CẤU TẠO CHẤT pdf

I. OLYMPIC HÓA HỌC VIỆT NAM: OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2003: 1) Trình bày cu to ca phân t CO theo phng pháp VB và phng pháp MO (v gin  nng lng). Cho Z C = 6; Z O = 8. 2) So sánh nng lng ion hóa gia các nguyên t C và O, gia phân t CO vi nguyên t O. 3) Mô t s to thành liên kt trong các phc cht Ni(CO) 4 và Fe(CO) 5 theo phng pháp VB và cho bit cu trúc hình hc ca chúng. Cho bit Z Fe = 26, Z Ni = 28. BÀI GIẢI: 1) Theo phng pháp VB thì phân t CO có cu to: CO Hai liên kt c hình thành bng cách ghép chung các electron c thân và mt liên kt cho nhn. MO: (KK): 222*22 zyxss σππσσ = 2) I 1 (C) < I 1 (O) vì in tích hiu dng vi electron hóa tr tng t C n O. I 1 (CO) > I 1 (O): vì nng lng ca electron  σ z ca CO thp hn nng lng ca electron hóa tr  oxy. 3) OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng A): Lý thuyt lng t d oán c s tn ti ca obitan ng ng vi s lng t ph l = 4 (g là kí hiu ca s lng t ph n = 4). 1) Hãy cho bit s electron ti a mà phân lp ng có th có 2) D oán sau phân mc nng lng nào thì n phân mc ng. 3) Nguyên t có electron u tiên  phân mc ng này thuc nguyên t có s th t Z bng bao nhiêu? BÀI GIẢI: 1) Phân mc nng lng ng ng vi gía tr l = 4 s có 2l + 1 obitan nguyên t, ngha là có 2.4+1= 9 obitan nguyên t. Mi obitan nguyên t có ti a 2e. Vy phân mc nng lng ng có ti a 18e. 2) Phân mc nng lng ng xut hin trong cu hình electron nguyên t là 5g bi vì khi s lng t chính n = 5 thì lp electron này có ti a là 5 phân mc nng lng ng vi l = 0 (s); l =1 (p); l = 2 (d); l = 3 (f) và l = 4 (g). Theo quy tc Klechkowski thì phân mc 5g có tng s n + l = 9. Phân mc này phi nm sát sau phân mc 8s. 3) (Rn)7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 8s 2 5g 1 . Z = 121. OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng A) 1) Hãy cho bit cu hình hình hc ca phân t và ion di ây, ng thi sp xp các góc liên kt trong chúng theo chiu gim dn. Gii thích. a) NO 2 ; NO 2 + ; NO 2 - . b) NH 3 ; NF 3 . 2) So sánh momen lng cc gia hai phân t NH 3 và NF 3 . Gii thích. 3) Thc nghêm xác nh c mome lng cc ca phân t H 2 O là 1,85D, góc liên kt ∠HOH là 104,5 o ,  dài liên kt O – H là 0,0957 nm. Tính  ion ca liên kt O – H trong phân t oxy (b qua momen to ra do các cp electron hóa tr không tham gia liên kt ca oxy) Cho bit s th t Z ca các nguyên t: 7(N); 8(O); 9(F); 16(S) 1D = 3,33.10 -30 C.m in tích ca electron là -1,6.10 -19 C; 1nm = 10 -9 m. BÀI GIẢI: 1)  gii thích câu này ta có th dùng thuyt VSEPR hoc thuyt lai hóa (hoc kt hp c hai). a) N O O sp 2 NOO sp N O O sp 2 (1) và (3): hình gp khúc. (2) : thng Góc liên kt gim theo th t sau: (2) – (1) – (3) do  (2) không có lc y electron hóa tr ca N không tham gia liên kt,  (1) có mt electron hóa tr ca N không liên kt dy làm góc ONO hp li ôi chút.  (3) góc liên kt gim nhiu hn do có 2 electron không liên kt ca N y. b) N H H H sp 3 N F F F sp 3 Góc liên kt gim theo chiu ∠HNH - ∠FNF vì  âm in ca F ln hn ca H là in tích lch v phía F nhiu hn ⇒ lc y kém hn. µ(NH 3 ) > µ(NF 3 ) Gii thích: N H H H N F F F  NH 3 chiu ca các momen liên kt và ca cp electron ca N cùng hng nên momen tng cng ca phân t ln khác vi NF 3 (hình v). 3) O H H µ µ 1 µ 2 µ ca phân t bng tng các momen ca hai liên kt (O – H): T ó s dng các h thc lng trong tam giác ta tính c momen ca liên kt O – H là: 1,51D Gi thit  ion ca liên kt O – H là 100% ta có: Dlt 60,4 10.33,3 10.6,1.10.0957,0 )( 30 199 1 == − −− µ Ta d dàng suy ra  ion ca liên kt O – H là 32,8% OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng A): Silic có cu trúc tinh th ging kim cng vi thông s mng a = 0,534nm. Tính bán kính nguyên t cng hóa tr ca silic và khi lng riêng (g.cm -3 ) ca nó. Cho bit M Si = 28,086g.mol -1 . Kim cng có cu trúc lp phng tâm mt (din), ngoài ra còn có 4 nguyên t nm  4 hc (site) t din ca ô mng c s. BÀI GIẢI: nm a r a r D aD Si Si 118,0 8 3 4 3 2 2 2 3 == == = S nguyên t Si trong mt ô mng c s: 8.(1/8) + 6(1/2) + 4 = 8 Vy ta tính c khi lng riêng ca Si là: 2,33g.cm -3 . OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng B): Hãy d oán s nguyên t ca chu k 7 nu nó c in y  các ô nguyên t. Vit cu hình electron nguyên t ca nguyên t có Z = 107 và 117 và cho bit chúng c xp vào nhng phân nhóm nào trong bng tun hoàn? BÀI GIẢI: Nguyên t u tiên ca chu k 7 là 7s 1 và kt thúc  7p 6 7s 2 5f 14 6d 10 7p 6 : 32 nguyên t  chu k 7. Z = 107: [Rn]5f 14 6d 5 7s 2 : Nhóm VIIB Z = 117: [Rn]5f 14 6d 10 7s 2 7p 5 : Nhóm VIIA OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng B): Ánh sáng nhìn thy có phân hy c Br 2(k) thành các nguyên t không. Bit rng nng lng phá v liên kt gia hai nguyên t là 190kJ.mol -1 . Ti sao hi Br 2 có màu? Bit h = 6,63.10 -34 J.s; c = 3.10 8 m.s -1 ; N A = 6,022.10 23 mol -1 . BÀI GIẢI: E = h(c/λ).N A ⇒ λ = 6,3.10 -7 m λ nm trong vùng các tia sáng nhìn thy nên phân hy c và có màu: OLYMPIC HÓA HỌC SINH VIÊN TOÀN QUÓC 2005 (Bảng B): 1) Có các phân t XH 3 : a) Hãy cho bit cu hình hình hc ca các phân t PH 3 và AsH 3 . b) So sánh góc liên kt HXH gia hai phân t trên và gii thích. 2) Xét các phân t POX 3 a) Các phân t POF 3 và POCl 3 có cu hình hình hc nh th nào? b) Góc liên kt XPX trong phân t nào ln hn? 3) Nhng phân t nào sau ây có momen lng cc ln hn 0? BF 3 ; NH 3 ; SiF 4 ; SiHCl 3 ; SF 2 ; O 3 . Cho bit: Z P = 15; Z As = 33; Z O = 8; Z F = 9; Z Cl = 17; Z B = 5; Z N = 7; Z Si = 14; Z S = 16. BÀI GIẢI:  gii thích câu này ta có th dùng thuyt VSEPR hoc thuyt lai hóa (hoc kt hp c hai). 1) P: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ; As: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 3 . P và As u có 5e hóa tr và ã tham gia liên kt 3e trong XH 3 . X H H H sp 3 Hình tháp tam giác Góc HPH > HasH vì  âm in ca nguyên t trung tâm P ln hn so vi ca As nên lc y mnh hn. 2) PO X X X n = 3 +1 = 4 (sp 3 ): hình t din Góc FPF < ClPCl vì Cl có  âm in nh hn flo là gim lc y. 3) N F F F sp 3 Si H Cl Cl Cl sp 3 S F F O O O sp 3 sp 2 B F F F sp 2 Si F F F F sp 3 4 cht u tiên có cu to bt i xng nên có momen lng cc ln hn 0. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2002 (Bảng A): 1. Liu pháp phóng x c ng dng rng rãi  cha ung th. C s ca liu pháp ó là s bin i ht nhân. 27 Co 59 + 0 n 1 → X? (1) X? → 28 Ni 60 + ; hν = 1,25 MeV (2) (a) Hãy hoàn thành phng trình ca s bin i ht nhân trên và nêu rõ nh lut nào c áp dng  hoàn th ành phng trình. (b) Hãy cho bit im khác nhau gia phn ng ht nhân vi phn ng oxi hoá-kh (ly thí d t phn ng (2) và phn ng Co + Cl 2 → CoCl 2 ). 2. Có cu hình electron 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 4s 1 (1) (a) Dùng kí hiu ô lng t biu din cu hình electron (1). (b) Cu hình electron (1) là cu hình electron ca nguyên t hay ion ? Ti sao ? (c) Cho bit tính cht hoá hc c trng ca ion hay nguyên t ng vi cu hình electron (1), hãy vit mt phng trình phn ng  minh ha. 3. Bit E n = -13,6. 2 2 n Z (n: s lng t chính, Z: s n v in tích ht nhân). (a) Tính nng lng 1e trong trng lc mt ht nhân ca mi h N 6+ , C 5+ , O 7+ . (b) Qui lut liên h gia E n vi Z tính c  trên phn ánh mi liên h nào gia ht nhân vi electron trong các h ó ? (c) Tr s nng lng tính c có quan h vi nng lng ion hoá ca mi h trên hay không ? Tính nng lng ion hoá ca mi h. 4. Áp dng thuyt lai hoá gii thích kt qu ca thc nghim xác nh c BeH 2 , CO 2 u là phân t thng. BÀI GIẢI: 1. (a) nh lut bo toàn vt cht nói chung, nh lut bo toàn s khi và bo toàn in tích nói riêng, c áp dng: in tích : 27 + 0 = 27; S khi : 59 + 1 = 60 → X lµ 27 Co 60 . 27 Co 59 + 0 n1 → 27 Co 60 . S khi : 60 = 60; in tích : 27 = 28 + x → x = −1. VËy cã −1e 0 . 27 Co 60 → 28 Ni 60 + -1 e; hv = 1,25MeV. (b) im khác nhau  Phn ng ht nhân : xy ra ti ht nhân, tc là s bin i ht nhân thành nguyên t mi. Ví d (b)  trên.  Phn ng hoá hc (oxi hoá - kh) : xy ra  v electron nên ch bin i dng n cht, hp cht. Ví d : Co + Cl 2 → Co 2+ + 2Cl − → CoCl 2 .  Cht dùng trong phn ng ht nhân có th là n cht hay hp cht, thng dùng hp cht. Cht dùng trong phn ng oxi hoá - kh, ph thuc vào cu hi mà phi ch rõ n cht hay hp cht.  Nng lng kèm theo phn ng ht nhân ln hn hn so vi nng lng kèm theo phn ng hoá hc thông thng. 2. (a) Dùng ô lng t biu din cu hình : ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (b) (1) là cu hình e ca nguyên t vì cu hình d bán bão hoà nên thuc kim loi chuyn tip (theo HTTH các nguyên t). Thuc kim loi chuyn tip thì ion không th là anion; nêu là cation, s e = 24 thì Z có th là 25, 26, 27 Không có cu hình cation nào ng vi các s liu này. Vy Z ch có th là 24. (Nguyên t Ga có cu hình [ar] 3d 10 4s 2 4p 1 , ion Ga 2+ có cu hình [ar] 3d 10 4s 1 bn nên không th cn c vào lp ngoài cùng 4s 1  suy ra nguyên t). (c) Z = 24 → nguyên t Cr, Kim loi (chuyn tip). Dng n cht có tính kh. Cr + 2HCl → CrCl 2 + H 2 ↑ 3. (a) Theo u bài, n phi bng 1 nên ta tính E 1 . Do ó công thc là E 1 = −13,6 Z 2 (ev) (2’) Th t theo tr s Z: Z = 6 → C 5+ : (E 1 ) C 