Kiến thức - Nguyên tắc xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn - Cấu tạo bảng tuần hoàn: ô nguyên tố, chu kì, nhóm - Mối quan hệ giữa cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hoá học với v
Trang 1CHƯƠNG VI: ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
8 (4 lí thuyết, 4 bài tập)
Ngày soạn: 24/10/2010
Ngày giảng: 29/11/2010 - 3/12/2010
I Mục tiêu bài giảng
Sau khi học xong chương này SV cần nắm được:
1 Kiến thức
- Nguyên tắc xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn
- Cấu tạo bảng tuần hoàn: ô nguyên tố, chu kì, nhóm
- Mối quan hệ giữa cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hoá học với vị trí của chúng trong bảng HTTH
- Quy luật biến đổi tính chất các nguyên tố và hợp chất của theo chu kì, nhóm
- Các vấn đề về phản ứng hạt nhân: phóng xạ tự nhiên, nhân tạo , bài toán năng lượng hạt nhân, động học của phản ứng phóng xạ …
2 Kĩ năng
- Từ cấu tạo nguyên tử biết vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn và ngược lại từ vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn cho suy ra cấu tạo và tính chất của nguyên tố đó
- So sánh tính chất của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận
- Tính được chu kì bán huỷ, sự chuyển dời trong phóng xạ…
3 Thái độ tình cảm
- Tin tưởng vào khoa học, chân lí khoa học
- Tinh thần làm việcnghiêm túc, sáng tạo
- Đức tính cần cù, tỉ mỉ, chịu khó
- Lòng ham mê khoa học, yêu thích bộ môn hoá học
II Chuẩn bị
- GV: Giáo án, giáo trình, bảng HTTH
- SV: bài chuẩn bị, giáo trình
III Phương pháp giảng dạy
- Phương pháp dạy học nêu vấn đề
- Phương pháp đàm thoại gợi mở
- Phương pháp thuyết trình, kèm theo giải thích minh hoạ
Trang 2- Phương pháp luyện tập
IV Nội dung giảng dạy
Hoạt động của GV và SV Nội dung bài dạy
- Menđeleep phát biểu: tính chất
của các nguyên tố cũng như tính
chất của các đơn chất và hợp
chất tạo nên từ các nguyên tố đó
phụ thuộc tuần hoàn vào trọng
lượng nguyên tử của chúng
- Nội dung của định luật tuần
hoàn?
GV: ý nghĩa định luật này?
Định luật tuần hoàn có quan hệ
mật thiết với lí thuyết về cấu tạo
nguyên tử, phân tử và là một
trong các cơ sở để xây dựng và
phát triển lí thuyết Trái lại sự
phát triển của lí thuyết về cấu
tạo nguyên tử giúp hiểu đúng
bản chát định luật tuần hoàn, là
dựa vào số đơn vị điện tích
dương hạt nhân chứ không phải
vào khối lượng nguyên tử
Viết cấu hình các nguyên tố
Z=1,2,3,…11, 19,
? Nguyên tắc sắp xếp các
nguyên tố trong bảng HTTH
Bài 1: ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
I Nội dung
Tính chất các đơn chất, thành phần và tính chât các hợp chất của các nguyên tố hoá học đều biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của số đơn vị điện tích hạt nhân Z của các nguyên tố
II Ý nghĩa định luật tuần hoàn
- Tìm ra nguyên nhân của hiện tượng biến đổi tuần hoàn tính chất các nguyên tố
- Giải thích sự phụ thuộc tuần hoàn với các tính chất khác nhau của các nguyên tố và hợp chất của chúng
- Khám phá ra những tính chất mới biến đổi tuần hoàn
- Hoàn chỉnh bảng HTTH và làm cho nó phù hợp với những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực cấu tạo chất
Bài 2: BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
HÓA HỌC
I Nguyên tắc sắp xếp
- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử
- Các nguyên tố có cùng số lớp e trong nguyên tử được xếp thành một hàng
Trang 3? Nêu cấu tạo bảng HTTH
? ô nguyên tố cho biết những gì
- Chu kì? Số nguyên tố trong
mỗi chu kì?
- Nguyên tố Fe ở chu kì mấy?
- Có mấy loại chu kì?
- Nhóm nguyên tố là gì?
- Nhóm nguyên tố có mấy loại?
