BÀI TIỂU LUẬN: BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG 1

Sự hình thành phân tử NO2 trước khi xen phủ với các đám mây hình tám nổi của nguyên tố oxi thì nguyên tố N trộn lẩn các orbital hóa trị 2s 2p của mình để tạo thành 4 orbital sp3 có mức năng lượng như nhau sau đó mới xen phủ với các đám mây hình thành tám nổi của nguyên tố oxi hơn nữa nguyên tử N còn 1e chưa tham gia liên kết nên nó đẩy liên kết NO và hình thành nên phân tử NO2.Sự hình thành phân tử SO2 : trước khi xen phủ với các đám mây hình tám nổi của nguyên tố oxi thì nguyên tố S trộn lẫn các orbital hóa trị 3s 3p của mình để tạo thành 4 orbital sp3 có mức năng lượng như nhau sau đó xen phủ với các đám mây hình cầu tám nổi của nguyên tố oxi hơn nữa nguyên tử S còn 1e chưa tham gia liên kết nên nó đẩy liên kết SO và hình thành nên phân tử SO2.

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐHKH HUẾ KHOA HÓA HỌC BÀI TIỂU LUẬN BÀI TẬP HÓA ĐẠI CƯƠNG Cán hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Trần Thái Hòa Đinh Văn Sao Lớp: Hóa K36 Huế, tháng 12 năm 2012 ******************************************* Chương CÁC MƠ HÌNH NGUN TỬ TRƯỚC CƠ HỌC LƯỢNG TỬ Bài PTPƯ: 2H2O dp 2H2 + O2 a Ở cực âm ta thu 1g H2 => mH = 0,5g Ở cực dương ta thu 7,936g O2 mO MO n = O = M H mH nH 7,936 0,5 = 15,872 lần Vậy nguyên tử Oxi có khối lượng gấp 15,872 lần khối lượng nguyên tử Hidro b Nếu chọn khối lượng nguyên tử H làm đơn vị nguyên tử khối O MO = 15,872 (đvH) c Nếu chọn khối lượng nguyên tử O làm đơn vị nguyên tử khối H MH = 0,063 (đvO) M 12C = 11,9059M H d Ta có 1dvC = MH = Vậy 11,9059 M 12C = = 0,99 12 12 1 = = 1, 01( dvC ) 1dvC 0,99 Bài Xác định số proton, notron, electron nguyên tử ion sau 40 20 Ca a P = 20 N = A – P = 40 – 20 = 20 e = P = 20 b 45 21 Sc P = 21 N = A – P = 45 – 21 = 24 e = P = 21 c 91 40 Zr P = 40 N = A – P = 91 - 40 = 41 e = P = 40 d 39 19 K+ P = 19 N = A – P = 39 – 19 = 20 e = P – = 18 e 65 30 Zn 2+ P = 30 N = A – P = 65 – 30 = 35 e = P – = 28 f 108 47 Ag + P = 47 N = A – P = 108 – 47 = 61 e = P – = 46 Bài3 Gọi x phần trăm M= Li => (100 – x) phần trăm % M Li + % M Li 3 100 Li x.6, 0152 + (100 − x ).7, 01600 = 6,941 100 = Giải x = 7,49% Vậy % Li = 7,49% % Li = 92,51% Bài4 Nguyên tử khối Brom M= % M 79 Br + % M 81Br 35 35 ∑ % Br = 50, 69%.78,9183 + 49,31%.80,9163 = 79,9035 50, 69 + 49,31 Bài5 63 65 Cu Gọi x phần trăm Cu => (100 - x)là phần trăm %M 63 Cu + %M 65 Cu x.62.9298 + (100 − x ).64.9278 M= = 63.546 100 100 Ta có: = 63 Giải x = 69.159% 65 Cu => Bài6 Nguyên tử khối sắt: Cu =30.841% M = % 54Fe +% 56Fe +% 57 Fe +% 58Fe 5.82 + 91.66 + 2.19 + 0.93 Ta có: = 0.0582 • 