Các số lượng tử

Các số lượng tử

Quantum numbersHóa cu to Trang 1Các s lng t(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)Có bn loi s dùng  mô t các electron trong mt nguyên tMô hình ca Borh là mô hình mt chiu ã dùng mt s lng t  mô t v cácelectron trong nguyên t. Ch có kích thc ca quo là quan trng và ã c mô tng s lng t n. Schrödinger ã mô t mt mô hình nguyên t vi các electron trongba chiu. Mô hình này có 3 loi ta , hay ba s lng t mô t các v trí có th tìmthy electron.Ba loi ta  t phng trình sóng ca Schrödinger là s lng t chính (n), s lng góc(l) và s lng t t (m). Các s lng t này mô t v kích thc, hình dng vàng trong không gian ca các orbital trong nguyên t.Có bn u bn nên bit v mi s lng t: (1) tên và kí hiu, (2) giá tr có th ca các lng t, (3) các s nói gì v nng lng ca electron và (4) là các s nói gì v vai tròa electron. Bn mc này thng liên quan n xác sut mt  hoc th tích ca vùngmà trong ó electron có kh nng tìm thy.1. S lng t chính (hay s lp) - nMô t mc nng lng trong nguyên t.• Các mc nng lng t 1 n 7•  electron cc i có thn vào lp n là 2n2 electronCác giá tr có th = 1, 2, 3, 4 .ng lng = giá tr ca n càng ln thì nng lng càng caoÝ ngha vt lý = Giá tr ln hn thì biu th xác sut mt  ln hn2. S lng t xung lng (phân lp) -lMô t các lp ph trongn• Các phân lp ca các nguyên tã bit là s - p - d - f Quantum numbersHóa cu to Trang 2• i lp nng lng cón phân lp.• Các phân lp ca các lp nng lng khác nhau có th có các nng lngxen ph. Các giá tr có th nhn = 0, 1, 2, 3, . n – 1Các giá tr có các tên xen k mà bn cng nên bit:• l = 0 là s• l = 1 là p• l = 2 là d• l = 3 là fng lng = giá tr l ln hn s biu th nng lng ln hn mt chútÝ ngha vt lý = l liên quan n hình dng ca các xác sut mt  xut hin ca ámmây n t:• l = 0 hay s là khi cu (mt bng, không có nt)• l = 1 hay p hình qu t (2 bng, 1 nt)• l = 2 hay d hoa bn cánh (4 bng , 2 nt)• l = 3 hay f hình dng phc tp (8 bng, 4 nt) 2 s lng tu tiên có thc biu th cùng nhau ví d 1s hay 2p. lng t xung lng cng mô t hình dng ca các orbital• Các orbital có hình dng c mô t dng hình cu(l=0), dng cc(l=1),hoc dng hình cánh hoa 4 cánh(l=2).• Các orbital còn có nhng hình dng phc tp hn nu nh các s lng tgóc tr nên ln hn.3. S lng t t -mlMô t orbital bên trong mt phân lp• s có 1 orbital• p có 3 orbital• d có 5 orbital Quantum numbersHóa cu to Trang 3• f có 7 orbitali orbital không cha quá 2 electron không bao gi ln hn 2m ng mô t hng và xác sut có mt trong không gian orbital ca cácelectron. cho thy 3 hng có th ca các orbital p px, py, pzCác giá tr có th nhn = –l ., –2, –1, 0, +1, +2, . +lng lng = tt c giá tr ml có cùng nng lngÝ ngha vt lý = v trí sp xp ca xác sut mt • khi l = 0, ml = 0, ch có mt cách mà qu cu c nh v s orbital.• khi l = 1, ml = –1, 0, hoc +1, có 3 p orbital.• khi l = 2, ml = –2, –1, 0, +1, +2, có 5 d orbital.• khi l = 3, ml = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, có 7 f orbital.4. S lng t Spin –ms lng t th t này mô t spin ca electron• Các electron trong cùng mt orbital phi có spin i nhau.• Các spin có th quay cùng hay ngc chiu kim ng h.Các qui lut chi phi s kt hp ca các s lng t:• Ba s lng t n, l, và m u là s nguyên.•  lng t chính (n) không th là zero.• n phi là 1, 2, 3, …. Quantum numbersHóa cu to Trang 4•  lng t góc (l) có th là các s nguyên nm gia 0 và n - 1.• u n = 3, l có th là 0, 1, hoc 2.•  lng t t (m) có th là bt c s nguyên nào nm gia -l và +l.• khi l = 2, m có th nhn các giá tr -2, -1, 0, +1, hoc +2.•  lng t spin (s) nhn các giá tr12+ hoc12- .ng lng = c hai giá tru có cùng nng lng; tuy nhiên, Nng lng s thp hnu các electron không ghép ôi và không xp cùng spin và cùng hng.