Cấu hình electron của Al

Cấu hình electron là cách thể hiện sự phân bố các electron trong nguyên tử vào các lớp và phân lớp năng lượng. Với nguyên tử có Z = 13, ta đang xét nguyên tố Nhôm (Al) – một kim loại phổ biến trong tự nhiên và công nghiệp. Việc viết cấu hình electron nguyên tử có Z = 13 là kỹ năng nền tảng trong chương trình Hóa học lớp 10.

1. Xác định số hiệu nguyên tử

Z = 13 → nguyên tử có 13 electron

Tên nguyên tố: Nhôm (Al)

Vị trí trong bảng tuần hoàn:

• Ô số: 13
• Chu kỳ: 3
• Nhóm: IIIA (nhóm 13)
• Nguyên tố: kim loại nhóm p

2. Quy tắc phân bố electron

Khi viết cấu hình electron, cần tuân theo các nguyên lý cơ bản:

• Nguyên lý vững bền: electron điền vào các mức năng lượng thấp trước.

• Nguyên lý Pauli: mỗi obitan chứa tối đa 2 electron với spin ngược chiều.

• Quy tắc Hund: các electron sẽ phân bố đều vào các obitan cùng mức trước khi ghép đôi.

Thứ tự các mức năng lượng:

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d...

3.  Viết cấu hình electron nguyên tử có Z = 13

3.1. Cấu hình electron đầy đủ

- Aluminium có số hiệu nguyên tử là 13 ⇒ nguyên tử Al có 13 electron.

- Cấu hình electron nguyên tử Al là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹.

3.2. Cấu hình electron rút gọn

• Dựa vào cấu hình khí hiếm gần nhất: [Ne] = 1s² 2s² 2p⁶

• Khi đó: Viết gọn: [Ne]3s²3p¹.

3.3. Cấu hình electron nguyên tử aluminium (Z = 13) theo ô orbital.

- Cấu hình electron nguyên tử aluminium (Z = 13) theo ô orbital là:

- Ở trạng thái cơ bản nguyên tử Al có 1 electron độc thân, thuộc AO 3p.

4. Giải thích cấu hình electron của Al

4.1. Vị trí Al trong bảng tuần hoàn

Từ cấu hình electron của Al là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ ta xác định được:

+ Al thuộc ô số 13 (do Z = 13)

+ Chu kì 3 (do có 3 lớp electron)

+ Nhóm IIIA (do có 3 electron hóa trị, nguyên tố p).

+ Là nguyên tố p (do cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng 3s²3p¹).

4.2. Tính chất nguyên tố

+ Nguyên tử Al có 3 electron lớp ngoài cùng, khi hình thành liên kết hóa học, Al có xu hướng nhường đi 3 electron này để đạt được cấu hình bên vững giống khí hiếm.

⇒ Al có tính kim loại.

Al → Al³⁺ + 3e

+ Công thức oxide: Al₂O₃ (là oxide lưỡng tính)

+ Công thức hydroxide tương ứng: Al(OH)₃ (là hydroxide lưỡng tính)