53.9386 + 0.9166 • 55.9349 + 0.0219 • 56.9354 + 0.00357 = 55.847 Bài NaCl nNa + = dp Na+ + Cl- mNa 29, 89 = =1, 3( mol ) M Na 22, 99 mCl = mNaCl – mNa = 75,97 – 29,89 = 46,08 g nCl − = nNa + = 1,3( mol ) M Cl = mCl 46, 08 = = 35, 446 g / mol nCl 1,3 Bài 5,6.1015 a V = Bước sóng xạ: c 3.10 λ= = = 5,357 10 −8 m 15 v 5,6.10 2,11.1014 s −1 b V= Bước sóng xạ: 3,89.1012 s −1 c V= c 3.10 λ= = = 1,42.10 −6 m 14 v 2,11.10 λ= Bước sóng xạ: c 3.10 = = 7,7.10 −5 m 12 v 3,89.10 Bài a λ = 8973A° = 8973.10 −10 m Tần số xạ: V= b λ = 492nm = 492.10 −9 m Tần số xạ: V= c c 3.10 = = 6,09.1014 s −1 −9 λ 492.10 λ = 4,92cm = 4,92.10 −2 m Tần số xạ: V= d c 3.10 = = 3,3.1014 s −1 −10 λ 8973.10 c 3.108 = = 0,609.1010 s −1 −2 λ 4,92.10 λ = 4,55 cm = 4,55 10 −9.10 −2 m Tần số xạ: V= c 3.108 = = 6,59 1018 s −1 −9 −2 λ 4,55 10 10 Bài 10 ν= Tần số photon xạ c 3.108 = = 4, 46.1014 s −1 λ 670,8.10−9 Năng lượng photon xạ ε = hν = 6, 625.10−34.4, 47.1014 = 2,96.10−9 J Bài 11 Năng lượng photon xạ c 6, 625.10−34.3.108 ε =h = = 5,8.10−19 J −10 λ 3400.10 Năng lượng mol photon xạ ε1mol −34 c 3.108 6, 625.10 = n.h = 1, 6022.10 = 352053, J λ 3400.10−10 Bài 12 Năng lượng dùng cho quang hợp từ hấp phụ phát xạ 1mol photon ∆E = Ehp − E px = h Vậy  c c  1  −34 8 −h = hc  − − ÷ = 6, 6256.10 3.10  −9 −9 ÷ λ ÷ λhp λpx 670.10   440.10  hp λ px  ∆E = 1,55.10−19 J Bài 13 Ta có ε = n.hν n= => n= ε ε λ 495.10−9.10−17 = = = 24,9 hν h.c 6, 6256.10−34.3.108 ε ε λ 2,5.10−14.6150.10−10 = = = 7735,5 hν h.c 6, 6256.10 −34.3.108 Bài 14 Ta có hạt Photon ε = n.hν hạt Photon n= => ε ε λ 2,5.10−14.6150.10−10 = = = 7735, hν h.c 6, 6256.10 −34.3.108 Bài 15 a Bước sóng De Broglie λ= h 6, 6256.10−34 = = 1,5869.10−14 m mv 1, 67.10 −24.2,5.10 b Bước sóng De Broglie λ= h 6, 6256.10−34 = = 3,9.10−34 m −3 mv 30.10 0,555 Bài 16 Bước sóng De Broglie notron λ= h 6, 6256.10−34 = = 1, 68.10−10 m mv 1, 67.10−27.2360 hạt Photon Chương CƠ HỌC LƯỢNG TỬ VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Bài 3p n=3 l=1 ml= 0; ±1 ms = l ± s = ± ½ Bài Số e tối đa nguyên tử a n = l = có orbital l = có orbital l = có orbital Vậy n = có orbital Số e tối đa n = 18e b n =3 l = có orbital Số e tối đa 6e c n = 3; l = ml = -1 n = 3, l = => có orbital ml = -1 ms = +1/2 có 3e- tối đa ms = -1/2 có 6e- tối đa d n = 3; l = 1; me = -1; ms = -1/2 Vì có orbital nên có 6e- Bài3 Số e tối đa nguyên tử a n = l =1 có orbital Số e- tối đa 6e- b n = l = có orbital Số e- tối đa 10e- Bài 19 M3+ có phân lớp ngồi 3d2 a n =3,l=2, m1=+1,ms=1/2 b M(Z=23) V:1s22s22p63s23p63d5 n =3 => thuộc chu kì Có 5e thuộc phân lớp d nên thuộc nhóm VB Bài 20 Ion X3- có phân lớp ngồi 