- Các nguyên tố có cùng số e hoá trị trong nguyên tử được xếp thành một cột
II Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn
1 Ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ô của bảng gọi là ô nguyên tố Số thứ tự của ô đúng bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó
- STT, kí hiệu và tên nguyên tố, khối lượng nguyên tử trung bình, số e lớp vỏ, có độ âm điện, R Ngoài ra màu ô, màu chữ và một số kí hiệu khác dùng để chỉ rõ hơn về đặc điểm và tính chất của các nguyên tố
2 Chu kì
- Là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp e và bằng số thứ tự của chu kì
- Có 2 chu kì: 1-7 CK1: 2
CK2, 3: 8 CK4, 5: 18 CK6: 32 CK7: chưa đầy đủ
- Đầu chu kì là một nguyên tố kim loại điển hình, cuối chu kì là một phi kim điển hình, kết thúc là một khí trơ
- Phân loại chu kì:
Chu kì nhỏ: 1, 2, 3 Chu kì lớn: 4, 5, 6, 7
3 Nhóm
- Là tập hợp các nguyên tử có cấu hình e tương tự nhau,
do đó tính chất tương tự nhau và được xếp thành một cột
- Nguyên tử các nguyên tố cùng một nhóm có cùng số e hoá trị và bằng số thứ tự của nhóm
Trang 4- Xác định vị trí nguyên tố sau
trong bảng HTTH: 29A, 20M, 27X,
10Y?
- Có những dạng bảng HTTH
nào?
- Nêu cấu tạo dạng bảng này?
Số hàng ngang, cột dọc?
- Nêu cấu tạo dạng bảng này?
Số hàng ngang, cột dọc?
- Nhóm chia ra 2 loại: nhóm A và nhóm B + Nhóm A: các nguyên tố s, p ( phân nhóm chính) + Nhóm B: các nguyên tố d, f (phân nhóm phụ)
- Bảng HTTH có 8 nhóm, từ 1- 8
4 Phần ngoài bảng
- Gồm 2 họ nguyên tố là Lantan và Actini
III Các dạng bảng HTTH
Có 5 dạng chính:
- Dạng ngắn (kiểu ô cờ)
- Dạng dài (kiểu ô cờ)
- Dạng bậc thang
- Dạng vòng xoè
- Dạng xoáy ốc
1 Dạng ngắn (kiểu ô cờ)
- Chia thành 7 chu kì và 10 hàng ngang, mỗi chu kì lớn chia thành 2 hàng
- Toàn bảng chia thành 8 nhóm Trong mỗi nhóm chia thành phân nhóm chính và phân nhóm phụ, mỗi phân nhóm được xếp lệch về một phía
- Các nguyên tố họ lantan và họ actini được đưa ra ngoài bảng chung và xếp xuống phần dưới của bảng
2 Dạng dài ( kiểu ô cờ)
- Có dạng chu kì dài 18 ô và chu kì dài 32 ô
* Chu kì dài 18 ô
- Các chu kì nhỏ và lớn đều xếp thành một hàng, 14 nguyên tố họ f của chu kì 6, 7 được xếp riêng thành 2 hàng riêng dưới bảng
- Toàn bảng gồm 7 hàng
- Các nhóm được đánh số như sau:
+ Các nguyên tố họ s, p được chỉ bằng số la mã có kèm theo chữ A
Trang 5- Họ nguyên tố là gì?
- Họ nguyên tố s là gì? Cho ví
dụ?
- Họ nguyên tố p là gì? Cho ví
dụ?
- Họ nguyên tố d là gì? Cho ví
dụ?
- Họ nguyên tố f là gì? Cho ví
dụ?
- Các tính chất biến đổi tuần
hoàn?
- Cho biết đặc trưng của tính
kim loại, phi kim?
- Nêu quy luật biến thiên của
tính kim loai, phi kim trong một
+ Bộ 3 nguyên tố : Fe, Co, Ni; Ru, Rh, Pd; Os, Ir, Pt; được xếp vào nhóm VIIIB, còn các khí trơ xếp vào nhóm VIIIA
+ Số nhóm ứng với số e hoá trị của các nguyên tố trong nhóm
IV Các họ nguyên tố
- Electron cuối cùng của nguyên tố điền vào phân lớp nào (s,p, d, f) thì được gọi là nguyên tố họ đó (s, p, d, f)
a Họ s
- Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp s
b Họ p
- Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp p
c Họ d
- Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp d
d Họ f
- Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng điền vào phân lớp f
- Nguyên tố họ lantan và actini, các nguyên tử này có cấu hình e (n-2)f1->14(n-1)d1 hoặc 0ns2
Bài 3: MỘT SỐ QUY LUẬT LIÊN HỆ GIỮA TÍNH
CHẤT VỚI VỊ TRÍ NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG MENĐÊLÊEP
I Tính kim loại, phi kim
- Tính kim loại : những nguyên tố mà nguyên tử có xu hướng nhường e tạo thành ion dương
- Tính phi kim: những nguyên tố mà nguyên tử có xu hướng nhận e tạo thành ion âm
Trang 6chu kì, nhóm?