5+ = −13,6 x 6 2 = −489,6 eV Z = 7 → N 6+ : (E 1 ) N 6+ = −13,6 x 7 2 = −666,4 eV Z = 8 → O 7+ : (E 1 ) O 7+ = −13,6 x 8 2 = −870,4 eV (b) Quy lut liên h E 1 vi Z : Z càng tng E 1 càng âm (càng thp). Qui lut này phn ánh tác dng lc hút ht nhân ti e c xét: Z càng ln lc hút càng mnh → nng lng càng thp → h càng bn, bn nht là O 7+ . (c) Tr nng lng ó có liên h vi nng lng ion hoá, c th: C 5+ : I 6 = −(E 1 , C 5+ ) = + 489, 6 eV. N 6+ : I 7 = −(E 1 , N 6+ ) = + 666, 4 eV. O 7+ : I 8 = −(E 1 , O 7+ ) = + 870,4 eV. 4. Phân t thng có 3 nguyên t c gii thích v hình dng : Nguyên t trung tâm có lai hoá sp (là lai hoá thng). BeH 2 , cu hình electron ca nguyên t : H 1s 1 ; Be : 1s 2 2s 2 . Vy Be là nguyên t trung tâm có lai hoá sp: ↑↓ ↑↓ → ↑↓ ↑ ↑ lai hoá sp 2 obitan lai hoá sp cùng trên trc Z, mi obitan ã xen ph vi 1 obitan 1s ca H to ra liên kt σ. Vy BeH 2 → H−Be−H (2 obitan p thun khit ca Be không tham gia liên kt). CO 2 , cu hình electron : C 1s 2 2s 2 2p 2 ; O 1s 2 2s 2 2p 4 . Vy C là nguyên t trung tâm lai hóa sp ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ → ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ lai hoá sp 2 obitan lai hoá sp ca C xen ph vi 2 obitan p z ca 2 O to ra 2 liên kt σ. 2 obitan p thun khit ca C xen ph vi obitan nguyên cht tng ng ca oxi to ra 2 liên kt π (x↔x ; y ↔y) nên 2 liên kt π này  trong 2 mt phng vuông góc vi nhau và u cha 2 liên kt σ. VËy CO 2 : O= C = O Ghi chó: Yêu cu phi trình bày rõ nh trên vì các liên kt σ, π trong CO 2 (chó ý: phi nói rõ có s tng ng obitan gia C vi O : x↔x; y ↔y) ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2003 (Bảng A): 1. Nhôm clorua khi hoà tan vào mt s dung môi hoc khi bay hi  nhit  không quá cao thì tn ti  dng dime (Al 2 Cl 6 ).  nhit  cao (700 0 C) dime b phân li thành monome (AlCl 3 ). Vit công thc cu to Lewis ca phân t dime và monome; Cho bit kiu lai hoá ca nguyên t nhôm, kiu liên kt trong mi phân t ; Mô t cu trúc hình hc ca các phân t ó. 2. Phn t HF và phân t H 2 O có momen lng cc, phân t khi gn bng nhau (HF 1,91 Debye, H 2 O 1,84 Debye, M HF 20, 2 HO M 18); nhng nhit  nóng chy ca hidroflorua là – 83 0 C thp hn nhiu so vi nhit  nóng chy ca nc á là 0 0 C, hãy gii thích vì sao? BÀI GIẢI: 1. * Vit công thc cu to Lewis ca phân t dime và monome. Nhôm có 2 s phi trí c trng là 4 và 6. Phù hp vi quy tc bát t, cu to Lewis ca phân t dime và monome: Monome ; dime * Kiu lai hoá ca nguyên t nhôm : Trong AlCl 3 là sp 2 vì Al có 3 cp electron hoá tr; Trong Al 2 Cl 6 là sp 3 vì Al có 4 cp electron hoá tr . Liên kt trong mi phân t: AlCl 3 có 3 liên kt cng hoá tr có cc gia nguyên t Al vi 3 nguyên t Cl. Al 2 Cl 6 : Mi nguyên t Al to 3 liên kt cng hoá tr vi 3 nguyên t Cl và 1 liên kt cho nhn vi 1 nguyên t Cl (Al: nguyên t nhn; Cl nguyên t cho). Trong 6 nguyên t Cl có 2 nguyên t Cl có 2 liên kt, 1 liên kt cng hoá tr thông thng Cl Cl Cl Al Cl Cl Cl Al Al Cl Cl Cl và liên kt cho nhn. * Cu trúc hình hc: Phân t AlCl 3 : nguyên t Al lai hoá kiu sp 2 (tam giác phng) nên phân t có cu trúc tam giác phng, u, nguyên t Al  tâm còn 3 nguyên t Cl  3 nh ca tam giác. Phân t Al 2 Cl 6 : cu trúc 2 t din ghép vi nhau. Mi nguyên t Al là tâm ca mt t din, mi nguyên t Cl là nh ca t din. Có 2 nguyên t Cl là nh chung ca 2 t din. • Al O Cl 2. * Phân t H-F Jt ; H-O-H có th to liên kt hidro – H … F – có th to liên kt hidro – H … O – * Nhit  nóng chy ca các cht rn vi các mng li phân t (nút li là các phân t) ph thuc vào các yu t: - Khi lng phân t càng ln thì nhit  nóng chy càng cao. - Lc hút gia các phân t càng mnh thì nhit  nóng chy càng cao. Lc hút gia các phân t gm: lc liên kt hidro, lc liên kt Van der Waals (lc nh hng, lc khuch tán). *Nhn xét: HF và H 2 O có momen lng cc xp x nhau, phân t khi gn bng nhau và u có liên kt hidro khá bn, áng l hai cht rn ó phi có nhit  nóng chy xp x nhau, HF có nhit  nóng chy phi cao hn ca nc (vì HF momen lng cc ln hn, phân t khi ln hn, liên kt hidro bn hn). Tuy nhiên, thc t cho thy T nc (H 2 O) = 0 0 C > T nc (HF) = – 83 0 C. * Gii thích: Mi phân t H-F ch to c 2 liên kt hidro vi 2 phân t HF khác  hai bên H-F … H-F … H-F. Trong HF rn các phân t H-F liên kt vi nhau nh liên kt hidro to thành chui mt chiu, gia các chui ó liên kt vi nhau bng lc Van der Waals yu. Vì vy khi un nóng n nhit  không cao lm thì lc Van der Waals gia các chui ã b phá v, ng thi mi phn liên kt hidro cng b phá v nên xy ra hin tng nóng chy. Mi phân t H-O-H có th to c 4 liên kt hidro v i 4 phân t H 2 O khác nm  4 nh ca t din. Trong nc á mi phân t H 2 O liên kt vi 4 phân t H 2 O khác to thành mng li M = 20 µ = 1,91 Debye M = 18 µ = 1,84 Debye O O O O O O Al Cl Cl Cl 120 0 120 0 120 0 không gian 3 chiu. Mun làm nóng chy nc á cn phi phá v mng li không gian 3 chiu vi s lng liên kt hidro nhiu hn so vi  HF rn do ó òi hi nhit  cao hn. ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2004 (Bảng A): 1. Trong s các phân t và ion: CH 2 Br 2 , F - , CH 2 O, Ca 2+ , H 3 As, (C 2 H 5 ) 2 O , phân t và ion nào có th to liên kt hidro vi phân t nc? Hãy gii thích và vit s  mô t s hình thành liên kt ó. 2. a) U 238 t phân rã liên tc thành mt ng v bn ca chì. Tng cng có 8 ht α c phóng ra trong qúa trình ó. Hãy gii thích và vit phng trình phn ng chung ca quá trình này. b) Uran có cu hình electron [Rn]5f 3 6d 1 7s 2 . Nguyên t này có bao nhiêu electron c thân? Có th có mc oxi hoá cao nht là bao nhiêu? 3. Trong nguyên t hoc ion dng tng ng có t 2 electron tr lên, electron chuyn ng trong trng lc c to ra t ht nhân nguyên t và các electron khác. Do ó mi trng thái ca mt cu hình electron có mt tr s nng lng. Vi nguyên t Bo (s n v in tích ht nhân Z = 5)  trng thái c bn có s liu nh sau: Cu hình electron Nng lng (theo eV) Cu hình electron Nng lng (theo eV) 1s 1 1s 2 1s 2 2s 1 -340,000 -600,848 -637,874 1s 2 2s 2 1s 2 2s 2 2p 1 - 660,025 - 669,800 Trong ó: eV là n v nng lng; du - biu th nng lng tính c khi