Những nguyên tố có các AO hóa trị có giá trị n + ℓ = 5 thuộc về các chu kỳ:

Phương pháp MO (Molecular Orbital) mô tả sự hình thành liên kết hóa học bằng cách tổ hợp các orbital nguyên tử (AO) thành các orbital phân tử (MO). Các phát biểu đúng:

1) Phân tử được xem là một tập hợp thống nhất của hạt nhân và electron, và trạng thái của electron được mô tả bằng hàm sóng phân tử. Đây là một nguyên tắc cơ bản của phương pháp MO.

2) Trong phân tử, các orbital nguyên tử tổ hợp với nhau để tạo thành các orbital phân tử. Số lượng MO tạo thành bằng với số lượng AO tham gia tổ hợp.

3) Sự phân bố electron vào các MO tuân theo các quy tắc như nguyên lý vững bền (Aufbau principle), quy tắc Klechkowski (năng lượng của các orbital), nguyên lý loại trừ Pauli (mỗi MO chứa tối đa hai electron với spin đối nhau) và quy tắc Hund (electron có xu hướng chiếm các MO có năng lượng bằng nhau một cách độc lập để đạt spin tối đa).

4) Các MO được tạo thành do sự tổ hợp tuyến tính của các AO (LCAO - Linear Combination of Atomic Orbitals). Số lượng MO tạo thành luôn bằng số lượng AO tham gia tổ hợp.

Vậy, các phát biểu 1, 2, 3 và 4 đều đúng.

Để xác định phân tử hoặc ion nào không thể tồn tại, ta cần xét đến cấu hình electron, quy tắc octet, và khả năng tạo liên kết của các nguyên tố.

BeF₄⁶⁻: Beryllium (Be) có 2 electron hóa trị. Fluorine (F) có 7 electron hóa trị và cần 1 electron để đạt octet. BeF₄⁶⁻ có nghĩa là Be liên kết với 4 nguyên tử F, và thêm 6 electron. Be không thể có 14 electron xung quanh nó, vi phạm quy tắc octet (Be thường chỉ có 4 electron xung quanh).

SiF₆²⁻: Silicon (Si) có 4 electron hóa trị. Nó có thể mở rộng octet để chứa nhiều hơn 8 electron xung quanh nó do có orbital d trống. SiF₆²⁻ có nghĩa là Si liên kết với 6 nguyên tử F, và thêm 2 electron. Điều này hoàn toàn có thể xảy ra.

He₂⁺: Helium (He) có 2 electron. He₂⁺ có cấu hình electron là (σ1s)²(σ1s*)¹. Liên kết này có bậc liên kết là (2-1)/2 = 0.5. Do đó, ion này có thể tồn tại nhưng không bền.

H₂⁻: Hydrogen (H) có 1 electron. H₂⁻ có cấu hình electron là (σ1s)². Liên kết này có bậc liên kết khác không và ion này có thể tồn tại.

Ca₂: Calcium (Ca) là một kim loại kiềm thổ. Các kim loại này thường tạo thành liên kết kim loại trong trạng thái rắn. Tuy nhiên, phân tử Ca₂ không tồn tại bền vững trong điều kiện thông thường do liên kết kim loại yếu và xu hướng tạo thành cấu trúc mạng tinh thể lớn hơn.

Như vậy, BeF₄⁶⁻ và Ca₂ không thể tồn tại.

Liên kết ion được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu. Điều này dẫn đến các đặc trưng sau:

(1) Tính không bão hòa và tính không định hướng: Liên kết ion không có tính bão hòa vì một ion có thể hút nhiều ion trái dấu xung quanh nó. Nó cũng không có tính định hướng vì lực hút tĩnh điện tác dụng theo mọi hướng.

(2) Độ phân cực cao hơn: Liên kết ion thường có độ phân cực cao hơn so với liên kết cộng hóa trị do sự khác biệt lớn về độ âm điện giữa các nguyên tử tham gia liên kết.

(3) Có mặt trong đa số hợp chất hóa học: Đây là một phát biểu không chính xác. Liên kết ion có mặt trong nhiều hợp chất, đặc biệt là các hợp chất ion, nhưng không phải là đa số hợp chất hóa học. Rất nhiều hợp chất tồn tại liên kết cộng hóa trị.

Do đó, các đặc trưng cơ bản của liên kết ion khác với liên kết cộng hóa trị là (1) và (2).

Phân tích từng phát biểu:

(1) Đúng. Trong H₂O và H₂S, O và S đều có 2 cặp electron tự do. Do độ âm điện của O lớn hơn S, cặp electron tự do trên O đẩy mạnh hơn cặp electron tự do trên S, làm giảm góc liên kết của H₂S so với H₂O.

(2) Sai. CO₂ có cấu trúc thẳng hàng (góc 180°), còn SO₂ có cấu trúc góc do S có một cặp electron tự do.

(3) Sai. Tương tự như (1), độ âm điện của N lớn hơn P, dẫn đến góc liên kết của NH₃ lớn hơn PH₃.

(4) Đúng. Độ dài liên kết Si-H lớn hơn C-H. Do đó, lực đẩy giữa các cặp electron liên kết trong SiH₄ nhỏ hơn CH₄, dẫn đến góc liên kết của CH₄ lớn hơn SiH₄.

Vậy các phát biểu đúng là 1 và 4.