HCMUT CNCP HCMUT CNCP LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG NGUYỄN QUỐC VƯƠNG XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG 1 Cấu Tạo Nguyên Tử 1 Sự hình thành nguyên tử Một nguyên tử X bao gổm hạt nhân và các[.]
LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Cấu Tạo Nguyên Tử Sự hình thành nguyên tử Một nguyên tử X bao gổm hạt nhân electron xung quang Trong dó - Hạt nhận gồm proton neutron Ở trạng thái bình thương số proton (+) Số electon (-) Nguyên lý bất định heisenberg: Không thể xác định đồng thời cách xác vị trí , hướng chuyển động tốc độ hạt vi mô (electron) Theo quan niệm học lượng tử electron có tính chất hạt tính chất sóng với phương trình sóng là: 𝜕 𝜓 𝜕 𝜓 𝜕 𝜓 8𝜋 𝑚 (𝐸 − 𝑉 )𝜓 = + + + 𝜕2𝑥 𝜕2𝑦 𝜕2𝑧 ℎ2 Tromg đó: + 𝜓: Hàm số sóng với biên độ chiều + h: Hằng số Blank + V: Thế năng, E: Năng lượng toàn phần hạt + x,y,z: Tọa độ hạt Đám mây electron (OA) đặc trưng của OA Khái niệm: Đám mây electron vùng khơng gian gần hạt nhân xác suất có mặt electron ≥ 90% XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP NGUYỄN QUỐC VƯƠNG 2.1 Các số lượng tử a/ Số lượng tử n Giá trị n … Lớp K L M N O P Q … Ý nghĩa: Xác định kích thước OA (đám mây e): n tăng kích thước lớn Xác định lượng OA: n tăng lượng lớn Các OA hay electron có số n gọi OA lớp hay e lớp - b/ Số lượng tử phụ l Giá trị số lượng tử l OA phụ thuộc vào số lượng tử n OA Tổng quát OA thuộc lớp n giá trị l từ đến n-1 l Phân lớp s p d f g Ví dụ: OA thuộc lớp có giá trị l từ đến XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Ý nghĩa: - Nó cho biết hình dạng OA - Xác định lượng OA Cụ thể l tăng lượng OA lớn Nhận xét: Năng lượng OA electron phụ thuộc vào số lượng tử n l Xác định kí hiệu phân lớp sau khơng tồn tại: 1p, 2s, 3p, 3f, 4g, 5f? Tổng quát (với m lớp): -Tại phân lớp ms có OA: Tại phân lớp mp có OA: Tại phân lớp md có OA: Tại phân lớp mf có 7OA: c/ Số lượng tử 𝑚𝑙 Giá trị số lượng tử 𝑚𝑙 OA phụ thuộc vào số lượng phụ l OA Tổng quát OA có số lượng tử phụ l 𝑚𝑙 có giá trị từ -l đến +l Ví dụ: OA có l = giá trị 𝑚𝑙 OA nhận từ -2 đến Ý nghĩa: Xác định định hướng OA khơng gian XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHĨA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Cần nhớ, phân lớp có tối đa (2l+1) số OA lớp n, có số OA tối đa 𝑛2 1)OA nhóm s 2)OA nhóm p 3)OA nhóm d Lưu ý, định hướng 𝑝𝑧 𝑑𝑧 tương ứng với 𝑚𝑙 = Cịn tất trường hợp cịn lại khơng quy định Nhận xét: Với bô số lượng tử n, l, 𝑚𝑙 ta xác định OA Xác định OA có n=3, l=2, ml = -1, quy định ml từ -l đến +l? Xác định số OA có tương ứng với kí hiệu: 3𝑝𝑥 , 5𝑠, 6𝑑𝑥2 −𝑦 , 𝑛 = 4, 3𝑓 c/ Số lượng tử spin 𝑚𝑠 1 2 Xác định chiều quay electron có giá trị − + Quy ước - Mỗi ô vuông OA chứa tối đa 2e 𝑚𝑠 = + electron quay theo chiều kim đồng hồ Khi biễu diện vng - lượng có mũi tên hướng lên 𝑚𝑠 = − electron quay theo ngược kim đồng hồ Khi biễu diện ô vuông 2 lượng có mũi tên hướng xuống XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Nhận xét: Trạng thái electron xác định số lượng tử n, l, 𝑚𝑙 , 𝑚𝑠 Ngoài ra: Một phân lớp có tối đa (2l+1) số OA 2(2l+1) số electron Ví dụ: Phân lớp s (1OA): Có tối đa electron Phân lớp p (1OA): Có tối đa electron Phân lớp d (1OA): Có tối đa 10 electron Phân lớp f (1OA): Có tối đa 14 electron Trong lớp n, có