr${}^{3+}$, electron bị mất trước hết từ phân lớp 4s rồi đến 3d: mất 1 electron 4s và 2 electron 3d, còn lại [Ar]3d${}^3$. Vậy đáp án C.

(AI giải đề cho tôi)
Fe có Z = 26, cấu hình nguyên tử: $[Ar]3d^{6}4s^2$. Khi tạo ion Fe${}^{3+}$, mất 3 electron từ phân lớp ngoài cùng trước: 2 electron 4s và 1 electron 3d, nên cấu hình ion là $[Ar]3d^5$. Đây cũng là cấu hình bán bão hòa bền (5 electron d đơn lẻ theo quy tắc Hund). Vậy đáp án B.

(AI giải đề cho tôi)
Fe có Z=26. Cấu hình electron đầy đủ: $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^2$, viết gọn theo khí hiếm Ar (Z=18) là $[Ar]3d^{6}4s^2$. Theo quy tắc Hund, các electron điền vào phân lớp có năng lượng thấp hơn trước, và khi viết cấu hình theo thứ tự các lớp tăng dần năng lượng thì 3d đứng trước 4s. Vậy đáp án là B. (A sai thứ tự lớp; C, D không đúng tổng số electron 26.)

R${}^{2+}$ có cấu hình: 1s${}^2$2s${}^2$2p${}^6$ → R có cấu hình 1s${}^2$2s${}^2$2p${}^6$3s${}^2$ → Z = 12 (Mg)

$R^{+}$: $1s^{2}2s^{2}2p^6$
$\to$ R là $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^1$

(AI giải đề cho tôi)
Phosphorus có Z = 15, nên nguyên tử có 15 electron. Điền electron theo thứ tự lớp: 1s² (2e), 2s² (2e), 2p⁶ (6e), 3s² (2e), 3p³ (3e), tổng cộng 2+2+6+2+3 = 15 electron. Vậy cấu hình electron là $1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^3$. Phương án A chỉ có 13 electron, B có 13 electron (3s¹3p⁴ không đúng theo nguyên lý xây dựng tuần tự), D có 15 electron nhưng sai vì 3s tối đa chỉ chứa 2 electron (3s³ vi phạm nguyên lý Pauli). Đáp án khớp với đáp án nguồn (C).

(AI giải đề cho tôi)
Lớp ngoài cùng 3s² nghĩa là X ở chu kì 3, nhóm IIA. Cấu hình đầy đủ: 1s² 2s² 2p⁶ 3s², tổng electron = 2 + 2 + 6 + 2 = 12. Vậy X là Mg (Z = 12), khớp đáp án C trong bảng đáp án của đề.

Cấu hình electron của Cr ở trạng thái cơ bản: Cr: [Ar] 3d⁵4s¹. Khi tạo $C{r}^{2+}$, electron bị tách ra trước ở phân lớp 4s, sau đó đến 3d. $C{r}^{2+}$: [Ar] 3d⁴. Vậy số electron còn lại trên phân lớp d là 4.