Cho biết nguyên tử Fe (Z = 26). Cấu hình electron của ion Fe²⁺ là:

Cấu hình electron của Fe²⁺ là [Ar]3d⁶, còn của Fe³⁺ là [Ar]3d⁵. Cấu hình 3d⁵ là cấu hình bán bão hòa, có độ bền cao hơn so với các cấu hình khác. Do đó, Fe³⁺ bền hơn Fe²⁺.

Số orbital tối đa tương ứng với các ký hiệu được cho như sau:

• 3p: phân lớp p có 3 orbital (p_x, p_y, p_z).
• 4s: phân lớp s có 1 orbital.
• 3d_xy: đây là một orbital cụ thể trong phân lớp d. Vậy số orbital là 1.
• n = 4: với n = 4, có các phân lớp 4s, 4p, 4d, 4f. Tổng số orbital là 1 + 3 + 5 + 7 = 16 (hoặc n² = 4² = 16).
• n = 5: với n = 5, tổng số orbital là n² = 5² = 25.

Vậy đáp án đúng là: 3, 1, 1, 16, 25.

Để xác định phân tử hoặc ion không thể tồn tại, ta cần xem xét cấu hình electron và khả năng tạo liên kết của các nguyên tử. Dưới đây là phân tích chi tiết:

1. \(BeF_6^{4 - }\): Beri (Be) có cấu hình electron lớp ngoài cùng là \(2s^2\). Be chỉ có 2 electron hóa trị và không có orbital d trống để mở rộng octet. Do đó, Be không thể tạo thành 6 liên kết với flo. Vì vậy, \(BeF_6^{4 - }\) không tồn tại.


2. \(SiF_6^{2 - }\): Silic (Si) có cấu hình electron lớp ngoài cùng là \(3s^23p^2\). Si có orbital d trống nên có thể mở rộng octet để tạo thành 6 liên kết với flo. Do đó, \(SiF_6^{2 - }\) có thể tồn tại.


3. \(He_2^ + \): Heli (He) có cấu hình electron là \(1s^2\). \(He_2^ + \) có cấu hình electron là \((\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^1\). Bậc liên kết là (2-1)/2 = 0.5. Vì bậc liên kết lớn hơn 0, ion này có thể tồn tại.


4. \(H_2^ - \): Hydro (H) có cấu hình electron là \(1s^1\). \(H_2^ - \) có cấu hình electron là \((\sigma_{1s})^2(\sigma_{1s}^*)^1\). Bậc liên kết là (2-1)/2 = 0.5. Vì bậc liên kết lớn hơn 0, ion này có thể tồn tại.


5. \(C{a_2}\): Canxi (Ca) có cấu hình electron lớp ngoài cùng là \(4s^2\). Thông thường, Ca tạo liên kết ion chứ không tạo liên kết cộng hóa trị để tạo thành phân tử \(C{a_2}\). Hơn nữa, năng lượng liên kết của \(C{a_2}\) rất thấp, nên phân tử này không bền và khó tồn tại.

Vậy, các phân tử hoặc ion không thể tồn tại là: \(BeF_6^{4 - } , C{a_2}\)