- Giải thích nguyên nhân sự biến
đổi?
- Sự biến đổi hoá trị các nguyên
tố trong một chu kì, nhóm?
VD: Oxit cao nhất của một
nguyên tố là RO3, trong hợp
chất của nó với hiđro có 5,88%
hiđro về khối lượng Xác định
nguyên tố đó?
- Mỗi nhóm làm một bảng : tính
axit- bazơ của oxit và hiđroxit
tương ứng của các nguyên tố
chu kì 2, 3
- Từ bảng rút ra quy luật biến
đổi của các oxit và hiđroxit?
- Bán kính cộng hoá trị?
- Quy luật biến đổi của bán kính
cộng hoá trị trong một chu kì,
phân nhóm?
- Giải thích ?
Sự biến thiên tính chất:
- Trong một chu kì: Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính kim loại giảm dần tính phi kim tăng dần
- Trong một phân nhóm chính: Tính kim loại tăng, tính phi kim giảm
II Sự biến đổi về hoá trị của các nguyên tố
- Trong một chu kì đi từ trái sang phải, hoá trị cao nhất của các nguyên tố với oxi tăng lần lượt từ 1 đến 7, còn hoá trị với hiđro của các phi kim giảm từ 4 đến 1
III Sự biến đổi tính axit- bazơ của oxit và hiđroxit
- Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng giảm dần, đồng thời tính axit của chúng tăng dần
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng tăng dần, đồng thời tính axit của chúng giảm dần
IV Bán kính cộng hoá trị
- Bán kính cộng hoá trị của một nguyên tử bằng nửa
độ dài khoảng cách giữa hai hạt nhân trong phân tử hai nguyên tử của cùng một nguyên tố
- Trong một chu kì bán kính cộng hoá trị của nguyên tử giảm
- Trong một phân nhóm chính bán kính cộng hoá trị của nguyên tử tăng
V Độ âm điện ( học chương sau)
VI Năng lượng ion hoá (học chương sau)
Trang 7GV: Cấu tạo hạt nhân nguyên
tử?
GV: Kí hiệu nguyên tố hoá học?
GV: Định nghĩa đồng vị? Cho ví
dụ?
Bài 4: HÓA HỌC HẠT NHÂN
I Các vấn đề hạt nhân nguyên tử
1 Cấu tạo hạt nhân nguyên tử
- Hạt nhân nguyên tử gồm proton và notron (hay còn gọi chung là các nucleon)
- Số đơn vị địên tích dương của một hạt nhân được kí hiệu là Z : Z = số p (P)
2 Số khối, kí hiệu nguyên tố
- Số khối của một nguyên tử bằng tổng số hạt proton và
zX
3 Đồng vị
- Là các nguyên tử của cùng một nguyên tố mà hạt nhân có cùng số proton khác nhau số notron
4 Bán kính nguyên tử
R= (0,7+ A1/3).1,2.10-13 cm (A>1) Trong đó A là số khối của nguyên tử
5 Độ hụt khối Năng lượng liên kết hạt nhân
- Khối lượng 1 proton là mp, 1 nơtron là mn
- Một hạt nhân có Z hạt proton, n hạt nơtron Khối
- Thực nghiệm cho biết khối lượng của hạt nhân đó, kí
- So sánh hai khối lượng đo được của một hạt nhân luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nucleon của chính hạt nhân đó
∆m = Zmp – Nmn – ZmA
∆m: độ hụt khối
Sự hình thành hạt nhân mới từ các nucleon là một quá trình giải phóng năng lượng
∆E = c2 ∆m
Trang 8GV: Tính phóng xạ tự nhiên?
GV: Nêu thành phần tia phóng
xạ? Và đặc điểm của các tia
này?
