AP Chemistry

lớp electronelectron shell

electron shellVietnamese: lớp electron

Còn gọi:Also called: lớp vỏ electron · shell · electron shells · lớp electron chính · mức năng lượng · lớp · energy level · shell (energy level) · principal electronic shell · level

Lớp electron là tập các orbital cùng số lượng tử chính n, quyết định mức năng lượng và khoảng cách trung bình của electron tới hạt nhân.An electron shell is the set of orbitals that share the same principal quantum number n; it sets the main energy level and the average distance of those electrons from the nucleus.

Trực giác: Hãy tưởng tượng một bãi đỗ xe nhiều tầng: mỗi tầng ứng với một lớp, tầng càng cao thì xe càng dễ rời khỏi bãi, và mỗi tầng lại chia thành các khu nhỏ chứa số xe khác nhau.Intuition: Think of a multi-level parking garage: each level is a shell, cars on higher levels get out of the garage more easily, and every level is divided into sections that hold different numbers of cars.

Công thức chínhKey formula

2n^2

Định nghĩa đầy đủFull definition1 phút đọc1 min read

Trong cơ học lượng tử, lớp electron (electron shell) là tập hợp các orbital có cùng số lượng tử chính $n$ , dùng để xác định mức năng lượng chính và kích thước trung bình của vùng electron quanh hạt nhân. Mỗi lớp gồm các phân lớp như $s$ , $p$ , $d$ hoặc $f$ và có sức chứa tối đa phụ thuộc vào $n$ .

Trong nguyên tử nhiều electron, năng lượng còn phụ thuộc vào số lượng tử phụ $l$ , nên các phân lớp cùng $n$ có thể khác năng lượng; lớp không đồng nghĩa với phân lớp.

In quantum mechanics, an electron shell is the collection of orbitals having the same principal quantum number $n$ . The shell fixes the main energy level and the average size of the electron region around the nucleus. Each shell contains subshells such as $s$ , $p$ , $d$ , or $f$ , and its maximum capacity depends on $n$ .

In a multi-electron atom, energy also depends on the angular momentum quantum number $l$ , so subshells with the same $n$ can differ in energy. A shell is therefore not the same thing as a subshell.

Ký hiệuNotation

n = 1, 2, 3, \dots

— số lượng tử chính, xác định lớp

n = 1, 2, 3, \dots

— principal quantum number, which determines the shell

Công thức chi tiếtFormula details2 công thức2 formulas

\htmlClass{fp-1}{2}\htmlClass{fp-0}{n^2}

\htmlClass{fp-1}{2}\htmlClass{fp-0}{n^2}

Dùng để tính sức chứa electron tối đa của lớp có số lượng tử chính $n$ .Gives the maximum number of electrons a shell with principal quantum number $n$ can hold.

Trong đóWhere

n

số lượng tử chính, xác định lớp electronprincipal quantum number, which determines the electron shell

E_n = -\htmlClass{fp-1}{\frac{R_H}{\htmlClass{fp-0}{n^2}}}

E_n = -\htmlClass{fp-1}{\frac{R_H}{\htmlClass{fp-0}{n^2}}}

Dùng để tính năng lượng electron ở lớp $n$ của nguyên tử hydrogen.Gives the energy of an electron in shell $n$ of a hydrogen atom.

Trong đóWhere

E_n

năng lượng của electron ở lớp thứ

n

— Jenergy of an electron in the

n

th shell — J

R_H

hằng số Rydberg — JRydberg constant — J

n

số lượng tử chínhprincipal quantum number

Hay hiểu saiCommon misconceptions2 ý · 1 phút đọc2 points · 1 min read

Số đỉnh phổ quang electron không bằng số lớp electron.

Mỗi đỉnh ứng với một phân lớp; một lớp có thể tạo nhiều đỉnh nếu chứa nhiều phân lớp có năng lượng liên kết khác nhau.

Trong nguyên tử nhiều electron, electron cùng một lớp không nhất thiết có cùng năng lượng liên kết.

Các phân lớp cùng $n$ khác nhau về xác suất gần hạt nhân và hiệu ứng chắn nên có thể bị giữ khác nhau.

The number of peaks in a photoelectron spectrum does not equal the number of shells.

Each peak corresponds to a subshell, so one shell can produce several peaks when its subshells have different binding energies.

Electrons in the same shell of a multi-electron atom need not have the same binding energy.

Subshells with the same $n$ differ in how much electron density lies near the nucleus and in how strongly they are shielded, so they can be held with different strengths.

Mẹo phòng thiExam tips2 mẹo2 tips

Trong bài phổ quang electron, hãy viết cấu hình electron trước.

Sau đó đối chiếu số đỉnh với số phân lớp, chiều cao tương đối với số electron và vị trí với năng lượng liên kết.

Trong phổ quang electron, hãy đọc chiều tăng của trục năng lượng trước khi gán đỉnh.

Nếu số giảm dần về bên phải, đỉnh bên trái có năng lượng liên kết lớn hơn.

Write the electron configuration first on any photoelectron spectroscopy question.

Then match the number of peaks to the number of subshells, the relative peak heights to numbers of electrons, and peak positions to binding energies.

Check which way the energy axis increases before assigning peaks in a photoelectron spectrum.