2p6 a X(Z=13): 1s22s22p63s23p63d5 X(Al) n=3 =>thuộc chu kì Có 3e lớp ngồi nên thuộc nhóm IIIA b Hợp chất X với Hidro NH3 Bài 21 Nguyên tố X thuộc chu kì => có lớp eTác dụng Hidro => XH2 =>X có điện tích -2 (có hóa trị 2) X thiếu 2e để đạt cấu hình bền X tác dụng với hidro để nhận 2e X có 6e lớp ngồi nên thuộc nhóm VIA Vậy nên X Lưu huỳnh (S) Bài 22 M kim loại Tạo oxit M2O7; M có hóa trị 7=>thuộc nhóm VIIB Có lớp e nên thuộc chu kì Vậy M Mn Chương CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC Bài Điều kiện hình thành lien kết ion lực hút từ điện ion mang điện tích ngược dấu liên kết ion hình thành nguyê tử có độ âm điện khác nhiều Điều kiện hình thành lien kết cộng hóa trị hình thành liên kết nguyên tử hợp chất phi ion có độ âm điện khác khơng nhiều thực nhiều cặp e dùng chung nguyên tử nguyên tử lại khơng đóng góp Bài Sự hình thành liên kết phân tử + CaCl2 Ca(Z=20) 1s22s22p63s23p64s2nhiều ngun tử Ar 2e nhường 2e lớp ngồi trở thành Ca2+ có cấu hình bền =>Ca có hóa trị Cl(Z=17) 1s22s22p63s23p5thiếu 1e để có cấu hình bền Ar nhận 1e để trở thành ion âm Cl- có cấu hình =>Clo có hóa trị + Na2O Na(Z=11) 1s22s22p63s1 nhiều ngun tử Ne 1e nhường 1e lớp ngồi để trở thành ion Na+ có cấu hình bền vững => Na có hóa trị O(Z=8) 1s22s22p4 thiếu 2e để có cấu hình bền vững giống Ne nên tham gia nhận e để trở thành O2- bền vững => O có hóa trị +NH3: Do N có hóa trị có độ âm điện mạnh H nên khó liên kết H, cặp e dung chung hút phía N,N dư điện tích âm , H dư điện tích dương điện tích trái dấu nên hút +CO2:C có hóa trị ,oxi có hóa trị C thiếu 4e để trở thành cấu hình bền vững Oxi thiếu 2e lớp nên C tham gia lien kết với cặp e dung chung +CCl4: Cacbon có hóa trị clo có hóa trị nên C dùng 4e để liên kết nguyên tử clo để có cấu hình bền vững +KCl: K(Z=19) 1s22s22p63s23p64s1 thừa 1e để trở thành cấu hình bền vững Ar nên phản ứng nhường để trở thành ion dương => Kali có hóa trị Bài3 Phân tử H2O H + O + H O H H Phân tử C2H4 H 4H + 2C C C H H H Phân tử C2H2 2H + 2C H C C H Phân tử C6H6 H H 6H + 2C H C C H H H Phân tử HCN H + C N + H C N Phân tử HNO3 O H N + H N O 3O + O Phân tử N2O5 O O 2N + O N N O 5O O O Phân tử SO3 O S S 3O + O O Phân tử CO C O C + O Phân tử H2SO4 O H O 2H + Phân tử H3PO4 S + 4O S H O O H 2H + P + 4O O H O P O H O Bài Năm trường hợp mà quy tắc bát tử không nghiệm - Không giải thích chất lực liên kết cộng hóa trị, tính định hướng liên kết, hóa trị nhiều ngun tố - Khơng giải thích tồn phân tử hình thành liên kết khơng phải cặp điện tử dùng chung H2+, He2+… - Không nghiệm nguyên tử Be hợp chất (Cl Be Cl) - Không nghiệm nguyên tử B hợp chất (Cl3B) - Không