Category:
Trắc nghiệm Hóa học 12 Kết nối tri thức bài 27: Đại cương về kim loại chuyển tiếp dãy thứ nhất
Tags:
Bộ đề 1
13. Trong dãy kim loại chuyển tiếp thứ nhất, nguyên tố nào có số electron độc thân ở trạng thái cơ bản nhiều nhất ở phân lớp d?
Trạng thái cơ bản của các nguyên tố: Cr có cấu hình $4s^1 3d^5$, có 5 electron độc thân ở phân lớp d. Mn có cấu hình $4s^2 3d^5$, có 5 electron độc thân ở phân lớp d. Fe có cấu hình $4s^2 3d^6$, có 4 electron độc thân ở phân lớp d. Cu có cấu hình $4s^1 3d^{10}$, có 0 electron độc thân ở phân lớp d. Cả Cr và Mn đều có 5 electron độc thân ở phân lớp d, nhưng Mn có số electron hóa trị tổng cộng là $7$ (2 ở $4s$ và 5 ở $3d$), trong khi Cr là $6$ (1 ở $4s$ và 5 ở $3d$). Tuy nhiên, câu hỏi hỏi về số electron độc thân ở phân lớp d, cả hai đều có 5. Theo quy tắc Hund, mỗi ô orbital chỉ chứa tối đa 1 electron trước khi ghép đôi. Phân lớp d có 5 orbital. Để có nhiều electron độc thân nhất, các electron sẽ điền vào các orbital sao cho spin của chúng song song. Do đó, với 5 electron, chúng sẽ chiếm 5 orbital riêng lẻ, mỗi orbital 1 electron. Cả Cr ($3d^5$) và Mn ($3d^5$) đều có 5 electron độc thân ở phân lớp d. Tuy nhiên, trong ngữ cảnh của dãy kim loại chuyển tiếp, Mn thường được xem là ví dụ điển hình về việc có nhiều electron độc thân ở phân lớp d nhất với cấu hình $3d^5$. Nếu xem xét cả số electron trên các phân lớp ngoài cùng, Mn có tổng cộng 7 electron hóa trị ($4s^2 3d^5$), là nhiều nhất trong dãy. Nhưng câu hỏi tập trung vào phân lớp d. Xét cấu hình electron của các nguyên tố trong dãy: Sc ($3d^1$), Ti ($3d^2$), V ($3d^3$), Cr ($3d^5$), Mn ($3d^5$), Fe ($3d^6$), Co ($3d^7$), Ni ($3d^8$), Cu ($3d^{10}$), Zn ($3d^{10}$). Số electron độc thân ở phân lớp d lần lượt là: 1, 2, 3, 5, 5, 4, 3, 2, 0, 0. Do đó, Mn (và Cr) có số electron độc thân nhiều nhất ở phân lớp d là 5. Giữa Mn và Cr, Mn có cấu hình bền vững hơn với phân lớp $3d$ bán bão hòa cùng với phân lớp $4s$ có 2 electron, trong khi Cr có cấu hình $4s^1 3d^5$ là trường hợp ngoại lệ. Tuy nhiên, cả hai đều có 5 electron độc thân ở phân lớp d. Theo sách giáo khoa, Mn thường được nhấn mạnh là có số electron độc thân ở phân lớp d nhiều nhất. Kết luận: Mn.
