Theo lý thuyết môn vật lý lớp 7 và hoá học lớp 10, chúng ta đã được học khái niệm về electron là gì? Nếu bạn nào đã quên hoặc chưa hiểu rõ về mảng kiến thức này thì bài viết này, chúng mình sẽ tổng hợp lại toàn bộ kiến thức quan trọng về electron cho các bạn nhé!

*
Electron là gì? Electron mang điện tích gì? Các thuộc tính

Electron là gì?

Nếu bạn thắc mắc electron mang điện tích gì thì câu trả lời là electron là hạt sơ cấp mang điện tích âm có trong nguyên tử. 

Điện tích của mỗi electron là -1,6 × 10-19Coulomb. Các electron này bao quanh hạt nhân nguyên tử. 

Đặc điểm của electron nguyên tử

Một số đặc điểm của các electron trong nguyên tử được liệt kê và giải thích dưới đây:

+ Nếu một nguyên tử có cùng số proton (số p) và electron (số e) thì nguyên tử đó trung hòa về điện vì điện tích âm của electron đã trung hòa điện tích dương của proton.

Bạn đang xem: Điện tích electron

+ Electron di chuyển như thế nào? Các electron luôn quay xung quanh hạt nhân trong các lớp vỏ theo một quỹ đạo

+ Một lực hút do hạt nhân mang điện tích dương (+) tác động lên các electron mang điện tích âm (-). Lực hút này hoạt động như lực hướng tâm cần cho sự quay quanh hạt nhân của các electron.

+ Các điện tử ở gần hạt nhân sẽ có liên kết chặt chẽ với hạt nhân và khó kéo (loại bỏ) các điện tử này ra khỏi nguyên tử hơn những điện tử ở xa hạt nhân.

*
Mô hình cấu trúc của nguyên tử nhôm

Cấu tạo của electron

Electron không có cấu trúc bên trong và nó chính là một hạt điểm với điện tích điểm và không hề có sự mở rộng ra không gian.

Electron có kí hiệu là E

Electron có khối lượng bao nhiêu? Khối lượng của 1 electron là 9,1094.10-31 (kg) ≈ 0u. Điện tích là –1,602.10-19C (đơn vị điện tích)

Bản chất của electron

Mức năng lượng của electron

+ Cần một lượng năng lượng xác định để electron có thể bứt ra khỏi quỹ đạo của nó. Năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi quỹ đạo thứ nhất sẽ nhiều hơn nhiều so với năng lượng cần thiết để bứt electron ra khỏi quỹ đạo ngoài. Nguyên nhân là do lực hút do hạt nhân tác động lên các điện tử ở quỹ đạo thứ nhất nhiều hơn so với lực hút do hạt nhân tác động đến các điện tử ở quỹ đạo ngoài. Tương tự, năng lượng cần thiết để bứt electron khỏi quỹ đạo thứ hai lớn hơn quỹ đạo thứ ba. Do đó, chúng ta có thể nói rằng các electron chạy trong quỹ đạo liên kết với một lượng năng lượng xác định. Do đó quỹ đạo hoặc vỏ nguyên tử còn được gọi là mức năng lượng.

+ Các mức năng lượng của electron được ký hiệu bằng những chữ cái K, L, M, N, …Trong đó, thứ tự mức năng lượng được sắp xếp như sau: K

K là quỹ đạo gần hạt nhân nhất và cũng có mức năng lượng thấp nhất. Quỹ đạo N ngoài cùng có mức năng lượng cao nhất.

Công thức tính số electron trong các lớp vỏ nguyên tử

+ Số electron tối đa trong bất kỳ mức năng lượng nào được tính bởi công thức n2. Trong đó, n là số nguyên và đại diện cho “số lượng tử chính”. 

Đối với những mức năng lượng khác nhau, giá trị của ‘n’ và số electron tối đa được tính theo bảng dưới đây

Số SlMức

năng lượng

Số lượng tử

chính ‘n’

Số electron

max (2n 2 )

1K12 × 1 2 = 2
2L22 × 2 2 = 8
3M32 × 3 2 = 18
4N42 × 4 2 = 32
Bảng số e tương ứng các mức năng lượng

+ Công thức (2n2) được sử dụng để xác định số electron tối đa trong bất kỳ lớp vỏ nào vẫn tồn tại một số hạn chế. Số electron của lớp vỏ ngoài cùng (mức năng lượng cao nhất) sẽ không được vượt quá 8. 

Ví dụ, hãy xem xét nguyên tử canxi (Ca), nó có 20 electron quay xung quanh hạt nhân của nó. Theo công thức áp dụng quy tắc trên tức là 2n2, sự phân bố electron sẽ là 2 electron ở mức năng lượng K, 8 electron ở mức năng lượng L và sẽ có 10 electron ở mức cân bằng. Nhưng các electron ở lớp ngoài cùng mức năng lượng không được vượt quá 8. Do đó, sẽ có 8 electron ở mức năng lượng M và cân bằng 2 electron sẽ di chuyển sang mức năng lượng tiếp theo tức là 2 electron sẽ chuyển sang mức năng lượng N.

 

*
Cấu hình electron của nguyên tử Canxi

+ Các điện tử ở mức năng lượng ngoài cùng gọi là “điện tử hóa trị”. Số “electron hóa trị” tối đa có thể là 8. Nếu số electron ở quỹ đạo ngoài cùng là 8 thì nguyên tử sẽ bền hơn.

+ “Các điện tử hóa trị” của nguyên tử liên kết lỏng lẻo với hạt nhân và được giải phóng hoặc loại bỏ bằng các phương pháp khác nhau. Tức là bằng cách đốt nóng, bằng cách đặt điện áp, v.v.