nghiệm nguyên tử P hợp chất (PF5) Bài Một lưỡng cực điện phân tử có cực Momen lưỡng cực đại lượng sử dụng để đặc trưng độ phân cực lưỡng cực điện Chiều momen lưỡng cực hướng từ đầu tích điện dương đến đầu tích điện âm Bài6 Các hợp chất ion thể rắn dẫn điện lại có khả dẫn điện tốt nóng chảy hịa tan nước, nóng chảy hay hịa tan nước hạt mang điện lưu động nên hình thành điện cực Bài7 Monoclobenzen có momen lưỡng cực µ= 1,53D Ortho Meta Para µ0 = µ = 1,53 = 2, 65D µ0 = µ = 1,53D µ0 = µ1 − µ1 = 0D Bài Bài 2 a.HCL + CH = CH →CH – CH CL Hs 103 143 83 Hx = 83 – (143 + 103 ) = - 163 Kcal phản ứng tỏa nhiệt Hx c.CH + CL → HCL + Hs 100 57 103 CH CL 78.5 Hx = (103 + 78.5) – (100 + 57) =24.5 kcal  phản ứng thu nhiệt Hx > Bài 10 Xếp liên kết theo mức độ phân cực tăng dần B−CL < Be−CL < Ca−CL < Na−CL THUYẾT LIÊN KẾT HÓA TRỊ Bài Lai hóa ion NO2+ Ion NO2+ có dạng AB2E0 suy thuộc dạng lai hóa sp có dạng phân tử đường thẳng Từ suy góc liên kết ion NO2+ có góc liên kết 1800 Lai hóa Ion NO2Ion NO2- có dạng AB2E1 suy thuộc dạng li hóa sp có dạng phân tử hình gấp khúc Từ suy góc liên kết Ion NO2- có góc liên kết 1200 Bài H H H H H C H C C C H H a Số liên kết: σ phân tử là:11σ Số liên kết л phân tử là:1л b H O H C H C O C H H H Số liên kết σ phân tử là:10σ Số liên kết л phân tử là:2л c H Cl C C C Cl H Số liên kết σ phân tử là:6σ Số liên kết л phân tử là:2л d H C H C C C H H Số liên kết σ phân tử là:7σ Số liên kết л phân tử là:2л Bài a Lai hóa orbital nguyên tử tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử lớp orbital hóa trị nguyên tử để tạo thành orbital nguyên tử lai hóa có lượng hình dáng có định hướng khác khơng gian số orbital lai hóa số orbital nguyên tử tham gia tổ hợp b Lai hóa sp tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử s orbital nguyên tử p lớp orbital hóa trị nguyên tử để tạo thành hai orbital nguyên tử lai hóa có lượng hình dáng có định hướng ngược chiều có trục orbital lai hóa nằm đường thẳng Ví dụ:BeH2,BeCl2,CO2 Lai hóa sp2 tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử s orbital nguyên tử p lớp orbital hóa trị nguyên tử để tạo thành orbital nguyên tử lai hóa có lượng hình dáng có định hướng ba đỉnh tam giác có trục orbital lai hóa nằm mặt phẳng tam giác Ví dụ: BF3,SO3,SO2 Lai hóa sp3 tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử s orbital nguyên tử p lớp orbital hóa trị nguyên tử để tạo thành orbital nguyên tử lai hóa có lượng hình dáng có định hướng bốn đỉnh tứ diện c Sự liên quan dạng lai hóa cấu tạo hình học phân tử có tổ hợp tuyến tính orbital nguyên tử s orvital nguyên tử p lớp orbital hóa trị Cấu tạo hình có tăng lên