SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HÓA HỌC TINH THỂ

HểA HC TINH TH S GIO DC V O TO HNG YấN Trng PHTH Chyờn Hng Yờn SNG KIN KINH NGHIM HểA HC TINH TH Ngi vit: Phan Th Ti n v cụng tỏc: T Húa Trng THPT chuyờn Hng Yờn PHAN TH TI -1- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH PHN I: M U C s khoa hc ca sỏng kin kinh nghim cn nghiờn cu: C s lý lun Nh ó bit, mi cht u cú th tn ti ba trng thỏi: khớ, lng, rn trng thỏi rn vt cht cú th tn ti trng thỏi tinh th hoc trng thỏi vụ nh hỡnh Trng thỏi tinh th khỏc trng thỏi vụ nh hỡnh cỏc c im sau: - Tinh th l nhng a din li, c gii hn bi cỏc mt phng v cỏc cnh thng; - Tinh th cú tớnh ng nht v tớnh d hng; - Cht tinh th cú nhit núng chy xỏc nh iu kin thng hu ht cỏc cht rn u cú cu to tinh th Vớ d: cacbon tn ti di dng cỏc tinh th kim cng hay than chỡ (grafit); lu hunh tn ti di dng cỏc tinh th n t hay mt thoi; mui n (NaCl) di dng cỏc tinh th lp phng Tt c cỏc kim loi, tr thy ngõn l cht tinh th v.v Lnh vc khoa hc nghiờn cu thnh phn, cu to v tớnh cht ca tinh th l Tinh th hc Tinh th hc l lnh vc khoa hc i t rt sm, phỏt trin mnh m v t c nhng thnh tu rt to ln Ngy nay, nh nhng thnh tu ca Tinh th hc ngi ta ó xỏc nh c cu to tinh th v phõn t ca hng triu cht khỏc nhau, ú cú nhng cht quan trng nh silicat t nhiờn, cỏc protit, lipit, axit nucleic t ú ó gii thớch c nhiu tớnh cht vt lớ, húa hc v sinh hc ca cỏc cht, ng thi phỏt hin nhiu ng dng quan trng ca chỳng Trong chng trỡnh hoỏ hc ph thụng, phn trng thỏi rn ca cht v c th v tinh th l mt phn khỏ lớ thỳ v tru tng Sỏch giỏo khoa ó nờu c mt s ý tng c bn giỏo viờn cn tham kho thờm ti liu mi giỳp hc sinh hỡnh dung c v ỏp dng cỏc kin thc vo gii cỏc bi toỏn liờn quan ti ny nhm cung cp cỏc kin thc c th v cu trỳc tinh th v dng cho cỏc bi liờn quan C s thc tin Trong nhng nm qua, thi hc sinh gii Quc gia thng hay cp ti phn hoỏ hc tinh th di nhiu gúc khỏc Tuy nhiờn, sỏch giỏo khoa ph thụng , iu kin gii hn v thi gian nờn nhng kin thc trờn ch c cp n mt cỏch s lc Qua thc tin ging dy i tuyn hc sinh gii Quc gia nhiu nm tụi nghiờn cu, la chn v h thng nhng kin thc lớ thuyt c bn, trng tõm; su tm nhng bi in hỡnh son chuyờn Húa hc tinh th cp v cu trỳc mng tinh th giỳp cho hc sinh hiu sõu v dng c tt nhng kin thc ó hc PHAN TH TI -2- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH vo vic gii cỏc bi tp, gúp phn nõng cao cht lng ging dy v hc mụn Húa hc Mc ớch ca sỏng kin kinh nghim Xây dựng c s lớ thuyt, hệ thống câu hỏi tập phần Húa hc tinh th dùng cho học sinh lớp chuyên Hoá học bậc THPT giúp học trò học tốt chuẩn bị tốt cho kỳ thi học sinh giỏi Hóa học lý thuyết tập phơng pháp giải, góp phần nâng cao chất lợng giảng dạy học tập môn Hóa học i tng nghiờn cu, phm