Cách xác định electron độc thân

Electron độc thân là electron đứng một mình trong orbital nguyên tử, mà không hình thành cặp electron. Cùng Top lời giải tìm hiểu Cách xác định electron độc thân chính xác nhất qua bài viết dưới đây.

1. Cách xác định electron độc thân

Electron độc thân là electron đứng một mình trong orbital nguyên tử, mà không hình thành cặp electron. Vì electron dạng cặp ổn định hơn, nên electron độc thân tương đối hiếm thấy trong hoá học, và nguyên tử có sẵn các electron độc thân thì dễ tham gia phản ứng. Trong hoá học hữu cơ, electron độc thân thường có ở các gốc tự do, từ đó có thể giải thích nhiều phản ứng hoá học.

Gốc tự do có electron độc thân thường có ở orbital nguyên tử d và f, vì hai loại orbital nguyên tử này ít định hướng, do đó electron độc thân không thể hình thành hiệu quả phân tử dime ổn định. 

Electron độc thân cũng hiện diện trong một số phân tử ổn định. Phân tử ôxi có hai electron độc thân, và nitơ oxide (NO) thì có một hạt. Hướng spin của electron độc thân trong phân tử ôxi cố định, do đó nguyên tố ôxi biểu hiện tính thuận từ.

Electron độc thân trong các nguyên tố họ lanthan là electron ổn định nhất, orbital f của chúng phản ứng kém với tác nhân bên ngoài, và electron độc thân khó hình thành liên kết hoá học. Nguyên tử có nhiều electron độc thân nhất là Gd³⁺, có 7 electron độc thân.

2. Electron là gì?

Electron (tiếng Việt đọc là: ê lếch t-rôn hay ê lếch t-rông) còn gọi là điện tử, được biểu diễn như là e−, là một hạt hạ nguyên tử, hay hạt sơ cấp. Trong nguyên tử, electron chuyển động xung quanh hạt nhân (bao gồm các proton và neutron) trên quỹ đạo electron. Từ electron bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp ηλεκτρον (phát âm là “êlectron”) có nghĩa là “hổ phách” do người Hy Lạp cổ đại lần đầu tiên quan sát thấy khả năng hút các vật nhỏ (do lực hút tĩnh điện) của một miếng hổ phách sau khi được chà xát với lông thú.

Các electron có điện tích và khi chúng chuyển động sẽ sinh ra dòng điện. Vì các electron trong nguyên tử xác định phương thức mà nó tương tác với các nguyên tử khác nên chúng đóng vai trò quan trọng trong hóa học.

3. Đặc điểm của electron nguyên tử

Một số đặc điểm của các electron trong nguyên tử được liệt kê và giải thích dưới đây:

   + Nếu một nguyên tử có cùng số proton (số p) và electron (số e) thì nguyên tử đó trung hòa về điện vì điện tích âm của electron đã trung hòa điện tích dương của proton.

   + Electron di chuyển như thế nào? Các electron luôn quay xung quanh hạt nhân trong các lớp vỏ theo một quỹ đạo

   + Một lực hút do hạt nhân mang điện tích dương (+) tác động lên các electron mang điện tích âm (-). Lực hút này hoạt động như lực hướng tâm cần cho sự quay quanh hạt nhân của các electron.

   + Các điện tử ở gần hạt nhân sẽ có liên kết chặt chẽ với hạt nhân và khó kéo (loại bỏ) các điện tử này ra khỏi nguyên tử hơn những điện tử ở xa hạt nhân.

 + Khối lượng của 1 electron là 9,1094.10^-31 (kg) ≈ 0u. Điện tích là  –1,602.10^-19C (đơn vị điện tích) kí hiệu là E

4. Electron hóa trị

 Electron hóa trị (electron ngoài cùng) là những electron ở các orbital ngoài cùng và có thể tham gia vào các liên kết của nguyên tử. Electron hóa trị các nguyên tố nhóm chính nằm ở lớp ngoài cùng, trong nguyên tố nhóm phụ (kim loại chuyển tiếp) electron hóa trị có tại lớp ngoài cùng và lớp d kề cận.

Xem thêm:

>>> Electron hóa trị là gì? Cách xác định electron hóa trị? Cho ví dụ

5. Bản chất của electron

 Mức năng lượng của electron:

- Cần một lượng năng lượng xác định để electron có thể bứt ra khỏi quỹ đạo của nó. Năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi quỹ đạo thứ nhất sẽ nhiều hơn nhiều so với năng lượng cần thiết để bứt electron ra khỏi quỹ đạo ngoài. Nguyên nhân là do lực hút do hạt nhân tác động lên các điện tử ở quỹ đạo thứ nhất nhiều hơn so với lực hút do hạt nhân tác động đến các điện tử ở quỹ đạo ngoài. Tương tự, năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi quỹ đạo thứ hai lớn hơn quỹ đạo thứ ba. Do đó, chúng ta có thể nói rằng các electron chạy trong quỹ đạo liên kết với một lượng năng lượng xác định. Do đó quỹ đạo hoặc vỏ nguyên tử còn được gọi là mức năng lượng.

- Các mức năng lượng của electron được ký hiệu bằng những chữ cái K, L, M, N, …Trong đó, thứ tự mức năng lượng được sắp xếp như sau: K< L<M<N

- K là quỹ đạo gần hạt nhân nhất và cũng có mức năng lượng thấp nhất. Quỹ đạo N ngoài cùng có mức năng lượng cao nhất.