số chiều orbital nguyên tử p lớp orbital hóa trị Bài Sự hình thành liên kết phân tử CH3-CH3 Nguyên tử C có 4e độc thân tam ngun tử H có dạng hình cầu 3e độc thân.Khi orbital nguyên tử xen phủ cực đại nhờ phân bố mật độ e có tính đối xứng nên quay quanh trục liên kết mức độ xen phủ không bị thay đổi nên độ bề liên kết khơng thay đổi hình thành liên kết σ Sự hình thành liên kết phân tử CH2═CH2 Ngun tử C có hình dạng tám có 4e độc thân có nguyên tử H xen phủ với e độc thân hình dạng tám xen phủ cực đại nên hình thành liên kết σ 2e độc thân nguyên tử C tiếp tục xen phủ chúng xen phủ cực đại nên chúng hình thành liên kết л có xen phủ cực đại liên kết σ Sự hình thành liên kết phân tử CH≡CH Nguyên tử C có 4e độc thân có hình dạng tám ngun tử H có 1e độc thân có hình dạng cầu e độc thân H xen phủ 1e độc thân nguyên tử C xen phủ cực đại hình thành liên kết σ 3e xen phủ với 3e độc thân nguyên tử C tạo thành liên kết σ liên kết л Sự hình thành liên kết CO Nguyên tử có 4e độc thân có hình dạng tám ngun tử O có 6e độc thân có hình dạng tám e độc thân xen phủ với e độc thân xen phủ cực đại 2e độc thân khơng xen phủ cực đại hình thành nên liên kết л liên kết σ Bài Cấu trúc tháp tam giác phân tử NH3 với góc liên kết 1070 trước xen phủ với orbital hình cầu nguyên tử H nguyên tử N phải trộn lẩn với orbital hóa trị 2s 2p để tạo orbital lai hóa sp có lượng sau trộn lẩn xen phủ với đám mây hình cầu nguyên tử H nguyên tử N có cặp e tự Nó có phần khơng gian lớn đẩy góc ˆ HNH giảm xuống 1070 có hình dạng tháp,tam giác Cấu trúc tam giác phẳng phân tử BF3 với góc liên kết 1200 Trước xen phủ với đám mây hình tâm F nguyên tử B phải trộn lẩn orbital nguyên tử s với orbital nguyên tử 2p để tạo orbital sp2 lượng Trục orbital nằm mặt phẳng cố định hướng đỉnh tam giác từ suy Bài ˆ FBF = 120° Khi hình thành phân tử S sử dụng orbital nguyên tử nguyên chất xen phủ với 2orbital đám mây hình cầu H để tạo thành liên kết SH có hình dạng nhaudo liên kết SH phân cực phía S nên nguyên tử H tích điện dương dấu đẩy làm cho góc ˆ HSH dãn từ 90-920 Sự hình thành liên kết phân tử H2O Trước xen phủ với đám mây hình cầu nguyên tử H nguyên tử O phải trộn lẫn orbital hóa trị 2s 2p để tạo orbital lai hóa sp có lượng sau trộn lẩn với đám mây hình cầu nguyên tử H mà nguyên tử O cặp e độc thân oxi chiếm không gian lớn nên ép góc liên kết từ 109028’-104028’ Bài a A n=2, l=1, ml=0, ms=-1/2 Ô lượng tử lượng cuối có dạng Suy nguyên tố A thuộc chu kì nhóm VIIA thứ => nguyên tố F B n=3, l=1, ml=0, ms=1/2 Suy ô lượng tử mức lượng cuối ngun tố B có dạng Từ lượng tử suy ngun tố B thuộc chu kì nhóm IVA ô thứ 14 suy