- CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNGTUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCNỘI DUNG TÀI LIỆU1.
- Cấu tạo nguyên tử [1.
- Hệ thống tuần [2.
- Chương 2: trang 34 – 78 hoàn các nguyên Chương 3: trang 79 – 123 tố hóa học [3.
- Chapter 2: page 42 – 50 Chapter 7: page 264 – 292 Chapter 8: page 294 – 327 Chương 2
[email protected] 1 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC1 Cấu tạo nguyên tử1.1 Cấu tạo chung Hạt vật chất Nguyên tử Các chất Electron Khối lượng Đơn vị Hạt (đvC.
- điện tích Electron Hạt nhân Proton Neutron Proton Notron * 1 đvC kg Chương 2
[email protected] 2 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC1.2 Cấu tạo hạt nhân nguyên tử• Số hạt proton = số hạt electron ng/tử trung hòa về điện.• mng/tử = mproton + mnơtron + melectron (Z + N) đvC• Số khối (A.
- số hạt nơtron (N) Chương 2
[email protected] 3 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCKý hiệu nguyên tử: X: ký hiệu nguyên tử A Z X Z: số hiệu nguyên tử của nguyên tố A: số khối = số proton + số nơtron A=Z+NVí dụ: Cl: nguyên tử clo 35 17 Cl Z = 17.
- N Z = e = 17 Chương 2
[email protected] 4 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCĐồng vị của nguyên tố: có Z giống nhau, A khác nhauVí dụ về các đồng vị của hydro: 1 1 H 2 1 H 3 1 H Chương 2
[email protected] 5 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC1.3 Cấu tạo vỏ electron nguyên tử1.3.1 Thuyết cấu tạo nguyên tử Bohr Electron quay quanh hạt nhân trên những quỹ đạo tròn, đồng tâm, có bán kính xác định gọi là quỹ đạo bền.
- Chương 2
[email protected] 6 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Khi quay trên những quỹ đạo bền, các electron không phát ra năng lượng. Khi hấp thụ E electron chuyển từ quỹ đạo có E thấp quỹ đạo có E cao hơn.
- Chương 2
[email protected] 7 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCƯu điểm: Giải thích bản chất vật lý của quang phổ vạchnguyên tử và tính toán được vị trí các vạch quang phổ hydro.Xác định của các vạchquang phổphù hợp vớithực nghiệm(với Z = 1).
- Ch E Chương 2
[email protected] 8 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCNhược điểm:• Khó trả lời được câu hỏi: electron ở đâu trong quá trình chuyển từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác?• Không giải thích được đặc trưng quan trọng của quang phổ như cường độ và độ bội của vạch quang phổ.• Không cho kết quả phù hợp với thực nghiệm khi tính toán năng lượng của electron trong nguyên tử nhiều electron.
- Chương 2
[email protected] 9 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC1.3.2 Thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại theo cơ họclượng tửa.
- Trạng thái electron trong nguyên tử 1 electronTính sóng – hạt của các hạt vi môHạt vi mô có khối lượng m khi chuyển động với vậntốc v sẽ tạo nên song truyền đi với bước song.
- h λ= Hệ thức De Broglie mv Chương 2
[email protected] 10 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCNguyên lý bất định của Heisenberg h Δx: độ bất định (sai số) về vị tríΔx.Δv 2πm Δv: độ bất định (sai số) về tốc độKhông thể xác định chính xác đồng thời vị trí và tốcđộ của hạt vi mô.Đối với hạt vi mô (hạt electron), khi biết chính xáctốc độ chuyển động sẽ không xác định chính xácđường đi của nó mà chỉ có thể xác định xác suất cómặt của nó trong không gian.
- Chương 2
[email protected] 11 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCPhương trình sóng Schrodinger• Một electron được đặc trưng bằng 1 hàm (x,y,z)• 2(x,y,z): xác suất tìm được electron ở vị trí (x,y,z)• Ý nghĩa: vùng không gian quanh hạt nhân được giới hạn bởi bề mặt có cùng xác suất tìm thấy electron cao nhất (90 – 99.
- Chương 2
[email protected] 12 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCGiải phương trình sóng SchrodingerKhi giải phương trình sóng Schrodinger, trạng tháichuyển động của một electron trong nguyên tử đượcđặc trưng bởi 4 đại lượng:Năng lượng n Số lượng tử chínhĐộ lớn moment động lượng orbital l Số lượng tử orbitalHình chiếu moment động lượng orbital ml Số lượng tử từHình chiếu moment động lượng spin ms Số lượng tử spin Chương 2
[email protected] 13 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Số lượng tử chính n và mức năng lượng (En)• n là các giá trị nguyên dương: n = 1, 2, 3.
- r Chương 2
[email protected] 14 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCSố lượng tử orbital l và hình dạng đám mây electron• l là các giá trị nguyên dương từ 0 đến (n-1) Ví dụ: n = 1 l = 0 Mỗi một giá trị n n = 2 l = 0, 1 ⇒ có n giá trị khác n = 3 l = 0, 1, 2 nhau của l• Xác định độ lớn của moment động lượng của orbital: h Ml l (l 1) 2π Chương 2
[email protected] 15 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC• Trong nguyên tử nhiều electron, những electron trong mỗi lớp có cùng phân mức năng lượng (cùng giá trị l) sẽ họp thành một phân lớp electron.