Công thức tính số electron trong các lớp vỏ phụ

+ Mỗi vỏ chính (mức năng lượng) được chia nhỏ thành các lớp vỏ phụ. Các vỏ con này thường được gọi là các obitan. Các vỏ con hay obitan này được ký hiệu bằng s, p, d, f, v.v. với số lượng tử tương ứng là l = 0, 1, 2, 3, 4,…. (N-1), v.v. Số lượng vỏ con trong bất kỳ lớp vỏ chính bằng số lượng tử chính là ‘n’

Công suất điện tử của bất kỳ lớp vỏ chính nào có thể xác định bằng cách cộng thêm dung lượng điện tử của những lớp vỏ phụ. Công thức tính electron tối đa của các lớp vỏ con được điều chỉnh theo công thức sau: 2 (2l +1). 

Công suất của các vỏ con được cho sẵn trong bảng dưới đây:

Sl. Không.Vỏ conSố lượng tử (l)Công suất electron của vỏ con

2 (2l + 1)

1S02 (2 × 0 + 1) = 2
2p12 (2 × 1 + 1) = 6
3d22 (2 × 2 + 1) = 10
4f32 (2 × 3 + 1) = 14
Công suất của electron của các vỏ con

+ Lớp vỏ đầu tiên là lớp vỏ K sẽ có số lượng tử bằng 1 và một quỹ đạo s và do đó quỹ đạo s sẽ được ký hiệu là 1s.

+ Lớp vỏ thứ hai là lớp vỏ L sẽ có số lượng tử bằng 2 và sẽ có một quỹ đạo s và một quỹ đạo là p và chúng được ký hiệu lần lượt sẽ là 2s và 2p.

+ Vỏ thứ ba là vỏ M sẽ có số lượng tử bằng 3 và sẽ có một quỹ đạo s, một p, và một quỹ đạo d và chúng sẽ được ký hiệu lần lượt là 3s, 3p và 3d, v.v.

+ Ở đây, chúng ta có một điều khác cần ghi nhớ rằng quỹ đạo s có một quỹ đạo con và mỗi quỹ đạo con sẽ có thể chứa tối đa 2 điện tử. Orbital p có 3 suborbital còn orbital d có 5 suborbital.

+ Các quỹ đạo con có mức năng lượng thấp hơn đầu tiên được lấp đầy và sau đó quỹ đạo cao hơn sau đó được lấp đầy. Sẽ không có bất kỳ cơ hội nào để lấp đầy các quỹ đạo cao hơn hoặc quỹ đạo phụ nào trước khi quá trình lấp đầy hoàn thành ở quỹ đạo thấp hơn của nó.

Một số thông tin thú vị về electron

Electron thuộc họ gì?

Electron được coi là một loại hạt cơ bản vì họ của chúng không được tạo thành từ các thành phần nhỏ hơn. Họ của electron là một loại hạt thuộc họ lepton và có khối lượng nhỏ nhất của bất kỳ lepton nào hoặc hạt tích điện khác.

Các electron có giống nhau không?

Trong cơ học lượng tử, các electron giống hệt với nhau vì không có tài sản vật lý nội tại có thể phân biệt được chúng. Electron có thể hoán đổi vị trí cho nhau mà không gây ra một sự thay đổi nào quan sát được trong một hệ thống.

Điện tích của electron là gì?

Electron là hạt sơ cấp mang điện tích âm nên sẽ bị hấp dẫn bởi các hạt dương-tính, chẳng hạn như proton.

Số electron là bao nhiêu thì xảy ra trung hòa điện?

Có hay không một chất có điện tích được xác định bởi sự cân bằng giữa số lượng electron (-) và điện tích dương của hạt nhân nguyên tử. Nếu một vật liệu có số electron hơn điện tích dương, loại vật liệu này được cho là được tích điện âm. Nếu vật liệu có dư thừa của proton, vật liệu đó được coi là tích điện dương. Nếu số lượng các electron và proton ở trạng thái cân bằng, một vật liệu được cho là trung hòa về điện.

Electron có tồn tại trong chân không không?

Electron hoàn toàn có thể tồn tại tự do trong chân không. Được gọi là miễn phí electron. Electron trong một kim loại là electron tự do và có thể di chuyển để tạo ra một dòng chảy gọi là một dòng điện. Khi electron (hoặc proton) di chuyển sẽ tại ra một từ trường.

Thế nào là nguyên tử trung hòa về điên?

Một nguyên tử trung hòa về điện có cùng số proton và electron. Nó có thể có một số biến của neutron (tạo ra các đồng vị), vì neutron không mang điện tích ròng.

Xem thêm: Soạn Bài Chó Sói Và Cừu Trong Thơ Ngụ Ngôn Của La Phông Ten, Chó Sói Và Cừu Trong Thơ Ngụ Ngôn Của La

Đặc tính của electron

Electron có đặc tính của cả hai hạt và sóng, electron được nhiễu xạ, giống như photon, nhưng chúng có thể va chạm với nhau và khác hạt.Lý thuyết nguyên tử mô tả electron như quay xung quanh hạt nhân proton / neutron của một nguyên tử trong vỏ. Tuy nhiên, trong thực tế, có thể tìm thấy electron ở bất cứ đâu trong một nguyên tử, hay tìm thấy một trong vỏ của nó.

Electron tạo liên kết hóa học như thế nào?

Liên kết hóa học là kết quả của sự chuyển hoặc chia sẻ các electron giữa các nguyên tử. 

Như vậy là bài viết đã giải đáp cho các bạn những thắc mắc về electron là gì, electron mang điện tích gì, đặc điểm, tính chất của electron,…Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào, hãy đặt câu hỏi cho chúng tôi tại phần comment để nhanh chóng nhận được câu trả lời nhé!