vi nghiờn cu ti Húa hc tinh th trung h thng lớ thuyt v su tm cỏc bi in hỡnh cú liờn quan n: MNG BRAVAIS PHN LOI MNG BRAVAIS ễ N V V ễ C S LIấN KT HểA HC TRONG TINH TH CU TRC CA TINH TH KIM LOI CU TRC TINH TH CA CC HP CHT ION N GIN NGHIấN CU CU TRC TINH TH BNG PHNG PHP NHIU X TIA X i tng nghiờn cu l cỏc khúa hc sinh i tuyn d thi hc sinh gii quc gia t nm 2009 n nm 2011 K hoch nghiờn cu Sỏng kin kinh nghim ny tụi ó nghiờn cu ging dy bi dng hc sinh i tuyn d thi hc sinh gii quc gia, ti trng THPH chuyờn Hng Yờn t nm hc 20092010 Phng phỏp nghiờn cu a) Nghiờn cu ti liu b) Thc nghim (ging dy), õy l phng phỏp chớnh Thi gian hon thnh nm Cu trỳc ca sỏng kin kinh nghim Ngoi phn m u, kt lun v ti liu tham kho, sỏng kin kinh nghim bao gm cỏc phn chớnh sau õy: I.C S L THUYT II BI TP VN DNG PHAN TH TI -3- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH PHN II: NI DUNG I C S L THUYT Cht rn c chia lm hai loi l cht rn tinh th v cht rn vụ nh hỡnh Cỏc tinh th nh tinh th mui n, ng, kim cng, thch anh , nhỡn v b ngoi chỳng l ht úng ỏnh, nhiu cnh, nhiu mt, nhiu chúp, v to cỏc ht tinh th nh hn vi hỡnh dng khỏc nhau, tinh th cú nhit núng chy xỏc nh, cỏ tớnh cht c in cú tớnh d hng tc l ph thuc vo hng o V bn cht, trng thỏi tinh th khỏc vi trng thỏi vụ hỡnh ch: tinh th, cỏc nguyờn t, phõn t, ion sp xp tun hon ba chiu mt khong khụng gian rng, cũn cht rn vụ nh hỡnh s sp xp tun hon ch cú tớnh cc b gii hn khụng gian hp Vỡ vy, dng tinh th v dng vụ nh hỡnh l hai trng thỏi khỏc ca mt cht rn, ú dng vụ nh hỡnh luụn luụn kộm bn hn v mt nhit vi dng tinh th Trong nhng iu kin thớch hp, ngi ta cú th kt tinh c dng tinh th ca cỏc cht vụ nh nh cao su, thy tinh Vic nghiờn cu tinh th t cui th k 18 Thi k ú, cỏc nh khoỏng chỏt hc ó phỏt hin bng giỏ tr ch s hng ca mi mt tinh th u l s nguyờn Nm 1784, thy tu Hauy ngi c coi l sỏng lp tinh th hc ó gii thớch iu ny l kt qu ca s sp xp tun hon cỏc hp phn ging tinh th Tuy nhiờn nhng hiu bit sõu sc v tinh th ch cú c sau phỏt minh tia X v hin tng nhiu x tia X vo u th k 20 Trc nghiờn cu sõu tớnh cht vt lý v húa hc ca cht rn, chỳng ta hóy tỡm hiu mt s khỏi nim, thut ng cn thit mụ t s sp xp hỡnh hc tinh th I.1 Mng Bravais Tp hp tt c cỏc im cú ta l vect R c biu din theo cụng thc 1.1 theo cỏc vect c s ax,ay,az treen ba vect thớch hp ó chn to thnh mt mng khụng gian gi l mng Bravais Mi mt im trờn õy c gi l mt nỳt mng ca mng Bravais.Thc cht mng Bravais l m s khớa quỏt húa v mt toỏn hc, ch mi biu din c tớnh tun hon tnh tin ca tinh th, khụng phi l mng tinh th thc Mng tinh th thc phi c mụ t bng cỏch ch mng Bravais ca nú i kốm vi ch nn tinh th tng ng vi mi mt nỳt mng Bravai Nn tinh th l cu hỡnh ca phõn t Cu trỳc tinh th = mng Bravais + Nn tinh th PHAN TH TI -4- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH C loi tinh th u c cu to t cựng mt mng Bravais (mng vuụng chiu), nhng trờn cỏc nn khỏc - i vi tinh th n gin nn tinh th ch gm mt vi nguyờn t - i vi tinh th hu c nn tinh th gm 100 nguyờn t - i vi tinh th n gin nn tinh th gm 104 nguyờn t Trong th gii cht rn vụ c ch yu l cỏc tinh th n gin Vi nh ngha trờn, mng Bravais cú cỏc c im sau: - Mng Bravais biu din tớnh tun hon tnh tin ca mng tinh th, ú cỏc nỳt mng Bravais khụng nht thit phi trựng vi nỳt mng tinh th thc - Nu tinh th c cu to nờn t nhiu laoij nguyờn t, tc l s nguyờn ca nn tinh th ln hn 1, thỡ cú th coi mi loi nguyờn t to nờn mt mng Bravais riờng ca mỡnh (mng con), ú cỏc nguyờn t nm nỳt mng Bravais v ú mng tinh th s gm nhiu mng Bravais ging ht lng vo Mt tinh th ch gm mt mng Bravais cú th gi l tinh th n gin, mt tinh th gm nhiu mng Bravais ging lng vo thng c gi l mng tinh th phc I.2 Phõn loi cỏc mng Bravais Trong mc trờn chỳng ta cha xột n phỏp tnh tin Nh ó ni t u, bt k tinh th no cng tha nhn nhng phộp tnh tin R = n 1.a1 + n2.a2 + n3.a3 (a1a2a3 l cỏc vect c s ca mng ú v n1n2n3 l cỏc s nguyờn) lm cỏc phộp bin i i xng Nhng phộp tnh tin ny hp li thnh mt nhúm gi l nhúm tnh tin nhúm tnh tin l nhúm cú s phn t vụ hn vỡ mng tinh th l vụ hn Nú cng l mt nhúm giỏo hoỏn vỡ tớch ca hai phộp tnh tin khụng ph thuc vo th t ca chỳng Chỳng ta cú th coi nhng vect c s ca mng a1,a2,a3 l nhng vect c lp ca cỏc phộp tnh tin c bn ny (vi h s l cỏc s nguyờn) Bi vy ln v v trớ tng i ca cỏc vect c s, hay l dng ca ụ c bn, s l c trng cho nhúm tnh tin ca mng tinh th Xột mi qua h gia a1, a2, a3, , , ta cú bng tng kt v cỏc h tinh th v cỏc loi mng bravais: PHAN TH TI -5- THPT CHUYấN HNG YấN H tinh th Mng tinh th HểA HC TINH TH Ba nghiờng Mt nghiờng n gin tõm ỏy Trc thoi n gin tõm ỏy n gin tõm n gin tõm tõm tõm mt Sỏu phng Ba phng Bn phng tõm mt Lp phng Bng By h tinh th v 14 kiu mng bravais I ễ n v v ụ c s Tinh th tun hon tnh tin, ú ton b mng tinh th cú th thu c bng cỏch tnh tin mt n v cu trỳc tinh th n v cu trỳc ú c gi l ụ n v (unit cell) ễ n v cú th tớch nh nht c gi l ụ c s, ụ n v ti gin (primitive unit cell) PHAN TH TI -6- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Nh vy, ụ c s l mng tinh th nh nht m bng cỏch tnh tin nú theo h ng ca ba trc tinh th ta cú th thu c ton b tinh th Mi ụ c s c c trng bi cỏc thụng s: - Hng s mng: a, b, c, , , - S n v cu trỳc : n - S phi trớ - c khớt I Liờn kt húa hc tinh th Phn trờn ta ó xột phõn loi tinh th theo cu trỳc hỡnh hc, bõy gi ta phõn loi tinh th theo cỏc tớnh cht húa lý ca chỳng Ti cỏc nỳt mng tinh th cú cha nguyờn t, ion, phõn t hay thm mt nhúm ca chỳng Ngi ta phõn loi tinh th cn c vo cỏc loi lc liờn kt khỏc