GV: Nhận xét gì khi ta thêm hay
bớt một e của một nguyên tố?
- Khi xét cấu tạo e của nguyên
tử, ta thấy: khi điền thêm 1e thì
xuất hiện một nguyên tố mới
- Sự chuyển dời trong phóng xạ
tự nhiên?
Ví dụ: tìm các nguyên tố
sự ổn định của hạt nhân còn được gọi là năng lượng liên kết hạt nhân
Với hạt nhân có A nucleon, năng lượng liên kết hạt nhân ứng với 1 nucleon là:
A
E
E = ∆ δ
Đó là năng lượng liên kết hạt nhân riêng
II Sơ lược về sự phóng xạ hạt nhân
1 Tính phóng xạ tự nhiên
- Tính phóng xạ tự nhiên là khả năng của các chất chứa các nguyên tố xác định, không cần tác động bên ngoài,
tự phát ra bức xạ không nhìn thấy với thành phần phức tạp
2 Thành phần của tia phóng xạ
hạt α là hạt nhân 24He
- Các hạt tích điện âm (-) gọi là hạt βhay tia β , thực
chất đó là chùm e
- Các hạt trung hoà, hạt γ hay tia γ , thực chất nó là
dòng các hạt photon hay các lượng tử, cùng bản chất ánh sáng
3 Định luật chuyển dời
mới dịch hai ô về bên trái nguyên tố mẹ trong bảng Menđeleep
- Quá trình phóng xạ hạt phát ra tia β tạo ra nguyên tố
mới dịch một ô về bên phải nguyên tố mẹ, có cùng khối
số khối như nguyên tố mẹ
không có sự biến đổi nguyên tố mẹ về mặt hoá học
Trang 9437 4 0
→ +
Dựa vào biểu thức tính t1/2?
dùng trong nghiên cứu y học và
chữa bệnh bướu cổ Một mẫu
thử ban đầu có 1,00mg đồng vị
đó Sau 13,3 ngày lượng iot đó
còn lại là 0,32g mg Tìm chu kì
bán huỷ của I?
GV: Thế nào là phóng xạ nhân
tạo
GV: Thế nào là phản ứng hạt
nhân, sự khác nhau cơ bản giữa
phản ứng hoá học thông thường
và phản ứng hạt nhân
nhưng có sự thay đổi trạng thái năng lượng của hạt nhân
4 Định luật về sự phân rã phóng xạ
Phản ứng phóng xạ là phản ứng bậc nhất:
A -> sản phẩm
dt
dx
x a
a t
k
−
=1ln => (a-x) = a.e-kt
N
N t
k = λ =1ln o
N = No.e-kt = No.e- λt
Một đại lượng quan trọng đối với sự phân rã phóng
xạ là chu kì bán huỷ Thời gian để lượng ban đầu của chất phản ứng mất đi một nửa được gọi là chu kì bán huỷ
Kí hiệu : t1/2; t1/2 = 0,693/k
5 Phóng xạ nhân tạo
- Phóng xạ nhân tạo là hiện tượng dùng một loại hạt làm đạn bắn vào hạt nhân làm bia tạo ra hạt nhân mới cùng với tia phóng xạ
- Như vậy phóng xạ nhân tạo thường bao gồm quá trình
sơ cấp và quá trình thứ cấp, quá trình sơ cấp tạo ra nguyên tố mới kém bền, nó trở thành nguyên tố mẹ để tạo ra hiện tượng thứ cấp
III Phản ứng hạt nhân
1 Phản ứng hạt nhân
Là sự tương tác giữa hạt nhân nguyên tử với các hạt tạo
ra nguyên tố mới được gọi là phản ứng hạt nhân
2 Một số loại phản ứng hạt nhân
a Phản ứng phân hạch
- Hiện tượng khi bắn vào một hạt nào đó, hạt nhân bị
Trang 10GV: Phản ứng phân hạch và
phản ứng nhiệt hạch
- Phản ứng phân hạch hạt nhân có thể xảy ra theo kiểu dây chuyền
b Phản ứng nhiệt hạch
- Phản ứng từ các hạt nhân nhẹ tạo ra một hạt nhân mới nặng hơn là phản ứng nhiệt hạt nhân
- Các hạt nhân trước khi tham gia các phản ứng này phải được nung đến nhiệt độ rất cao
V Rút kinh nghiệm bài giảng:
