Người ta thu khí H₂ thoát ra từ hai thí nghiệm bằng các ống nghiệm: (1) úp trên nước và (2) úp trên thủy ngân. Nhận thấy thể tích đo được bằng nhau tại cùng nhiệt độ và cùng áp suất. So sánh lượng khí H₂ trong hai trường hợp, kết quả đúng là:

Câu 1 đúng vì orbital 2s có n = 2, lớn hơn orbital 1s có n = 1. Số lượng tử chính n càng lớn, kích thước orbital càng lớn.

Câu 2 sai vì các orbital 2p_x, 2p_y, 2p_z có mức năng lượng bằng nhau.

Câu 3 đúng vì orbital 2p_z có trục đối xứng là trục z, do đó xác suất tìm thấy electron lớn nhất trên trục z.

Câu 4 đúng vì orbital 3d_xy có 4 thùy nằm giữa trục x và y, do đó xác suất tìm thấy electron lớn nhất giữa trục x và y.

Câu 5 đúng vì phân lớp 4f có 7 orbital, mỗi orbital chứa tối đa 2 electron, nên phân lớp 4f chứa tối đa 14 electron. Lớp e thứ 4 (n=4) có các phân lớp 4s, 4p, 4d, 4f. Phân lớp 4f có số lượng orbital và electron nhiều nhất trong các phân lớp của lớp e thứ 4.

Vậy các câu 1, 3, 4, 5 đúng.

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).