Chương 2: Cấu tạo nguyên tử pps

1 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Chương 2 Chương 2 2 2.1.Thành phần cấu tạo nguyên tử 2.2.Phổ nguyên tử 2.3. Mô hình Thomson 2.4. Mô hình Rutherfor 2.5. Mô hình Borh 2.6. Mô hình AO (Atomic Obitan) Chương2-Cấu tạo nguyên tử 3  Vật chất = ∑ Phần tử rất nhỏ → Nguyên tử  Nguyên tử = Hạt nhân (Proton + Nơtron) + Điện tử  Tích điện (+) (0) (-) 2.1.Thành phần cấu tạo nguyên tử Tên Ký hiệu Khối lượng nghỉ Điện tích Kg U C Electron e 9.109x10 -31 5.486x10 -4 -1.602x10 -19 Proton P 1.673x10 -27 1.0073 +1.602x10 -19 Nơtron n 1.675x10 -27 1.0078 0 4 Quang phổ : 3 loại 2.2.Phổ nguyên tử 5 Phổ áng sáng 2.2.Phổ nguyên tử 6 Phổ các nguyên tố 2.2.Phổ nguyên tử 7 Phổ hydro : 3 vùng Vùng nhìn thấy : Balmer : 4 vạch Vùng tử ngoại : Lyman Vùng hồng ngoại : Paschen, Brackett & Pfund 2.2.Phổ nguyên tử HUI© 2006 General Chemistry: Slide 8 of 56 Mô hình nguyên tử 9  Thuyết cấu nguyên tử của Thompson 1903.  Theo Thompson: Nguyên tử là một qủa cầu bao gồm các điện tích dương phân bố đồng đều trong toàn thể tích & các electron có kích thước không đáng kể dao động xung quanh điện tích dương  Nhược điểm : Thuyết không giải thích được tại sao các điện tích âm và dương trong cùng thể tích nguyên tử lại không hút nhau để trung hoà về điện 2.2. Mô hình Thomson 10 1911, Rutherford đã đưa ra mẫu hành tinh nguyên tử đầu tiên: “Electron quay chung quanh hạt nhân nguyên tử giống như hành tinh quay xung quanh mặt trời”. Nhược điểm: Mẫu nguyên tử này là không giải thích được tính bền của nguyên tử. 2.3. Mô hình Rutherfor (1871-1937) [...]... electron tại một vị trí xác định 33 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Phương trình Schrodinger Hàm sóng Ψ phụ thuộc vào 3 số lượng tử, đặc trưng cho cấu trúc nguyên tử Số lượng tử chính: n Số lượng tử phụ: l 3 số lượng tử Số lượng tử từ: ml Mỗi hàm sóng Ψ nlm là một orbital nguyên tử 34 2.5.2.Ý nghĩa của các số lượng tử a Số lượng tử chính (n) n chỉ số lớp electron n 1 2 3 4 …… Lớp K L M N …… Chu... 24373,2 20 Màu tím 2.4 Mô hình Borh - 1913 Lý thuyết Bohr về nguyên tử hydro -Vùng hồng ngoại +Khi n1 = 3 & n2 = 4 Dãy Paschen +Khi n1 = 4 & n2 = 5 Dãy Bracket +Khi n1 = 5 & n2 = 6 Dãy Pfund 21 2.4 Mô hình Borh - 1913 Nhược điểm của mẫu nguyên tử Borh • • Không mô tả được nguyên tử nhiều electron Việc khảo sát electron trong nguyên tử như phần tử gián đoạn với vị trí & tốc độ xác định nghiêm ngặt Kết... 2.5.1.Các luận điểm của cơ học lượng tử 2.5.2.Ý nghĩa của các số lượng tư 2.5.3 Cấu hình electron trong nguyên tử 24 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử  Tính chất sóng-hạt của các hạt vi mô Tính chất sóng-hạt của ánh sáng Tính chất sóng Ánh sáng truyền đi không gian với vận tốc c, bước sóng λ tần số ν Khi đó: C c = λ ×ν → ν = λ (1) 25 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Tính chất hạt -Bản chất hạt... electron trong yếu tố 2 thể tích dV ( dV = 4πr dr ) 30 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Phương trình Schrodinger Hàm sóng -Miền không gian gần hạt nhân nguyên tử, trong đó xác suất có mặt electron khoảng 90% gọi là mây điện tử -Mỗi hàm ψ (x,y,z,t) là một orbital nguyên tự (AO) 31 