electron còn chu lc hút ht nhân. a) Hãy trình bày chi tit v kt qa tính các tr s nng lng ion hoá có th có ca nguyên t Bo theo eV khi dùng d kin cho trong bng trên. b) Hãy nêu ni dung và gii thích qui lut liên h gia các nng lng ion hoá ó. 4. Nng lng liên kt ca N-N bng 163 kJ.mol –1 , ca N≡N bng 945 kJ.mol –1 . T 4 nguyên t N có th to ra 1 phân t N 4 t din u hoc 2 phân t N 2 thông thng. Trng hp nào thun li hn? Hãy gii thích. BÀI GIẢI: 1/ Các vi ht CH 2 Br 2 , Ca 2+ , H 3 As không có nguyên t âm in mnh nên không th to liên kt hidro vi phân t nc. Các vi ht F - , CH 2 O, (C 2 H 5 ) 2 O có nguyên t âm in mnh nên có th to liên kt hidro vi phân t nc: 2/ a) U 238 t phóng x to ra ng v bn 92 Pb x cùng vi ba loi ht c bn: 2 α 4 , -1 β o và o γ o . Theo nh lut bo toàn khi lng: x = 238 − 4 × 8 = 206. Vy có 82 Pb 206 . . . . H C H H O H . . . F O H H C 2 H 5 O C 2 H 5 H O H O Theo nh lut bo toàn in tích :[ 92 – (82 + 2× 8)] / (−1) = 6. Vy có 6 ht -1 β o . Do ó phng trình chung ca qúa trình này là: 92 U 238 82 Pb 206 + 8 He + 6β. b) Cu hình electron [Rn]5f 3 6d 1 7s 2 có s electron ngoài c biu din nh sau: ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ Vy nguyên t 92 U 238 có 4 e c thân (cha ghép ôi); mc (s) oxi hoá cao nht là +6 và U[Rn]5f 3 6d 1 7s 2 – 6 e U [Rn] + 6 . 3/ a) Tính các tr nng lng ion hoá có th có ca Bo: T cu hình electron ã cho , ta xác nh c các vi ht tng ng cùng vi tr nng lng nh sau: Cu hình electron Vi ht Nng lng (theo eV) Cu hình electron Vi ht Nng lng (theo eV) 1s 1 1s 2 1s 2 2s 1 B 4+ B 3+ B 2+ - 340,000 - 600,848 - 637,874 1s 2 2s 2 1s 2 2s 2 2p 1 B + B - 660,025 - 669,800 Có nh ngha: Nng lng ion hoá (ca mt nguyên t) là nng lng ít nht cn  tách 1 e khi nguyên t  trng thái c bn mà không truyn thêm ng nng cho e ó. Vy gia nng lng ε ca 1 e  trng thái c bn và nng lng ion hoá I tng ng có liên h: I = - ε (1). Vy vi s ion hoá M (k – 1)+ - e M k+ ; I k (2), Ta có liên h: I k = - ε = - [E M (k -1)+ - E M k+ ] (3) Trong ó: k ch s e ã b mt (do s ion hoá) ca vi ht c xét, có tr s t 1 n n; do ó k+ ch s n v in tích dng ca ion M k+ ; I k là nng lng ion hoá th k ca nguyên t M c biu th theo (2). Xét c th vi nguyên t Bo: vì Z = 5 nên nguyên t có 5 e; vy k = 1 n 5. ¸áp dng phng trình (2) và (3), dùng s d kin bng trên cho Bo, ta có: * B o − e B + ; I 1 ( vËy k = 1); I 1 = - [ E B − E B +] = − (−669,800 + 660,025 ). VËy I 1 = 9,775 eV . * B + − e B 2+ ; I 2 ( vy k = 2); I 2 = - [ E B+ − E B 2+] = − (−660,025 + 637,874). Vy I 2 = 22,151 eV . * B 2+ − e B 3+ ; I 3 ( vy k = 3); I 3 = - [E B 2+ − E B 3+] = − (−637,874 + 600,848). Vy I 3 = 37,026 eV . * B 3+ − e B 4+ ; I 4 ( vy k = 4); I 4 = - [E B 3+ − E B 4+] = − (−600,848 + 340,000). Vy I 4 = 260,848 eV . * B 4+ − e B 5+ ; I 4 ( vy k = 5); I 5 = - [E B 4+ − E B 5+] = − (−340,000 + 0,000). Vy I 5 = 340,000 eV . b) T kt qu trên, ta thy có quy lut liên h các tr nng lng ion hoá ca Bo nh sau I 1 < I 2 < I 3 < I 4 < I 5 (4). Gii thích: Khi vi ht M (k – 1)+ mt thêm 1 e to thành M k+ có s n v in tích k+ ln hn (k – 1) nên lc hút tác dng lên e tip theo trong vi ht M k+ mnh hn so vi trong M (k – 1)+ . Do ó phi tn nng lng ln hn  tách 1e tip theo khi M k+ ; ngha là I ( k – 1) < I k nh ã c ch ra trong (4) trên ây. 2. a) Xét du ca nhit phn ng H = ν i E i - ν j E j i j Trong ó i, j là liên kt th i, th j  cht tham gia, cht to thành tng ng ca phn ng c xét; E i ; E j là nng lng ca liên kt th i, th j ó. b) Xét c th vi nit : Phn ng 4 N N 4 (1) Có ∆ H 1 = 4 E N - E N4 = 0,0 - 6 × 163 ; vy ∆ H 1 = - 978 kJ . Phn ng 4 N 2 N 2 (2) Có ∆ H 2 = 4 E N - 2 E N2 = 0,0 - 2 × 945 ; vy ∆ H 2 = - 1890 kJ . Ta thây ∆ H 2 < ∆ H 1 . Vy phn ng 4 N 2 N 2 xy ra thun li hn phn ng 4 N N 4 . ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2004 (Bảng B): 1. Ion nào trong các ion sau ây có bán kính nh nht? Hãy gii thích. Li + , Na + , K + , Be 2+ , Mg 2+ . 2. St monoxit FeO có cu trúc mng tinh th lp phng tâm din (mt) kiu NaCl vi thông s mng a = 0,430 nm. Hãy tính khi lng riêng ca tinh th st monoxit ó. BÀI GIẢI: 1. Li + Be 2+ Na + Mg 2+ Tng r K + Gim r Be 2+ và Li + ng electron vi nhau nhng Be 2+ có in tích ht nhân nhiu hn nên phi có bán kính nh hn. Vy Be 2+ có bán kính nh nht 2. i vi tinh th lp phng tâm din (mt), mi ô mng c s có s n v cu trúc là 46 2 1 8 8 1 =+ xx . Vy khi lng riêng ca tinh th ó là: () )cm/g(91,5 10.022,6.10.432,0 )168,55(4 d 3 23 3 7 = + = − ĐỀ THI CHỌN HỌC SINH GIỎI QUỐC GIA VIỆT NAM NĂM 2005 (Bảng A): Các vi ht có cu hình electron phân lp ngoài cùng: 3s 1 , 3s 2 , 3p 3 , 3p 6 là nguyên t hay ion? Ti sao? Hãy dn ra mt phn ng hoá hc (nu có)  minh ha tính cht hóa hc c trng ca mi vi ht. Cho biết: Các vi ht này là ion hoc nguyên t ca nguyên t thuc nhóm A và nhóm VIII(0). ∑ ∑ [...]... đến 1185K, sắt có cấu tạo tinh thể dạng lập phương tâm khối (bcc) quen gọi là sắt-? Từ 1185K đến 1667K sắt kim loại có cấu tạo mạng lập phương tâm diện (fcc) và được gọi là sắt-? Trên 1167K và cho tới điểm nóng chảy sắt chuyển về dạng cấu tạo lập phương tâm khối (bcc) tương tự sắt-? Cấu trúc sau cùng (pha cuối) còn được gọi là sắt-? 1) Cho biết khối lượng riêng của sắt kim loại nguyên chất là 7,874g.cm-3... được làm lạnh qúa nhanh (đột ngột) thì các nguyên tử cacbon được phân tán trong mạng sắt-? Chất rắn mới này - được gọi là martensite - rất cứng và giòn Dù hơi bị biến dạng, cấu tạo tinh thể của chất rắn này là giống như cấu tạo tinh thể của sắt-? (bcc) 2) Giả thiết rằng các nguyên tử cacbon được phân bố đều trong cấu trúc của sắt a) Ước tính hàm lượng nguyên tử cacbon trong một tế bào đơn vị (ô mạng cơ... nguyên tố Z trong bảng tuần hoàn) là thích hợp nhất để cũng tạo được một di-cation bền vững với He? Nguyên tố nào ngay sát nguyên tố Z là khó có thể tạo được di-cation như trên? BÀI GIẢI: a) Xe F F F Xe F F F XeF2 có 5 đôi electron trên Xe, vậy cấu tạo sẽ dựa trên cấu hình electron lưỡng tháp tam giác Trong 