Bài giảng Hoá đại cương: Chương 1 cung cấp cho người học những kiến thức như: Cấu tạo nguyên tử; Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo!
CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC NỘI DUNG Cấu tạo nguyên tử Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hóa học Chương TÀI LIỆU [1] – Chương 2: trang 34 – 78 Chương 3: trang 79 – 123 [2] – Chapter 2: page 31 – 69 Chapter 7: page 215 – 238 Chapter 8: page 239 – 268 nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Cấu tạo nguyên tử 1.1 Cấu tạo chung Nguyên tử Hạt nhân Proton Chương Hạt vật chất Các chất Electron Neutron nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC * Hạt Khối lượng (amu đvC)* Đơn vị điện tích Electron 0,000549 1 Proton 1,007277 +1 Neutron 1,008665 amu (atomic mass unit); amu = đvC = 1,6605410-27 kg • Ng/tử trung hòa điện số hạt proton = số hạt electron • mng/tử = melectron + mproton + mneutron (Z + N) amu • Số khối (A) = số hạt proton (Z) + số hạt neutron (N) Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ký hiệu nguyên tử: A Z X: ký hiệu nguyên tử X A: số khối = số proton + số neutron A=Z+N Ví dụ: 35 17 Chương Z: số hiệu nguyên tử nguyên tố Cl Cl: nguyên tử chlorine Z = e = 17 A = 35 N = 35 – 17 = 18 nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Đồng vị ngun tố: có Z giống nhau, A khác Ví dụ đồng vị hydrogen: 1 Chương H H nvhoa102@gmail.com H CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HĨA HỌC Ví dụ: Câu 1: Xác định ion chứa 16 proton, 17 neutron, 18 electron? a 33Cl- b 34Cl- c 33S2- d 34S2- Câu 2: Tính số electron ion X2+? Biết ion X2+ có số khối 20 số neutron số proton a b 10 c 12 d 20 Câu 3: Xác định khối lượng nguyên tử trung bình magie? Biết 79 %, 25Mg chiếm 10 % 26Mg chiếm 11 % a 24,30 g/mol Chương b 24,31 g/mol c 24,32 g/mol nvhoa102@gmail.com 24Mg chiếm d 24,33 g/mol CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1.2 Cấu tạo vỏ electron nguyên tử 1.2.1 Thuyết cấu tạo nguyên tử Bohr Electron quay quanh hạt nhân quỹ đạo tròn, đồng tâm, có bán kính xác định gọi quỹ đạo bền Khi quay quỹ đạo bền, electron không phát lượng Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Khi hấp thụ lượng, electron chuyển từ quỹ đạo có lượng thấp quỹ đạo có lượng cao Ngược lại, chuyển từ quỹ đạo có lượng cao quỹ đạo có lượng thấp, electron phát lượng dạng xạ Chương nvhoa102@gmail.com E h hC CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ưu điểm: • Giải thích chất vật lý quang phổ vạch nguyên tử Chương nvhoa102@gmail.com CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC • Tính tốn vị trí vạch quang phổ hydrogen vùng ánh sáng thấy Xác định vạch quang phổ phù hợp với thực nghiệm (với Z = 1) 1 RH n n f i ni > nf RH = 1,09678107 m-1 Chương nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Quy luật biến đổi bán kính ion: r ion dương r ion âm r ion M+n (Cr2+= 83 pm) r Xn+ ( Z = m) r P-n ( Z = m) Chương < > > > > r nguyên tử tương ứng r nguyên tử tương ứng r ion M+(n+1) (Cr3+ = 64 pm) r Yn+ (Z = m + 1) r Q-n (Z = m +1) nvhoa102@gmail.com 57 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Chương nvhoa102@gmail.com 58 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ví dụ: Câu 1: Cho Na+, Ne, F- có cấu hình electron giống Trường hợp có bán kính lớn nhất? a Na+ b Ne c F- d Tất Câu 2: Xác định hợp chất sau crom có bán kính lớn nhất? a K2Cr2O7 b CrO2Cl2 c Cr2(SO4)3 d CrCl2 Câu 3: Xác định khoảng cách nguyên tử hydro clo phân tử HCl biết bán kính hydro clo 0,37 Å, 1,67 Å? a 2,04 Å Chương b 1,95 Å c 1,30 Å nvhoa102@gmail.com d 1,02 Å 59 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC b Năng lượng ion hóa (I, kJ/mol eV) Là lượng tối thiểu cần thiết để tách e khỏi nguyên tử thể khí khơng bị kích thích X(k) + I X+(k) + e • I ln có dấu dương, I lớn khó tách e khỏi ngun tử • I đặc trưng cho khả nhường e nguyên tử, tức đặc trưng cho tính khử, tính kim loại Chương nvhoa102@gmail.com 60 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Quy