nguyên tố B Silic C n=2,l=1,ml=0,ms=1/2 Suy ô lượng tử mức lượng cuối cua nguyên tố C có dạng Từ lượng tử ngun tử C thuộc chu kì nhóm IVA thứ suy nguyên tố Cacbon b Phân tử BA4 có dạng SiF4.Có cấu trúc hình học tứ diện Phân tử CA4 có dạng CF4 Có cấu trúc hình học tứ diện Bài Nguyên tố A : n=2,l=1,ml=-1,ms=1/2 Ô lượng tử mức lượng cuối ngun tố A có dạng Từ lượng tử ngun tử A thuộc chu kì nhóm VA thứ suy ngun tố Nito (N) Nguyên tố B : n=1,l=0,ml=0,ms=1/2 Ô lượng tử mức lượng cuối nguyên tố B có dạng Từ ô lượng tử nguyên tử B thuộc chu kì nhóm IA thứ suy nguyên tố H Phân tử AB3 có dạng cơng thức NH3 Giải thích hình thành liên kết cấu trúc hình học hợp chất NH trước xen phủ vào orbital hình cầu nguyên tử H nguyên tử N phải trộn lẫn orbital hóa trị 2s 2p để tạo thành orbital sp cso mức lượng ngun tử N cịn đơi e tháp tam giác góc (BAB) =107 thực tế phân tử NH3 Bài 10 Phân tử có momen lưỡng cực lớn là: NH3, SF4, SiHCl3, SF2 chúng có dạng lai hóa sp3 NH3: tháp tam giác nên momen lực tổng hợp lớn SF4 tứ diện nên momen lực tổng hợp lớn SiHCl3 tứ diện nên momen lực tổng hợp ln lớn SF2 hình gấp khúc nên momen lực tổng hợp lớn Bài 11 a Dạng hình học phân tử ion là: NO2 hình gấp khúc NO2+ hình học phẳng NO2- hình gấp khúc Thứ tự góc liên kết giảm dần NO2+>NO2>NO2Vì NO2 dạng phẳng nên góc 180 cịn NO2 NO2- nguyên tử N phân tử NO 2- có 2e tự chứa liên kết cho9 nên đẩy góc kiên kết NO mạnh nguyên tử NO phân tử NO có e tự chứa liên kết góc liên kết NO2- nhỏ NO2 b Phân tử NH3 NF3 NH3 có dạng tháp tam giác NF3 có dạng tháp tam giác Thứ tự góc liên kết giảm dần NH3>NF3 Vì ngun tử F có độ âm điện lớn nên hút góc N phía F làm cho góc liên kết giảm tren nguyên tử N cặp e chưa liên kết nên đẩy góc liên kết NH nên nhỏ góc NF3 nhỏ NH3 Bài 12 Cấu trúc hình học phân tử sau: SO2 dạng hình học gấp khúc SO3 dạng hình học tam giác phẳng SO32- dạng hình học tháp tam giác CO32- dạng hình học tam giác phẳng NO2 dạng hình học gấp khúc N2O4 dạng hình học ... g / mol nCl 1, 3 Bài 5,6 .10 15 a V = Bước sóng xạ: c 3 .10 λ= = = 5,357 10 −8 m 15 v 5,6 .10 2 ,11 .10 14 s ? ?1 b V= Bước sóng xạ: 3,89 .10 12 s ? ?1 c V= c 3 .10 λ= = = 1, 42 .10 −6 m 14 v 2 ,11 .10 λ= Bước sóng... V= d c 3 .10 = = 3,3 .10 14 s ? ?1 ? ?10 λ 8973 .10 c 3 .10 8 = = 0,609 .10 10 s ? ?1 −2 λ 4,92 .10 λ = 4,55 cm = 4,55 10 −9 .10 −2 m Tần số xạ: V= c 3 .10 8 = = 6,59 10 18 s ? ?1 −9 −2 λ 4,55 10 10 Bài 10 ν= Tần... 3 .10 8 = = 4, 46 .10 14 s ? ?1 λ 670,8 .10 −9 Năng lượng photon xạ ε = hν = 6, 625 .10 −34.4, 47 .10 14 = 2,96 .10 −9 J Bài 11 Năng lượng photon xạ c 6, 625 .10 −34.3 .10 8 ε =h = = 5,8 .10 ? ?19 J ? ?10 λ 3400 .10