If the values decrease toward the right, the peak on the left represents the larger binding energy.

Tần suất trong đề AP ChemistryHow often it shows up on AP ChemistryHay gặpCommon

Khái niệm này sinh ra từ đâuWhere the concept comes from1 phút đọc1 min read

1913–1925Niels BohrEdmund StonerWolfgang PauliCharles BarklaWalther KosselHenry Moseley

Năm 1913, Niels Bohr đề xuất các nhóm electron ở khoảng cách xác định để giải thích vì sao electron không rơi vào hạt nhân.

In 1913, Niels Bohr proposed that electrons occupy groups at fixed distances from the nucleus, explaining why they do not fall into it.

Vì sao mang đúng cái tên này? Tên gọi "shell" — nghĩa đen là lớp vỏ — đến thẳng từ mô hình Bohr (Bohr model), trong đó người ta hình dung từng nhóm electron chuyển động quanh hạt nhân ở những khoảng cách xác định, nên tập hợp các quỹ đạo cùng khoảng cách tạo thành một lớp vỏ bao quanh tâm nguyên tử. Cách gọi này sống sót cả khi vật lý đã bỏ hình ảnh quỹ đạo tròn, vì vậy trong đề thi bạn vẫn gặp lớp electron (electron shell) và phân lớp (subshell) như những thuật ngữ chuẩn. Hệ chữ cái K, L, M, N, O, P, Q dán cho các lớp lại có gốc khác, đến từ phổ tia X (X-ray spectrometry). Năm 1909, Barkla khi bắn tia X vào các nguyên tố nhận thấy hai kiểu tán xạ khác nhau và đặt tên chúng là "A" và "B"; về sau các lớp của Kossel được ghi bằng chuỗi chữ cái nối tiếp nhau, và nguồn gốc của cách ký hiệu này thuần túy là thứ tự bảng chữ cái chứ không mang ý nghĩa vật lý nào. Công thức xác định sức chứa của mỗi lớp cũng ra đời trong giai đoạn ấy. Năm 1923, Stoner đưa ra nguyên tắc rằng lớp thứ $n$ chứa tối đa $2n^2$ electron, tức lớp thứ nhất chứa 2, lớp thứ hai chứa 8, lớp thứ ba chứa 18. Nhìn thấy kết quả này vào năm 1925, Pauli bổ sung số lượng tử thứ tư là spin, và chính bổ sung đó hoàn tất lý thuyết lớp electron hiện đại.

Nguồn đối chiếuSources

Thử nghiệm tương tácInteractive explorer

Bấm thêm electron — xem lớp trong đầy tới hạn rồi lớp ngoài mới bật ra

Kéo tham số, thấy khái niệm chuyển động — đăng nhập để mở.Drag the parameters and watch the concept move — sign in to open.

Tạo tài khoảnCreate an account

Bạn nắm chắc chưa?Check your understanding

Quiz câu thật từ ngân hàng đềReal exam questions from our question bank

Vài câu thật gắn đúng khái niệm này, chấm ngay kèm giải thích từng đáp án — hệ thống ghi nhớ bạn nắm tới đâu.A few real questions on exactly this concept, graded instantly with an explanation for every choice — the system remembers how well you know it.

Tạo tài khoảnCreate an account

Học tiếp từ đâyKeep learning

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termCấu trúc nguyên tử và cấu hình electronCấu trúc & tính chất nguyên tử · khoácourse AP Chemistry

Bài học chứa thuật ngữ nàyLesson that uses this termPhổ quang electron (PES)Cấu trúc & tính chất nguyên tử · khoácourse AP Chemistry

Dẫn tớiLeads tobảng tuần hoànperiodic table

Liên quanRelatedelectronelectron nguyên tửatomcấu hình electron trạng thái cơ bảnground-state electron configuration (sắp có)(coming soon)electron hóa trịvalence electrons

Mục tiêu và lộ trình unit ai cũng xem được — làm bài tập và lưu tiến độ thì cần đăng nhập.Anyone can view a unit's goals and roadmap — sign in to do the exercises and save your progress.

Hay nhầm vớiOften confused with

Thuật ngữTermKhác nhau ở đâuHow they differHay nhầm khiMixed up when

phân lớp electron (electron subshell)electron subshell

Khác nhau ở đâuHow they differLớp electron là mức năng lượng chính, xác định bởi số lượng tử chính n. Phân lớp electron là tập con của một lớp, mang kí hiệu s, p, d, f.

Hay nhầm khiMixed up whenĐề hỏi lớp M chứa tối đa bao nhiêu electron nhưng thí sinh chỉ đếm số electron của một phân lớp

orbital nguyên tử (atomic orbital)atomic orbital

Khác nhau ở đâuHow they differLớp electron bao gồm nhiều orbital có cùng mức năng lượng chính. Orbital nguyên tử là vùng không gian quanh hạt nhân chứa tối đa hai electron.

Hay nhầm khiMixed up whenĐề yêu cầu đếm số orbital trong một lớp nhưng thí sinh nhầm sang đếm số phân lớp

Cùng chủ đềSame topic

Nguồn tham khảoReferences

[1]Chemistry The Central Science in SI Units 15th Expanded Global Edition. tr. 295, 316–317.