luật biến đổi lượng ion hóa thứ (kJ/mol) • Theo chu kỳ: Từ trái sang phải: I • Theo phân nhóm chính: Từ xuống I • Theo phân nhóm phụ: Từ CK đến CK 5: I Từ CK đến CK 6: I Chương nvhoa102@gmail.com 61 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Chương nvhoa102@gmail.com 62 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ví dụ: Câu 1: Cho nguyên tố hóa học sau: Ne (Z = 10), Na (Z = 11) Mg (Z = 12) Chọn phát biểu đúng: a I1 (năng lượng ion hóa thứ nhất) Mg nhỏ I1 Ne b I1 Mg nhỏ I1 Na c I2 (năng lượng ion hóa thứ hai) Na nhỏ I2 Ne d I2 Mg lớn I2 Na Câu 2: Năng lượng ion hóa thứ nhất, thứ hai, thứ ba thứ tư nguyên tố 284; 412; 656 3210 kJ/mol Số electron hóa trị nguyên tố là: a b c d Chương nvhoa102@gmail.com 63 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC c Ái lực electron (F, kJ/mol eV) Là lượng phát (-E) hay thu vào (+E) nguyên tử nhận thêm electron thể khí khơng bị kích thích X(k) + 1e X- (k) F • F có giá trị âm nguyên tử dễ nhận electron tính oxi hóa, tính phi kim nguyên tố mạnh Chương nvhoa102@gmail.com 64 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Quy luật biến đổi lực electron: • Theo chu kỳ: Từ trái sang phải F • Theo nhóm: Từ xuống F • Các ngun tố VIIA có F lớn • Các ngun tố có cấu hình electron lớp ngồi s2, p3, s2p6 có F nhỏ Chương nvhoa102@gmail.com 65 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ví dụ: Câu 1: Thứ tự lực electron F, O, N, C là: a F > O > N > C b F > N > O > C c F > O > C > N d F > C > N > O Câu 2: Cho ngun tố có cấu hình electron sau: (I) 1s22s2; (II) 1s22s22p6; (III) 1s22s22p63s2; (IV) 1s22s22p3 Nguyên tố có lực electron nhỏ là: a I b II Chương c III nvhoa102@gmail.com d IV 66 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC d Độ âm điện () Là đại lượng đặc trưng cho khả nguyên tử ngun tố hút mật độ electron phía tạo liên kết với nguyên tử nguyên tố khác • giúp định tính độ phân cực hợp chất • phân tử phân cực độ dẫn điện tăng • dùng để xác định số oxi hóa nguyên tử hợp chất Chương nvhoa102@gmail.com 67 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Độ âm điện các nguyên tố theo thang Pauling Quy luật biến đổi độ âm điện: • Theo chu kỳ: Từ trái sang phải • Theo nhóm: Từ xuống Chương nvhoa102@gmail.com 68 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ví dụ: Câu 1: Dựa vào độ âm điện: H (2,20); C (2,55); N (3,04); O (3,44) Trong nối cộng hóa trị đơn sau, nối bị phân cực nhất? a) C – H b) N – H c) O – H d) C – O Câu 2: Cho giá trị độ âm điện nguyên tố sau: W (2,7); X (2,1); Y (0,8); Z (3,4) Phát biểu khơng xác thơng tin cho là: a Hợp chất WZ không dẫn điện trạng thái rắn nóng chảy b Hợp chất YZ dẫn điện trạng thái nóng chảy trạng thái dung dịch c Hợp chất XZ dẫn điện trạng thái dung dịch d Hợp chất WX dẫn điện trạng thái nóng chảy Chương nvhoa102@gmail.com 69 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC e Số oxi hóa Là điện tích dương (+) hay âm (–) nguyên tố hợp chất tính với giả thiết hợp chất tạo thành từ ion Quy luật biến đổi số oxi hóa theo chu kỳ từ trái sang phải: • Số oxi hóa dương cao số thứ tự nhóm (bằng tổng số e hóa trị ngun tố) • Số oxi hóa âm thấp có trị số trừ số thứ tự nhóm (từ nhóm 4A) Ví dụ: Xác định số oxi hóa nguyên tử hợp chất H2O2; Na2S2O3; CaH2; K2S2O8 Chương nvhoa102@gmail.com 70 Chương nvhoa102@gmail.com 71 ... 1s +1/ 2 , -1 / 2 2 2s 2p -1 , 0, +1 +1/ 2 , -1 / 2 3s 3p 3d -1 , 0, +1 -2 , -1 , 0, +1, +2 +1/ 2 , -1 / 2 10 4s 4p 4d 4f -1 , 0, +1 -2 , -1 , 0, +1, +2 -3 , -2 , -1 , 0, +1, +2, +3 +1/ 2 , -1 / 2... ns2(n -1 ) d9 ns1(n -1 ) d10 ns2(n -1 ) d4 ns1(n -1 ) d5 Chương nvhoa102@gmail.com 41 CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ & HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Cách biểu diễn cấu hình e nguyên tử: Cách 1: ... từ -l đến +l Ví dụ: l = có giá trị ml = l = có giá trị ml = -1 , 0, +1 l = có giá trị ml = -2 , -1 , 0, +1, +2 ⇒ Mỗi giá trị l có (2l + 1) giá trị khác ml Chương nvhoa102@gmail.com 20 CHƯƠNG