gia cỏc phõn t ú to nờn tinh th cú loi liờn kt - Liờn kt cng húa tr: Tinh th nguyờn t (thng l cht in mụi hoc bỏn dn) - Liờn kt ion: tinh th ion (thng l cht in mụi) - Liờn kt kim loi: tinh th kim loi (l cht dn in) - Liờn kt Van der Waals: tinh th phõn t (thng l cht in mụi, ụi l bỏn dn) - Liờn kt hirụ I.4.1 Liờn kt cng húa tr Cng ging nh phõn t, tinh th, cỏc nguyờn t liờn kt vi bng liờn kt cng húa tr Tinh th vi liờn kt cng húa tr thng c gi l tinh th nguyờn t vỡ vi cỏch liờn kt ny thỡ cỏc nỳt mng l cỏc nguyờn t Vớ d: Si, Ge, kim cng, cỏc cht bỏn dón AIIBII (ZnS,), than chỡ Vỡ mi cp in t húa tr ó liờn kt ch yu nm v trớ xung quanh hai nguyờn t, khụng chuyn tinh th nờn cỏc tinh th nguyờn t thng l cht in mụi hoc cht bỏn dn Lc liờn kt cng húa tr cú th rt ln, nh kim cng nhit núng chy lờn ti 3550 o hay cú th rt nh nh butmut nhit núng chy 270 oC Giỏ tr nng lng liờn kt v nhit núng chy c ch bng trờn Do tớnh nh hng ca liờn kt cng húa tr nờn tinh th nguyờn t thng khụng thuc loi sp xp cht khớt Vớ d, i vi Si, phn khụng gian lp y bi cỏc nguyờn t Si ch l 34%, cu trỳc sp xp cht cú th lp y 74% khụng gian) S phi trớ ca cỏc nguyờn t loi tiinh th ny thng nh (thng bng 4) ú cỏc loi tinh th khỏc cú s phi trớ ln hn (8 hoc 12) Liờn kt hon ton ion v liờn kt cng húa tr hon ton khụng phõn cc l hai gii hn ca cỏc liờn kt húa hc thc Cỏc liờn kt gia cỏc nguyờn t khỏc thng l PHAN TH TI -7- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH trung gian ca hai dng liờn kt trờn, chỳng cú mt phn cng húa tr v mt phn ion Mc ion ca liờn kt ph thuc vo hiu õm in gia hai nguyờn t % liờn kt ion = - exp -0.25.( A - B).100 Trong ú A v B l õm in ca nguyờn t a v nguyờn t B liờn kt A-B I.4.2 Liờn kt kim loi c im c bn ca liờn kt kim loi l cỏc in t húa tr ca cỏc nguyờn t c th húa nờn chỳng l cỏc vt liu dn in, dn nhit tt Kim loi cũn cú tớnh do, d kộo si, dỏt mng ú cỏc tinh th ion hoc tinh th nguyờn t thng gion, cng Lc liờn kt kim loi cng khụng cú tớnh nh hng nờn cỏc nguyờn t sp xp cht khớt hoc gn nh cht khớt di dng FCC, HCP v BCC nhit phũng v ỏp sut 1atm, trng thỏi kim loi l dng cõn bng ca hn 70 nguyờn t tn ti t nhiờn Mt s nguyờn t nh photpho, it li tn ti trng thaớ kim loi di ỏp sut nh; hu ht cỏc nguyờn t cũn li tn ti trng thỏi kim loi ỏp sut ln Ngoi cỏc nguyờn t tn ti t nhiờn, nhng nguyờn t nhõn to u l kim loi trng thỏi chun Tớnh cht kim loi ca vt cht, v bn cht cú c l cỏc electron khụng nh x trờn vựng dn Chớnh nhng electron ny lm cho kim loi cú dn in, dn nhit cao nhng cng v sỏng ỏnh kim Tinh th hu ht cỏc kim loi u thuc loi: Lp phng tõm khi, lp phng tõm din v dng lc phng i vi mt kim loi, ụi cú th nhiu hn mt kiu tinh th tựy theo iu kin nhit , ỏp sut Ba kiu cu trỳc ny cú tớnh i xng cao, c