Chuong 2 hdc

10/10/2021 Chương CẤU TẠO NGUYÊN TỬ BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HỒN LIÊN KẾT HĨA HỌC 1 2.1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ amu (atomic mass unit) = (1/12) khối lượng nguyên tử carbon = đvC Đường kính hạt nhân khoảng 10-5 nm, nguyên tử khoảng 10-1 nm Nếu xây dựng mơ hình ngun tử với đường kính hạt nhân bóng đường kính nguyên tử khoảng 9,5 km Số proton hạt nhân gọi số hiệu nguyên tử (Z) https://byjus.com/chemistry/atomic-structure-discovery-of-subatomic-particles/ 2 10/10/2021 Tổng số electron = tổng số proton nguyên tử Số khối (mass number) đồng vị (isotope) Đồng vị tượng nguyên tử nguyên tố có số neutron khác Số khối (A): tổng số proton neutron A = Z + N Kí hiệu hạt nhân: 𝐸 Nguyên tử có cấu tạo nào? Các electron xếp nguyên tử? 3 2.1.1 Mô hình cấu tạo nguyên tử Joseph John Thompson Mây điện tích dương hình cầu Ngun tử gồm mây điện tích dương phân bố đồng tồn thể tích nguyên tử electron chuyển động mây điện tích dương Mơ hình đưa vào năm đầu kỷ 19 4 10/10/2021 2.1.2 Mơ hình cấu tạo ngun tử Rutherford Nếu ngun tử có mây điện tích dương dùng hạt tích điện dương bắn phá hạt tích điện dương nảy ngược trở lại Hạt α: 24He2+ 5 Hạt α: 24He2+ Nguyên tử bao gồm hạt nhân tích điện dương có kích thước nhỏ đặc nặng, electron chuyển động xung quanh hạt nhân quỹ đạo xác định có khoảng cách xa hạt nhân 6 10/10/2021 Hạn chế lớn mơ hình ngun tử Rutherford: - Khi chuyển động, electron lượng phát xạ điện từ (theo lý thuyết Maxwell), vậy, rơi vào nhân theo đường xốn ốc - Lý thuyết Rutherford khơng đề cập đến xếp electron quỹ đạo 7 Quang phổ nguyên tử Bước sóng ánh sáng tương ứng với vạch tính từ vị trí vạch 8 10/10/2021 Balmer Rydberg phát bước sóng vạch phổ nguyên tử H có liên hệ với theo biểu thức: = 𝑅( - ) R số Rydberg = 1,097.107 m-1 Các n số nguyên dương, n1 < n2 Tuy nhiên họ giải thích 9 Thuyết lượng tử Planck Năm 1900, Planck cho lượng xạ không liên tục mà chia nhỏ thành phần xác định gọi lượng tử (Quantum) : Năng lượng lượng tử: 𝐸 = ℎν = ℎ 𝑐 λ h: số planck = 6,626.10-34 J.s c: vận tốc xạ = 3.108 m/s 10 10 10/10/2021 2.1.3 Mơ hình cấu tạo ngun tử Bohr Bohr đưa mơ hình ngun tử H năm 1913 Ông cho rằng: - Electron chuyển động quanh hạt nhân quỹ đạo trịn có bán kính xác định gọi quỹ đạo bền, bán kính quỹ đạo tỷ lệ với n2 (n = 1, 2,3…là số lượng tử) - Khi nằm quỹ đạo bền electron không phát lượng - Năng lượng hấp thụ hay phát electron chuyển từ quỹ đạo sang quỹ đạo khác Khi electron nằm quỹ đạo n = ngun tử H có mức lượng thấp (trạng thái bản), electron nằm quỹ đạo n >1: trạng thái kích thích 11 11 Với mơ hình Bohr giải thích quang phổ nguyên tử hydro sử dụng thuyết lượng tử Planck Hạn chế mơ hình ngun tử Bohr: - Khơng giải thích quang phổ nguyên tử có nhiều electron - Cho electron nằm quỹ đạo biết nên mâu thuẩn với nguyên lí bất định Heisenberg Cần lí thuyết để mô tả cấu tạo nguyên tử 12 12 10/10/2021 Ứng dụng quang phổ nguyên tử: Phân tích nguyên tố Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) Atomic Emission Spectroscopy (AES) - Vị trí peak: định tính - Cường độ peak: định lượng 13 13 2.1.4 Tính chất sóng – hạt ánh sáng Ánh sáng có tính chất sóng: giao thoa, nhiễu xạ 14 14 10/10/2021 Sóng điện từ 15 15 Ánh sáng hạt: Hiện tượng quang điện 16 16 10/10/2021 Hiệu ứng quang điện giải thích Einstein: Thừa nhận thuyết lượng tử Planck: Ánh sáng tập hợp hạt, gọi photon 𝑐 Mỗi photon mang lượng tử lượng: 𝐸 = ℎν = ℎ λ Mỗi photon truyền lượng cho e va đập với bề mặt kim loại Năng lượng dùng để e khỏi kim loại cung cấp cho động ℎν = ℎν + 17 17 18 18 10/10/2021 2.1.5.Tính chất sóng – hạt hạt vi hạt Nếu ánh sáng thể tính chất hạt hạt tính chất sóng khơng? Năm 1924 de Broglie giả thuyết hạt có khối lượng nghỉ m, chuyển động với vận tốc v có bước sóng tương ứng: λ = h/mv Khối lượng vật lớn bước sóng nhỏ 19 19 VD 2.1 : Tính bước sóng (λ) của: a) electron có khối lượng 9,1.10-31 kg chuyển động với vận tốc 1,24.107 m/s; b) bóng chày có khối lượng 1,49 kg chuyển động với vận tốc 41,3 m/s h = 6,626.10-34 kg.m2/s λ = h/mv Bước sóng electron: 6,626.10-34/(9,1.10-31.1,24.107) = 0,587.10-10 m = 0,587 Ao Bước sóng electron: 6,626.10-34/(1,49.41,3) = 10-35 m 20 20 10