3 khả năng sau: F F Xe F F Xe F Xe F cấu tạo thẳng hàng làm giảm đến tối thiểu lực đẩy giữa các cặp... hơn những đôi electron tham gia liên kết trong liên kết Xe-F) và do vậy dạng hình học tuyến tính (thẳng) được ưu đãi hơn XeF4 có 6 đôi electron trên Xe, nên cấu tạo dựa trên cấu hình tám mặt (bát diện) Trong hai khả năng F F F Xe F F F Xe F F Cấu tạo phẳng làm giảm tối đa lực đẩy giữa các đôi electron không liên kết và được ưu tiên hơn b) F luôn có số oxy hóa là -1 Vì vậy các số oxy hóa tương ứng của... chiếm 6,02214.1023 nguyên tử V1 = 7,093.2/(6,02214.1023) = 2,356.10-23cm3 mỗi đơn vị ô mạng 3 d1 = V11/3 = 2,867.10-8 cm Với cấu tạo bcc, gía trị của d1 có thể được biểu thị là: d1 = (16r2/3)1/2 Vậy gía trị của r sẽ là: r = (3d12/16)1/2 = 1,241.10-8cm 5 Ở 1250K, trong cấu tạo fcc, d2 = (16r2/2)1/2 = 3,511.10-8cm 6 V2 = d23 = 4,327.10-23cm3 7 Khối lượng m của 4 nguyên tử sắt trong ô mạng đơn vị fcc... [ρ(martensite có 4,3%C)] từ tổng khối lượng của C và Fe và thể tích V1 của ô mạng đơn vị sắt - α cấu tạo bcc 4)Chi tiết: 1 Trong 100,0g martensite có 4,3%C ⇒ nC = 0,36mol và nFe = 1,71mol Vậy cứ 1 nguyên tử cacbon có 4,8 nguyên tử sắt hay 0,21 nguyên tử cacbon cho mỗi nguyên tử sắt 2 Martensite có cấu tạo tinh thể bcc (2 nguyên tử sắt cho mỗi ô mạng đơn vị) Như vậy số nguyên tử cacbon trong mỗi ô mạng... thức trên đã thay đổi, hầu hết các sách giáo khoa hóa học đã mô tả một số hợp chất có chứa krypton và xenon đã cô lập được a) Dùng thuyết liên kết hóa trị (VB), dự đoán hình học phân tử có thể có của XeF2 v à XeF4 b) Số oxy hóa của Xe trong mỗi hợp chất trên là bao nhiêu? Ta dự đoán chúng phản ứng như một chất oxy hóa hay chất khử? c) Heli được biết như là một nguyên tố trơ nhất trong mọi nguyên tố;...BÀI GIẢI: Cấu hình electron của các lớp trong của các vi hạt là 1s22s22p6, ứng với cấu hình của [Ne] 1 Cấu hình [Ne] 3s1 chỉ có thể ứng với nguyên tử Na (Z = 11), không thể ứng với ion Na là kim loại điển hình, có tính khử rất mạnh Thí dụ: Na tự bốc cháy trong H2O ở nhiệt độ thường 2 Na + 2 H2O → 2 NaOH + H2 2 Cấu hình [Ne] 3s2 ứng với nguyên tử Mg (Z = 12), không... CO2 2 Mg + O2 2 MgO 3 Cấu hình [Ne] 3s23p3 ứng với nguyên tử P (Z = 15), không thể ứng với ion P là phi kim hoạt động P cháy mạnh trong oxi 4 P + 5 O2 2 P2O5 4 Cấu hình [Ne] 3s23p6: a) Trường hợp vi hạt có Z = 18 Đây là Ar, một khí trơ b) Vi hạt có Z < 18 Đây là ion âm: Z = 17 Đây là Cl−, chất khử yếu Thí dô: 2 MnO4− + 16 H+ + 10 Cl− 2 Mn2+ + 8 H2O + 10 Cl2 Z = 16 Đây là S2−, chất khử tương đối mạnh... tỉ lệ fcc/bcc ta suy ra được tỉ lệ: ρbcc/ρfcc 8’ Từ gía trị cho trước ở bướ 7’ ta tính được ρfcc 2) Các chi tiết: 1 Ở 293K sắt - α có cấu trúc tinh thể bcc Mỗi ô mạng đơn vị thực sự chứa hai nguyên tử, trong đó một nguyên tử ở tâm của ô mạng Ở 1250K, sắt - γ có cấu tạo tinh thể fcc Mỗi ô mạng đơn vị thực sự chứa 4 nguyên tử và ở tâm của mỗi mặt có một nửa nguyên tử r: bán kính nguyên tử của sắt a: