Chọn câu ĐÚNG:

1) Orbital 2s có kích thước lớn hơn orbitan 1s.

2) Orbital 2p_x có mức năng lượng thấp hơn orbitan 2p_y.

3) Orbital 2p_z có xác xuất phân bố e lớn nhất trên trục z.

4) Orbital 3d_xy có xác suất phân bố e lớn nhất trên trục x và y.

5) Phân lớp 4f có khả năng chứa số electron nhiều nhất trong lớp e thứ 4.

Để xác định đáp án đúng, ta cần phân tích cấu hình electron của từng nguyên tử và so sánh với các khẳng định trong các phương án:

• X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s²5p⁶4f⁵6s². Vì electron cuối cùng điền vào orbital 4f, X là kim loại thuộc họ Lanthanoid (kim loại chuyển tiếp f). Tổng số electron lớp ngoài cùng là 2, nhưng vì có sự tham gia của electron ở lớp 4f, X không thuộc phân nhóm IIIB. Vậy, phương án A sai.


• Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p³. Cấu hình electron cho thấy Y có 5 electron ở lớp ngoài cùng (4s²4p³). Vì electron cuối cùng điền vào orbital p, Y là nguyên tố p, thuộc nhóm VA (phân nhóm VB). Y không phải là kim loại chuyển tiếp. Vậy, phương án B sai.


• Z: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰5s¹. Z có 1 electron ở lớp ngoài cùng (5s¹). Do đó, Z là kim loại kiềm, thuộc nhóm IA. Vậy, phương án C đúng.


• T: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s². T có cấu hình electron kết thúc ở 4s². T không phải là kim loại chuyển tiếp (vì không có electron ở phân lớp d đang xây dựng). T là một nguyên tố thuộc nhóm IIA (kim loại kiềm thổ). Vậy, phương án D sai.

Ion âm (anion) được hình thành khi một nguyên tử nhận thêm electron. Khi một nguyên tử nhận thêm electron, lực đẩy giữa các electron tăng lên, làm cho đám mây electron mở rộng ra, do đó bán kính ion âm lớn hơn bán kính nguyên tử tương ứng. Ion dương (cation) được hình thành khi một nguyên tử mất electron. Khi một nguyên tử mất electron, lực hút giữa hạt nhân và các electron còn lại tăng lên, làm cho đám mây electron co lại, do đó bán kính ion dương nhỏ hơn bán kính nguyên tử tương ứng.

Xét các trường hợp:

(1) Cs và Cs⁺: Cs là nguyên tử, Cs⁺ là ion dương, bán kính nguyên tử Cs lớn hơn bán kính ion Cs⁺.

(2) ₃₇Rb⁺ và ₃₆Kr: Rb⁺ là ion dương, Kr là khí hiếm (cấu hình bền vững), Rb⁺ có ít electron hơn và điện tích hạt nhân lớn hơn nên bán kính Rb⁺ nhỏ hơn Kr.

(3) ₁₇Cl^- và ₁₈Ar: Cl^- là ion âm, Ar là khí hiếm (cấu hình bền vững). Cl^- và Ar có cùng số electron nhưng điện tích hạt nhân của Cl nhỏ hơn Ar nên lực hút của hạt nhân lên các electron của Cl^- yếu hơn, do đó bán kính Cl^- lớn hơn Ar.

(4) ₁₂Mg và ₁₃Al³⁺: Mg là nguyên tử, Al³⁺ là ion dương. Al³⁺ có ít electron hơn và điện tích hạt nhân lớn hơn Mg nên bán kính Al³⁺ nhỏ hơn Mg.

(5) ₈O^2- và ₉F: O^2- là ion âm, F là nguyên tử. O^2- và F^- có cùng cấu hình electron của Ne. Vì điện tích hạt nhân của O nhỏ hơn F, lực hút của hạt nhân lên các electron của O^2- yếu hơn, do đó bán kính O^2- lớn hơn F^-. Đề bài so sánh O^2- và F nên có thể chấp nhận đáp án bán kính O^2- lớn hơn F.

(6) ₃₇Rb và ₃₈Sr⁺: Rb là nguyên tử, Sr⁺ là ion dương. Sr⁺ có ít electron hơn và điện tích hạt nhân lớn hơn Rb nên bán kính Sr⁺ nhỏ hơn Rb.

Vậy các trường hợp có bán kính ion lớn hơn bán kính nguyên tử là (3) và (5).

Trong cùng một chu kỳ, khi đi từ trái sang phải, điện tích hạt nhân tăng, lực hút giữa hạt nhân và các electron lớp ngoài cùng tăng lên, làm cho bán kính nguyên tử giảm. Do đó, bán kính nguyên tử của K lớn hơn Cu. Thể tích mol nguyên tử tỉ lệ với bán kính nguyên tử nên thể tích mol nguyên tử của K lớn hơn Cu.