Mục lục bài họcĐang ở d01-b2
← AP Chemistry
0/22 bài đã học xong
Chương 1 · Unit 1 — Atomic Structure and Properties · Bài 2/3 của chương · bài 2/22 của AP Chemistry

Electron Configuration and Photoelectron Spectroscopy

Cấu hình electron và phổ quang điện tử
← Mục lục bài học
Lý thuyết · English

Filling order and Coulomb's law

Electrons fill from lowest energy: $1s\,2s\,2p\,3s\,3p\,4s\,3d\,4p$. Two exceptions worth knowing: Cr is $[\text{Ar}]4s^13d^5$ and Cu is $[\text{Ar}]4s^13d^{10}$ — a half-full or full $d$ subshell is more stable.

Everything about energy comes back to Coulomb's law: attraction grows with nuclear charge and falls with distance.

Reading a PES spectrum

Each peak is one subshell:

  • Peak height $=$ number of electrons in that subshell.
  • Peak position $=$ ionisation energy, which tells how tightly held those electrons are.

Core electrons sit far to the high-energy side because they feel almost the full nuclear charge. Valence electrons are shielded and appear at low energy.

Giải thích tiếng Việt

Thứ tự điền $1s\,2s\,2p\,3s\,3p\,4s\,3d\,4p$, với hai ngoại lệ đáng nhớ: Cr là $[\text{Ar}]4s^13d^5$ và Cu là $[\text{Ar}]4s^13d^{10}$ — phân lớp $d$ đầy hoặc nửa đầy thì bền hơn.

Mọi giải thích về năng lượng đều quy về định luật Coulomb: lực hút tăng theo điện tích hạt nhân, giảm theo khoảng cách.

Đọc phổ quang điện tử (PES) — dạng biểu đồ đề AP hỏi rất nhiều mà sách phổ thông ít dạy. Mỗi đỉnh là một phân lớp:

  • Chiều cao đỉnh $=$ số electron trong phân lớp đó.
  • Vị trí đỉnh $=$ năng lượng ion hoá, cho biết electron bị giữ chặt tới mức nào.

Electron lõi nằm ở phía năng lượng rất cao vì chúng cảm nhận gần trọn điện tích hạt nhân. Electron hoá trị bị chắn nên nằm ở phía năng lượng thấp.

năng lượng ion hoá TĂNG → (trục thường vẽ NGƯỢC) số electron 2p⁴ 2s² 1s² cao 4 ⟹ 4 electron xa nhất ⟹ gần hạt nhân nhất CHIỀU CAO đỉnh = số electron · VỊ TRÍ đỉnh = electron ở gần hạt nhân tới đâu
Phổ PES của nguyên tử oxi. Ba đỉnh, ba phân lớp. Đỉnh $1s$ nằm xa nhất về phía năng lượng cao — hai electron đó ở sát hạt nhân, gần như không bị chắn, nên rất khó bứt. Đỉnh $2p$ cao gấp đôi đỉnh $2s$ vì nó chứa $4$ electron so với $2$. Đọc một phổ PES là trả lời được cả cấu hình lẫn nguyên tố.
Ví dụ — đọc phổ ra nguyên tố

Một phổ PES có ba đỉnh với chiều cao tỉ lệ $2:2:3$, đỉnh có năng lượng ion hoá lớn nhất cao bằng $2$. Nguyên tố là gì?

Giải.

Đỉnh năng lượng cao nhất là $1s^2$ (chiều cao $2$).

Đỉnh tiếp theo là $2s^2$ (chiều cao $2$).

Đỉnh cuối chiều cao $3$ là $2p^3$.

Cấu hình $1s^22s^22p^3$ có tổng $7$ electron ⇒ nitơ.

Chú ý cách làm: cộng chiều cao các đỉnh ra tổng số electron, rồi tra bảng tuần hoàn.

Bẫy hay mất điểm — Trục hoành của phổ PES thường vẽ ngược: năng lượng ion hoá tăng dần sang trái. Đọc nhầm chiều là đảo hết thứ tự phân lớp. Luôn kiểm bằng cách hỏi “đỉnh $1s$ phải ở đầu khó bứt nhất”.
Phải nhớ — Chiều cao = số electron, vị trí = độ chặt. Mọi giải thích quy về Coulomb: điện tích và khoảng cách.

Đọc xong rồi — làm thử ngay

Bài tập của chương Unit 1 — Atomic Structure and Properties gồm 14 câu trắc nghiệm và 5 đề tự luận, ra khó hơn đề thật 30–50%. Đáp án hiện ngay khi chọn, miễn phí.

Làm bài tập chương →