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Phương trình Schrodinger Phương trình sóng Schrodinger mô tả chuyển động của electron... J 16 E = −13,6 1 eV n2 2.4 Mô hình Borh - 1913 Lý thuyết Bohr về nguyên tử hydro  Tính năng lượng của electron E = −1,36 1 eV n2 Khi n = 1 E = -13,6 eV Khi n = 2 E = -3,4 eV Khi n = 3 E = -1,5 eV Khi n = 4 E = -0,85 eV Khi n = 5 E = -0,54 eV 17 2.4 Mô hình Borh - 1913 Lý thuyết Bohr về nguyên tử hydro  Giải thích phổ vạch nguyên tử hydro • Trạng thái cơ bản : n = 1 & Năng lượng Eđ = min Trạng thái... động với tốc độ C sẽ tạo ra sóng λ 26 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Hệ thức De Broglie 1924, Louis De Broglie đưa ra giả thuyết: Hạt vi mô có khối lượng m & khi chuyển động với tốc độ V sẽ tạo ra sóng truyền đi với bước sóng λ Hạt vĩ mô : m lớn λ rất nhỏ h λ= mV Không có t/c sóng λ lớn Hạt vi mô (electron) : m rất nhỏ 27 Có t/c sóng 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Nguyên lý bất định của... 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Nguyên lý bất định của Heisenberg Ví dụ Electron m= 9,1.10-31kg, chuyển động với độ chính xác ∆vx = 1m/s thì độ bất định về vị trí (∆x ) sẽ là: h 6,63.10 − 34 ∆x ≥ = = 0,17.10 − 3 m 2πm.∆v 2 × 3,14 × 9,1.10 − 31 × 1 Sai số xác định vị trí (∆x ) là quá lớn so với kích thước bản thân nguyên tử Electron rơi ra ngoài trường hạt nhân của ng .tử Tổng quát :khi biết chính... Borh - 1913 Lý thuyết Bohr về nguyên tử hydro  Tính bán kính quỹ đạo bền & tốc độ c.động của electron  Momen động lượng m, V-k.lượng & t.độ của electron h (1) r-bán kính quỹ đạo mυr = n 2π n = 1, 2, 3,….h-hằng số Planck  Lực tác dụng ze 2 Lực hút của hạt nhân 4πε o r 2 mυ 2 Lực ly tâm r 13 mυ r 2 = ze 2 4πε o r 2 (2) 2.4 Mô hình Borh - 1913 Lý thuyết Bohr về nguyên tử hydro  Tính bán kính quỹ đạo... εo-hằng số điện môi của chân không 35 2.5.2.Ý nghĩa của các số lượng tử a Số lượng tử chính (n) Xác định năng lượng của electron E = −2.18 × 10 −18 z2 z2 ( J ) = −13,6 ⋅ 2 (eV ) 2 n n Trạng thái kích thích: không bền ∆E = En* − En = hν = h c λ 1eV = 1,602 × 10 −19 J Giải phóng năng lượng n* > n  z2 z2  E = 13,6 2 − *2 (eV ) n n  Nguyên tử nhiều electron n-chỉ mức năng lượng trung bình của các electron...  2 + 2 + 2 8π m  ∂x ∂y ∂z ∂2 ∂2 ∂2 ∆= 2+ 2+ 2 ∂x ∂y ∂z h2 H = − 2 ∆ +U h : hằng8π m số Plank   + Uψ = Eψ  là toán tử Laplace là toán tử Hamilton U: thế năng E : năng lượng tòan phần 32 Viết gọn: HΨ = EΨ m-khối lượng hạt x, y, z : tọa 2.5.1.Luận điểm của cơ học lượng tử Phương trình Schrodinger Giải phương trình Schrodinger để tìm ra hàm ψ và năng lượng E  xác định trạng thái của hạt vi . 1 CHƯƠNG 2 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Chương 2 Chương 2 2 2.1.Thành phần cấu tạo nguyên tử 2.2.Phổ nguyên tử 2.3. Mô hình Thomson 2.4. Mô hình Rutherfor 2.5 Obitan) Chương2 -Cấu tạo nguyên tử 3  Vật chất = ∑ Phần tử rất nhỏ → Nguyên tử  Nguyên tử = Hạt nhân (Proton + Nơtron) + Điện tử  Tích điện (+) (0) (-) 2.1.Thành phần cấu tạo nguyên tử Tên. Brackett & Pfund 2.2.Phổ nguyên tử HUI© 2006 General Chemistry: Slide 8 of 56 Mô hình nguyên tử 9  Thuyết cấu nguyên tử của Thompson 1903.  Theo Thompson: Nguyên tử là một qủa cầu bao gồm