Chọn phương án đúng: Trạng thái của electron ở lớp lượng tử ngoài cùng trong các nguyên tử có Z = 27 được đặc trưng bằng các số lượng tử: (1) n = 4, ℓ = 0, mℓ = 0, ms = +1/2 và -1/2 ; (2) n = 3, ℓ = 2, mℓ = -2, ms = +1/2 ; (3) n = 3, ℓ = 2, mℓ = +2, ms = -1/2.

Bán kính ion phụ thuộc vào số lớp electron và điện tích hạt nhân hiệu dụng. Các ion có cùng số lớp electron thì ion nào có điện tích hạt nhân lớn hơn sẽ có bán kính nhỏ hơn.

• Các cation (ion dương): Bán kính tăng theo chiều tăng của số lớp electron. Vậy, ta có thứ tự: Li⁺ < Na⁺ < K⁺.
• Các anion (ion âm): Bán kính tăng theo chiều tăng của số lớp electron. Vậy, ta có thứ tự: Cl^- < Br^- < I^-.
• So sánh cation và anion: Anion luôn có bán kính lớn hơn cation có cùng số lớp electron do điện tích hạt nhân hiệu dụng của anion nhỏ hơn. Cụ thể, Na⁺ và Cl^- có cùng số lớp electron, nhưng Cl^- có bán kính lớn hơn Na⁺. Tương tự với K⁺ và Br^-, và cả K⁺ và Cl^-, Br^-...

Kết hợp các yếu tố trên, ta có dãy tăng dần bán kính như sau: Li⁺ < Na⁺ < Cl^- < K⁺ < Br^- < I^-.

Để xác định bộ số lượng tử nào được chấp nhận, ta cần xem xét các quy tắc sau:

- Số lượng tử chính n có thể là bất kỳ số nguyên dương nào (n = 1, 2, 3,...).

- Số lượng tử orbital ℓ có thể có các giá trị từ 0 đến n-1 (ℓ = 0, 1, 2,..., n-1).

- Số lượng tử từ m_ℓ có thể có các giá trị từ -ℓ đến +ℓ (m_ℓ = -ℓ, -ℓ+1,..., 0,..., ℓ-1, ℓ).

Xét từng trường hợp:

(1) n = 4, ℓ = 3, m_ℓ = -3: Vì ℓ ≤ n-1 (3 ≤ 4-1 = 3) và -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-3 ≤ -3 ≤ 3), bộ này được chấp nhận.

(2) n = 4, ℓ = 2, m_ℓ = +3: Vì ℓ ≤ n-1 (2 ≤ 4-1 = 3) nhưng m_ℓ không nằm trong khoảng -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-2 ≤ 3 ≤ 2 là sai), bộ này không được chấp nhận.

(3) n = 4, ℓ = 1, m_ℓ = 2: Vì ℓ ≤ n-1 (1 ≤ 4-1 = 3) nhưng m_ℓ không nằm trong khoảng -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (-1 ≤ 2 ≤ 1 là sai), bộ này không được chấp nhận.

(4) n = 4, ℓ = 0, m_ℓ = 0: Vì ℓ ≤ n-1 (0 ≤ 4-1 = 3) và -ℓ ≤ m_ℓ ≤ ℓ (0 ≤ 0 ≤ 0), bộ này được chấp nhận.

Vậy, các bộ được chấp nhận là 1 và 4.

Phân tích các phát biểu:

(1) Hóa trị của O là 3: Sai. Trong CO, O có hóa trị II.

(2) Số oxi hóa của O là -2: Đúng. Vì độ âm điện của O lớn hơn C nên O mang số oxi hóa âm.

(3) Số oxi hóa của O là -3: Sai.

(4) Phân tử CO có cực: Đúng. Vì độ âm điện của C và O khác nhau nên liên kết C=O phân cực, do đó phân tử CO có cực.

Vậy, các phát biểu đúng là 2 và 4.

Ion M³⁺ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2p⁶, suy ra cấu hình electron của nguyên tử M là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹. Vậy, M thuộc chu kỳ 3, nhóm IIIA (hoặc 13), là kim loại (Al).

Ion X^2- có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4p⁶, suy ra cấu hình electron của nguyên tử X là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁴. Vậy, X thuộc chu kỳ 4, nhóm VIA (hoặc 16), là phi kim (Se).

Vậy đáp án đúng là: M thuộc chu kỳ 3, phân nhóm IIIA, là kim loại; X thuộc chu kỳ 4, phân nhóm VIA, là phi kim.