Chọn phương án đúng: Chọn các chất có thể tan nhiều trong nước: CO₂, SO₂, NH₃, CCl₄, CS₂, NO₂, HCl, N₂, CH₄.

Ta có các nhận xét sau:

• (1) Fe > Fe²⁺ > Fe³⁺: Đúng, vì khi một nguyên tử mất electron để trở thành ion dương, kích thước giảm do lực hút của hạt nhân tác dụng lên số lượng electron ít hơn. Mất càng nhiều electron, bán kính càng giảm.
• (2) N^3- > O^2- > F^-: Đúng, các ion này đẳng electron (cùng số electron). Với các ion đẳng electron, điện tích hạt nhân càng lớn, lực hút càng mạnh, bán kính càng nhỏ. Vì vậy, thứ tự bán kính giảm dần là N^3- > O^2- > F^-.
• (3) K⁺ > Ca²⁺ > Sr²⁺: Sai, Sr²⁺ có số lớp electron nhiều hơn K⁺ và Ca²⁺ nên bán kính lớn hơn. Giữa K⁺ và Ca²⁺ thì Ca²⁺ có điện tích hạt nhân lớn hơn nên bán kính nhỏ hơn K⁺. Vậy thứ tự đúng phải là Sr²⁺ > K⁺ > Ca²⁺.
• (4) Fe²⁺ > Co³⁺ > Ni⁴⁺: Đúng, các ion này có số lớp electron bằng nhau, điện tích hạt nhân tăng dần từ Fe²⁺ đến Ni⁴⁺, nên lực hút của hạt nhân tăng, bán kính giảm dần.

Vậy các đáp án đúng là (1), (2), (4).

Để xác định thứ tự độ dài liên kết, ta cần xét đến bậc liên kết của các tiểu phân. Bậc liên kết càng cao, độ dài liên kết càng ngắn.

• NO: Cấu hình electron là (σ_2s)²(σ_2s*)²(σ_2p)²(π_2p)⁴(π_2p*)¹. Bậc liên kết = (10 - 5)/2 = 2.5
• NO⁺: Mất 1 electron ở orbital π_2p*, cấu hình electron là (σ_2s)²(σ_2s*)²(σ_2p)²(π_2p)⁴. Bậc liên kết = (10 - 4)/2 = 3
• NO^–: Nhận thêm 1 electron vào orbital π_2p*, cấu hình electron là (σ_2s)²(σ_2s*)²(σ_2p)²(π_2p)⁴(π_2p*)². Bậc liên kết = (10 - 6)/2 = 2

Vậy, bậc liên kết tăng theo thứ tự: NO^– < NO < NO⁺. Do đó, độ dài liên kết tăng theo thứ tự ngược lại: NO⁺ < NO < NO^–.

Để sắp xếp các hợp chất theo chiều tăng dần góc liên kết, ta cần xét cấu trúc hình học và số lượng electron tự do trên nguyên tử trung tâm của mỗi hợp chất:

(1) NO₂: Nguyên tử N có 5 electron hóa trị. Trong NO₂, N liên kết với 2 nguyên tử O bằng liên kết đôi, còn lại 1 electron độc thân. Cấu trúc góc, góc liên kết khoảng 134°.

(2) NO₂^-: Nguyên tử N có 5 electron hóa trị. Trong NO₂^-, N liên kết với 2 nguyên tử O, còn lại 1 cặp electron tự do. Cấu trúc góc, góc liên kết nhỏ hơn 120° (do cặp electron tự do đẩy mạnh hơn).

(3) NO₃^-: Nguyên tử N có 5 electron hóa trị. Trong NO₃^-, N liên kết với 3 nguyên tử O. Cấu trúc tam giác đều, góc liên kết 120°.

Vậy, chiều tăng dần góc liên kết là: NO₂^- < NO₃^- < NO₂, tương ứng với 2, 3, 1.

Orbital nguyên tử là một hàm toán học mô tả trạng thái của một electron trong nguyên tử. Nó được xác định bởi ba số lượng tử: số lượng tử chính (n), số lượng tử momen động lượng (l), và số lượng tử từ (m_l). Do đó, phát biểu (1) đúng.

Phát biểu (2) không chính xác. Bề mặt có mật độ electron bằng nhau tạo nên hình dạng của orbital, nhưng orbital không phải là bề mặt này.

Phát biểu (3) sai. Electron không chuyển động theo quỹ đạo xác định như trong mô hình Bohr. Thay vào đó, chúng tồn tại trong một vùng không gian xung quanh hạt nhân với một xác suất nhất định.

Phát biểu (4) sai. Orbital không đặc trưng cho trạng thái năng lượng của electron, mà là hàm sóng mô tả trạng thái của electron.

Phát biểu (5) sai. Xác suất tìm thấy electron trong một vùng không gian gần hạt nhân không bao giờ là 100%. Nó chỉ là xác suất cao nhất.

Vậy chỉ có phương án 1 đúng.