số OA tối đa 𝑛2 , số electron tối đa 2𝑛2 Ví dụ lớp số OA tối đa lớp 25 Ví dụ:Cho cấu hình e Photo (Z=15) sau 1𝑠 2𝑠 2𝑝6 3𝑠 3𝑝5 Hãy vẽ tất OA P Cấu hình electron nguyên tử nhiều electron 3.1 Nguyên lý bền vững Trong nguyên tử, điện tử phân bô vào OA nguyên tử cho tổng lượng nguyên tử thấp Lưu ý, nguyên tử xếp cho tổng lượng thấp gọi trạng thái bản, trạng thái có tổng lượng cao gọi trạng thái kích thích 3.2 Quy tắc Klechcowski Trong nguyên tử nhiều electron, trật tự điền electron theo thứ tự tư dần (n+l) Nếu phân lớp có n+l xếp dựa vào n tăng dần Học thuộc: 1𝑠 2𝑠 2𝑝 3𝑠3𝑝 4𝑠 3𝑑 4𝑝 5𝑠 4𝑑 5𝑝6𝑠 𝑓5 𝑑6 𝑝7 𝑠5𝑓 6𝑑 3.3 Nguyên lý ngoại trừ Pauli: Khơng thể tồn electron có đặc trưng số lượng tử Một AO chứa tối đa electron có spin ngược dấu Một phân lớp có tối đa (2l+1) số OA 2(2l+1) số electron Ví dụ: - Phân lớp s (1OA): Có tối đa electron Phân lớp p (1OA): Có tối đa electron Phân lớp d (1OA): Có tối đa 10 electron XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG NGUYỄN QUỐC VƯƠNG - Phân lớp f (1OA): Có tối đa 14 electron Trong lớp n, có số OA tối đa 𝑛2 , số electron tối đa 2𝑛2 Ví dụ lớp số OA tối đa lớp 25 Một số quy ước - Các AO biểu diễn ô lượng tử Mũi tên hướng lên electron có 𝑚𝑠 = + ngược lại - Quy ước giá trị ml từ -l đến +l hay +l đến -l tùy vào yêu cầu đề Hai electron ô lượng tử (OA) gọi cặp e ghép đôi Nếu ô lượng tử có e người ta gọi e độc thân Nguyên tư hay Ion có e độc thân có tính thuận từ ngược lại 3.4 Quy ước Hund Các electron có khuynh hướng phân bố vào ô lượng tử cho tổng spin cực đại (số electron độc thân lớn nhất) Vậy phân lớp ta điền mũi tên lên trước Ví dụ: Vẽ lượng tử 3𝑝5 , 6𝑓 xác định số lượng tử electron cuối ? 3.5 Thực hành viết cấu hình e nguyên tử Những nguyên tử, Ion có số electron 2𝑛2 gọi đạt cấu hình lớp bão hịa Những nguyên tử, Ion có phân lớp cuối 𝑠 , 𝑝6 , 𝑑10 , 𝑓 14 gọi đạt cấu hình phân lớp bão hịa Đặc biệt, nguyên tử 𝐶𝑟(3𝑑 4𝑠1 ) với Z=24; Mo(4𝑑 5𝑠1 ) với Z=42 ; 𝐶𝑢 (3𝑑10 4𝑠1 ) 𝑣ớ𝑖 𝑍 = 29, 𝐴𝑔(4𝑑10 5𝑠1 ) với Z = 47 Viết cấu hình e nguyên tử X (z=34), xác định số electron độc thân X thuận từ nghịch từ? 3.6 Cấu hình electron Ion Đối với cation (Ion âm), tính lại số lượng electron Ion sau viết cấu hình electron nguyên tử theo quy tắc bình thường Đối với anion, viết cấu hình e nguyên tử bình thường, sau xếp lại theo thứ tự theo số lớp tăng dần Sau thực bỏ bớt số electron từ OA có n l lớn Ví dụ: viết cấu hình e 𝐶𝑙1− (𝑍 = 17), 𝐶𝑢2+ XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG NGUYỄN QUỐC VƯƠNG Lớp cùng, phân lớp cuối cùng, electron cuối Lớp ứng với n lớn cấu hình e ta nói lớp Phân lớp ứng với mức lượng cao theo quy tắc Klechcowski gọi phân lớp cuối Ví dụ: Xác định số lượng tử e lớp phân lớp cuối Cu (Z=24) Electron hóa trị Là electron có khả thực liên kết hóa học, chúng thường thuộc lớp phân lớp thực xây dựng lớp vỏ điện tử Electron hóa trị thường 𝑛𝑠, 𝑛𝑝, (𝑛 − 1)𝑑, (𝑛 − 2)𝑓 Đối với ngun tử, Ion có electron Ví dụ: 𝐻, ℎ𝑒 + , 𝐿𝑖 2+ Mọi tính chất giống với nguyên tử nhiều electron khác quy tắc Klechcowski Cụ thể lượng OA nguyên tử e phụ thuộc vào n, OA lớp có phân lớp 1𝑠 < 2𝑠 = 2𝑝 < 3𝑠 = 3𝑝 = 3𝑠 < ⋯ … XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG HCMUT CNCP LỚP HÓA ĐẠI CƯƠNG XEM TÀI LIỆU TẠI BACHKHOACNCP.COM NGUYỄN QUỐC VƯƠNG KHÓA HỌC HÓA ĐẠI CƯƠNG