Cấu hình electron của nguyên tố online (Aufbau + 10 ngoại lệ)

Máy tính cấu hình electron của nguyên tố hoá học và ion online. Áp dụng nguyên lý Aufbau, quy tắc Hund, nguyên lý Pauli. Hỗ trợ 10 ngoại lệ (Cr, Cu, Pd, Ag, Au, Pt...). Hiển thị cấu hình đầy đủ và rút gọn theo khí hiếm.

Máy tính

Cấu hình electron theo nguyên lý Aufbau: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → 4f → 5d → 6p → 7s → 5f → 6d → 7p. Hỗ trợ số hiệu Z từ 1 → 118. Tự động xử lý 10 ngoại lệ (Cr, Cu, Pd, Ag, Au, Pt…).

Công thức & ví dụ

3 nguyên lý xếp electron:

  1. Aufbau: electron điền vào orbital có năng lượng thấp trước.
  2. Pauli: mỗi orbital chứa tối đa 2 electron với spin ngược chiều (↑↓).
  3. Hund: trong cùng phân lớp, electron điền vào orbital trống trước (đều spin cùng chiều) rồi mới ghép cặp.

Thứ tự năng lượng (theo quy tắc n+l):

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f < 6d < 7p

Số electron tối đa mỗi phân lớp:

  • s (1 orbital): 2 electron
  • p (3 orbital): 6 electron
  • d (5 orbital): 10 electron
  • f (7 orbital): 14 electron

Ví dụ:

  • Na (Z=11): 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹ → rút gọn [Ne] 3s¹
  • Fe (Z=26): [Ar] 3d⁶ 4s²
  • Cu (Z=29): [Ar] 3d¹⁰ 4s¹ (ngoại lệ — bền hơn 3d⁹4s²)
  • Fe²⁺ (mất 2e): [Ar] 3d⁶ (mất 2 e ở 4s trước)
  • Fe³⁺ (mất 3e): [Ar] 3d⁵ (half-filled, rất bền)

Hướng dẫn sử dụng

  1. Nhập tên hoặc ký hiệu nguyên tố: vd Cu, Fe, Ag, Cl.
  2. (Tuỳ chọn) Nhập điện tích ion: 0 cho nguyên tử trung hoà, +1/+2/−1/−2… cho ion. Cu²⁺ → nhập điện tích = 2.
  3. Nhấn “Tính”. Kết quả:
    • Cấu hình electron đầy đủ: vd Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
    • Cấu hình rút gọn: [Ar] 3d⁶ 4s²
    • Số electron, số lớp, số e ngoài cùng
    • Loại nguyên tố: s, p, d, f-block

Lưu ý: 10 nguyên tố có cấu hình NGOẠI LỆ Aufbau do bền hơn ở half-filled hoặc fully-filled: Cr [Ar]3d⁵4s¹ (không phải 3d⁴4s²), Cu [Ar]3d¹⁰4s¹ (không phải 3d⁹4s²), Pd, Ag, Au, Pt, Mo, Ru, Rh.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao Cr và Cu có cấu hình ngoại lệ?

Vì half-filled (d⁵) và fully-filled (d¹⁰) bền vững hơn về năng lượng. Cr: [Ar]3d⁵4s¹ bền hơn [Ar]3d⁴4s² do 5 e ở d cùng spin (theo Hund) tạo ổn định cực đại. Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹ bền hơn [Ar]3d⁹4s² do d hoàn toàn đầy.

Tại sao ion mất electron lớp ngoài cùng trước?

Đúng với kim loại chuyển tiếp: mất 4s trước 3d (mặc dù 3d điền sau 4s theo Aufbau). Lý do: khi đã có e ở 3d, năng lượng 4s tăng lên (do thiếu chắn) → 4s mất trước. Vd Fe → Fe²⁺ mất 2e ở 4s, cấu hình [Ar]3d⁶, không phải [Ar]3d⁴4s².

Cấu hình rút gọn dùng làm gì?

Viết nhanh, dễ đọc. Thay vì viết "1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 5s²" cho Sr, viết gọn "[Kr] 5s²" — biết cấu hình giống Kr (khí hiếm gần nhất nhỏ hơn) cộng thêm 5s². Tiện cho viết cấu hình ion và phân tích hoá học.

Cấu hình electron quyết định gì?

Hầu hết tính chất hoá học: hoá trị (số e lớp ngoài cùng), tính kim loại/phi kim, độ âm điện, tính oxh-kh. Vd Na (3s¹) dễ cho 1e → Na⁺; Cl (3p⁵) dễ nhận 1e → Cl⁻. Phản ứng hoá học bản chất là sự tái sắp xếp e ở lớp ngoài cùng.