Ý ngha vt lý = spin Chú ý rng s lng t chính và s lng t góc xung lng mi có nh hng v mtng lng, nu khong cách ca các n là ln hn thì khong cách gia các l s nhn. Tuy nhiên nhiu bc nh s thành mt bc ln. Mt qui lut rt hu dng là nung n+l ln hn thì nng lng s ln hn. Nu 2 giá tr ca tng n + l bng nhau thìelectron nào có n nh hn thì nng lng s nh hn. Nng lng nh hn s bn hn.ng lng thp nht là “trng thái c bn”.Nguyên Lý loi tr Pauli:Không tn ti 2 electron trong mt nguyên t có cùng các s lng t.Qui tc HundCác electron sn vào các orbital trng có nng lng bng nhau, trc khi nó nthêm electron th 2 nu chúng ã sn sàng n các electron.Hóa hc lng t: Mô t cách mà các nguyên t kt hp  hình thành các phân t và cách mà các phân tng tác vi nhau dùng các qui tc ca vt lý lng t.t chìa khóa  hiu hóa lng t là mt electron không phi là mt ht c bn nmtrong mt v trí xác nh nào ó trong không gian, thm chí mt n electron có th quayquanh ht nhân nguyên t to nên th tích ca c nguyên t. Thay vì ngh rng các lpelectron nm gn nhau thì nên hình dung các electron c xp trong các orbital gingnh các các gn sóng trên mt h khi ta ném mt cc á. Mi ám mây electron tri rngvà bao xung quanh nhân nguyên t và tt c các electron trong mt nguyên t chu nhng trc tip t ht nhân, mc dù có mt s electron chu nh hng mnh hn cácelectron khác. Khi mà không có  ch trng cho các orbital  nm gn ht nhân thì có Quantum numbersHóa cu to Trang 5t s orbital tp trung xa ht nhân hn vi mt  cao. Mt s s sp xp ca cácelelctron trong orbital n nh hn hay bn hn các electron khác, và các nguyên t sng tác t c s sp xp n nh này ây là c s cho vic hình thành liên kt.t s ví d v s lng tVí d 1p xp các electron sau ây (n, l, ml, ms) t nng lng cao nht n nng lng thpnht.A. (2, 1, 1, +1/2)B. (1, 0, 0, –1/2)C. (4, 1, –1, +1/2)D. (4, 2, –1, +1/2)E. (3, 2, –1, +1/2)F. (4, 0, 0, +1/2)G. (2, 1, –1, +1/2)H. (3, 1, 0, +1/2)i giing lng thp nht s có tng n + l thp nht. Các electron C và E có cùng giá tr là 5mà E có n thp hn s có nng lng thp hn. Các electron H và F cng có cùng giá trng n + l và H có nng lng thp hn. Các electron A và G có cùng giá tr n và l do vychúng có cùng nng lngng lng thp nht B < A = G < H < F < E < C < D ng lng cao nhtVí d 2p xp các orbital có nng lng gim dn.3s, 5p, 4d, 1s, 5d, 3pi giiNhc li s là 0, p là 1, và d là 2. nng lng có th sp xp theo tng n + l, do ó3s = 3, 5p = 6, 4d = 6, 1s = 1, 5d = 7, 3p = 4ng lng cao 5d > 5p > 4d > 3p > 3s > 1s ng lng thpSau khi ã c xong bài này mi bn làm các bài tp sau:Bài 1u gì không n vi các s lng t (n, l, ml, ms) ca các electron sau?a. (2, 2, 0, +1/2)b. (3, 1, –1, –1/2) Quantum numbersHóa cu to Trang 6c. (3, 1, –2, 1)d. (4, 0, 1, +1/2)e. (+1/2, 1, 1, 1)Bài 2 T các electron trong ví d 1 hãy tr li các câu hi sau:A. (2, 1, 1, +1/2)B. (1, 0, 0, –1/2)C. (4, 1, –1, +1/2)D. (4, 2, –1, +1/2)E. (3, 2, –1, +1/2)F. (4, 0, 0, +1/2)G. (2, 1, –1, +1/2)H. (3, 1, 0, +1/2)a. Electron nào có spin khác hng vi các electron còn li?b. Electron nào xp trong orbital hình cu?c. Electron nào xp trong p-orbital?d. Electron nào xp trong d-orbital?e. Electron nào nm xa ht nhân nguyên t nht?f. 2 electron nào xp trong cùng 1 orbital?g. 2 electron nào xp khác hng?h. 2 electron nào không th nm trong cùng mt nguyên ti. các electron nào có cùng nng lng?j. electron nào xp vào f-orbital? . n các electron.Hóa hc lng t: Mô t cách mà các nguyên t kt hp  hình thành các phân t và cách mà các phân tng tác vi nhau dùng các qui. phân lp ca các lp nng lng khác nhau có th có các nng lngxen ph. Các giá tr có th nhn = 0, 1, 2, 3, ... n – 1Các giá tr có các tên xen k