trng cho s sp xp cỏc ion, cỏc nguyờn t, ú cỏc liờn kt khụng cú tớnh nh hng Thc t, mi nguyờn t, ion hỳt cỏc nguyờn t, ion lõn cn bng trng th hỳt xuyờn tõm v n nh t c s phi trớ cc i I.4.3 Liờn kt ion Tinh th hỡnh thnh t cỏc ion trỏi du hỳt Lc liờn kt l cỏc lc hỳt v y tnh in Do cỏc in t nh x trờn cỏc tinh th ion nờn tinh th ion thng l cht in mụi Khi núng chy chỳng cú kh nng dn in, ú cỏc ion trỏi du úng vai trũ l ht ti in Liờn kt ion khụng cú tớnh nh hng ú cu trỳc hỡnh hc ca tinh th ph thuc vo s sp xp cht khớt cỏc ion S phi trớ ca cỏc ion thng ln Lc liờn kt ln dn n nhit núng chy cao I.4.4 Liờn kt Van der Waals Lc liờn kt Van der Waals l lc liờn kt vt lớ v yu hn nhiu liờn kt cng húa tr v liờn kt ion Lc liờn kt Van der Waals thc t luụn tn ti gia cỏc nguyờn t, phõn t, nhiờn nú thng b cỏc liờn kt húa hc mnh nh liờn kt ion, liờn kt cng PHAN TH TI -8- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH húa tr v liờn kt kim loi ln ỏt Lc liờn kt Van der Waals gii thớch s hỡnh thnh tinh th ca cỏc khớ him, cỏc tinh th phõn t trung hũa I.4.5 Liờn kt hirụ Liờn kt hirụ l mt dng c bit ca tng tỏc lng cc Trong phõn t nguyờn t H liờn kt cng húa tr vi cú õm in ln X (nh O, F, Cl, N ) Lc Liờn kt hirụ l lc hỳt tnh in gia phn in tớch dng trờn nguyờn t H v phn in tớch õm trờn nguyờn t X Nng lng liờn kt ca nguyờn t H ln hn liờn kt Van der Waals nhng nh hn nhiu so vi liờn kt húa hc thong thng Liờn kt hiro cng cú tớnh nh hng v tớnh bóo hũa, ú tinh th tinh th to bi cỏc liờn kt hiddro thng cú t nh, giũn, khụng dn in Tinh th nc ỏ l mt vớ d in hỡnh ca loi liờn kt ny I.5 Cu trỳc ca tinh th kim loi I.5.1 Mụ hỡnh sp xp cht khớt gia cỏc qu cu Trong 110 nguyờn t húa hc ó bit, mt s ln l cỏc kim loi Ngi ta ó nghiờn cu cu trỳc tinh th ca chỳng v nhn thy rng a s cỏc kim loi u cú cu trỳc tinh th thuc hai h lp phng v lc phng gii thớch hin tng ny ngi ta a mụ hỡnh sp xp cht khớt ca cỏc qu cu Theo mụ hỡnh ny thỡ tinh th kim loi bao gm nhng nguyờn t hỡnh cu cú bỏn kớnh nh v liờn kt vi bng liờn kt kim loi khụng nh hng cú cu trỳc bn vng, ngha l h cú nng lng t cc tiu, cỏc nguyờn t hỡnh cu ny phi c sp xp cho cu trỳc l cht khớt nht, ngha l mi nguyờn t (qu cu) c bao quanh bi mt s ti a cỏc nguyờn t lỏng ging v khụng gian trng gia cỏc nguyờn t l nht hỡnh dung rừ rng hn v s sp xp cht khớt ca cỏc qu cu chỳng ta xem cu trỳc khụng gian nh c hỡnh thnh t s t chng lờn ca cỏc lp phng Mt PHAN TH TI -9- THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH lp phng ca cỏc qu cu gúi ghộm cht khớt l mt lp m ú mt qu cu tip xỳc vi qu cu lỏng ging Lp A Kớ hiu lp ny l A Khi t lp qu cu th hai (lp B) lờn trờn lp A, cho cu trỳc thu c l cht khớt thỡ cỏc qu cu ca lp B phi nm chng lờn nhng ch lừm hỡnh