- l Phân lớp s p d f g h• l xác định hình dạng orbital nguyên tử: orbital s orbital pz orbital dxz orbital fxyz Chương 2
[email protected] 16 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCSố lượng tử từ ml và các orbital nguyên tử• ml là các giá trị nguyên từ -l đến +l.
- Tức mỗi giá trị l có (2l + 1) giá trị ml.
- Ví dụ: l = 0 có 1 giá trị ml = 0 l = 1 có 3 giá trị ml l = 2 có 5 giá trị ml ml đặc trưng cho sự định hướng các AO.
- Một giá trị ml tương ứng với 1AO định hướng khác nhau trong không gian.
- Chương 2
[email protected] 17 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC• ml xác định số lượng AO có trong một phân lớp.
- 1 giá trị ml 1AO 1 giá trị l cho (2l+1) giá trị ml có (2l+1) AO 1 giá trị n n2 AO• Một AO được đặc trưng bởi 3 số lượng tử n, l, ml.Ví dụ: n = 1 l = 0 (1s) ml = 0 0 1AO 1s n = 2 l = 0 (2s) ml = 0 0 1AO 2s l = 1 (2p) ml = -1.
- AO2p 2px 2py 2pz Chương 2
[email protected] 18 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCn = 3 l = 0 (3s) ml = 0 0 1AO 3s l = 1 (3p) ml = -1.
- AO 3p 3px 3py 3pz l = 2 (3d) ml AO 3dxy 3dxz 3dyz 3dx2 –y2 3dZ2 orbital s orbital p (px) orbital p (py) orbital p (pz) Chương 2
[email protected] 19 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCorbital d Chương 2
[email protected] 20 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCorbital f Chương 2
[email protected] 21 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCSố lượng tử spin ms• ms xác định trạng thái chuyển động riêng của electron.• Giá trị: ms = +½ .
- ½ Chương 2
[email protected] 22 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Tổng kết• n – Xác định năng lượng của electron.• l, ml, ms – Xác định sự chuyển động của electron.• n, l, ml, ms – Xác định toàn bộ trạng thái electron.
- 14 Chương 2
[email protected] 23 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Ví dụCâu 1.
- Cho 3 trường hợp:1) n = 2;2) n = 3, l = 1, ml = 0;3) n = 3, l = 1, ml = 0, ms = -1/2Số electron tối đa trong nguyên tử tương ứng với 3trường hợp trên lần lượt là:a.
- Chương 2
[email protected] 24 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCCâu 2.
- Trạng thái chuyển động trong không gian nguyên tử của 1 electron được mô tả bởi hàm sóng (n, l, ml).
- Giá trị của n, ml có thể là: a.
- n = 4, l = 0, ml = 0a) 1,3,4 b)1,4 c)2,3,4 d)3,4 Chương 2
[email protected] 25 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCb.
- Trạng thái electron trong nguyên tử nhiều electronSo với nguyên tử 1e, trongnguyên tử nhiều e:• Có dAO nhỏ hơn;• Trạng thái năng lượng của e bị thay đổi.Do các e chịu tác dụng của: lựchút của hạt nhân và lực đẩy củacác e xung quanh hiệu ứngchắn và hiệu ứng xâm nhập.
- Chương 2
[email protected] 26 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCHiệu ứng chắn:• Do lực đẩy của mình, các lớp e bên trong biến thành màn chắn làm giảm lực hút của hạt nhân với e lớp ngoài.• e bên ngoài bị hút bởi điện tích hiệu dụng Z.
- S = Z – Z*: hằng số chắn hay hiệu ứng chắn.• n càng lớn thì electron có hiệu ứng chắn càng lớn.• Trong cùng 1 lớp tác dụng chắn giảm khi giá trị l tăng, tứctheo thứ tự: ns > np > nd > nf.• Các e lớp bên trong có tác dụng chắn mạnh hơn các e cùng lớp và càng mạnh hơn các e cùng phân lớp.• Phân lớp bão hòa hoặc bán bão hòa e có tác dụng chắn mạnh đối với e lớp ngoài.
- Chương 2
[email protected] 27 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCHiệu ứng xâm nhập: Các e lớp bên ngoài có thể xuyên qua các lớp e bên trong để xâm nhập vào gần hạt nhân. Trong cùng một lớp các e có hiệu ứng xâm nhập giảm khi l tăng, tức theo thứ tự: ns > np > nd > nf Khả năng xâm nhập của e giảm dần theo chiều tăng của n và l.
- Chương 2
[email protected] 28 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCNăng lượng của electron1.
- Trong nguyên tử có một e: Năng lượng e phụ thuộc vào n (En).2.
- Trong nguyên tử nhiều e: Năng lượng của một e phụ thuộc vào cả n và l (En, l), tuân theo quy tắc Kleshkowski:• En, l phụ thuộc vào tổng giá trị của (n + l).
- Tổng (n + l) càng lớn thì En, l càng lớn.• Nếu hai phân lớp có tổng (n + l) bằng nhau thì phân lớp nào có giá trị n lớn hơn sẽ có năng lượng lớn hơn.
- Chương 2
[email protected] 29 CHƯƠNG 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌCQuy tắc Kleshkowski:1s