thnh gia cỏc qu cu ca lp A Cn chỳ ý rng qu cu ca lp B ch nm trờn ẵ s ch lừm hỡnh thnh gia cỏc qu cu ca lp A Lp B Lp A Tip theo nu xp tip cỏc qu cu ca lp th ba lờn trờn lp th hai, ta thy cú hai cỏch khỏc nhau: cỏch th nht l xp cỏc qu cu ca lp th ba vo nhng ch lừm gia nhng qu cu ca lp B m phớa di ó cú cỏc qu cu ca lp A, ngha l cỏc qu cu ca lp th ba chim nhng v trớ ging nhng qu cu ca lp th nht, núi cỏch khỏc s thu c mt cu trỳc vi trt t cỏc lp l ABABAB Lp B Lp A PHAN TH TI - 10 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Vic cỏc ion nh chim cỏc l trng t din hay bỏt din ph thuc vo kớch thc tng i ca cỏc ion v cú th xỏc nh trờn c s cỏc quan h hỡnh hc Chng hn , trng hp l trng bỏt din, cho cu trỳc bn vng cation phi tip xỳc vi tt c vi anion, ú t l rc/ra = 0,414 Bng cỏch tng t s tớnh c t l tng ng i vi l trng t din l 0,215 Nh vy, tựy thuc vo t l bỏn kớnh ca cỏc cation v anion cỏc hp cht ion s cú cu trỳc khỏc Trong húa hc vụ c i vi mi loi cu trỳc ngi ta thng chn mt hp cht in hỡnh t tờn Bng Mt s kiu cu trỳc in hỡnh ca cỏc hp cht ion Kiu cu trỳc Cht in Cỏc cht cú cu trỳc tng t Mui n hỡnh NaCl LiCl, KBr, RbI, AgCl, AgBr, MgO, CaO, TiO, FeO, ScN, UC Xesi clorua CsCl CaS, TlSb, CsCN, CuZn Niken asenua NiAs NiS, FeS, PtSn, CoS Sphalerit ZnS CuCl, CdS, HgS, GaP, InAs Vuzit ZnS ZnO, BeO, MnS, AgI, AlN, SiC, NH4F Florit CaF2 UO2, BaCl2, HgF2, PbO2 Antiflozit K2O K2S, Li2O, Na2O, Na2S, Na2Se Rutin TiO2 MnO2, SnO2, WO2, MgF2, NiF2 Popxkit CaTiO3 BaTiO3, SrTiO3 Chỳng ta mụ t chi tit hn mt s trng hp thng gp: - Cu trỳc kiu mui n: cú th xem l c to thnh t s sp xp lp phng cht khớt ca cỏc ion Cl-, ú cỏc ion Na + chim tt c cỏc l trng bỏt din Cng cú th xem mng tinh th ca NaCl l s lng vo ca hai mng lp phng tõm din ca cỏc ion Na+ v Cl- (mng lp phng tõm din kộp) Trong cu trỳc ny ion Na + c bao quanh bi ion Cl- v ngc li, tinh th NaCl cú s phi trớ (6,6) Trong t bo n v ca tinh th NaCl cú ion Na+ vaf ion Cl-, hay phõn t NaCl PHAN TH TI - 15 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Mng tinh th NaCl - Cu trỳc xesi clorua: cú t bo n v hỡnh lp phng, ú cỏc ion Cl- nm trờn cỏc nh, cũn ion Cs+ nm tõm ca t bo Cng cú th xem mng tinh th ca CsCl l s lng vo ca hai mng lp phng n gin ca cỏc ion Cs+ v Cl- S phi trớ ca hai ion u bng Trong mt t bo n v cú mt n v cu trỳc CsCl (mt phõn t CsCl) Cs Cl Mng tinh th CsCl - Cu trỳc Sphalerit ZnS: Trong cu trỳc ny cỏc ion Zn 2+ to thnh mt mng sp xp cht khớt lp phng tõm din, cũn cỏc ion S2- chim mt na s l trng t din Cu trỳc ny cú kiu phi trớ (4,4) Mng tinh th ZnS - Cu trỳc vuazit ZnS: Dng thự hỡnh ny ca ZnS cú cỏc ion S2- nm mt mng sp xp cht khớt kiu lc phng, ú cỏc ion Zn 2+ chim mt na s l trng t din Cu trỳc ny cng cú kiu phi trớ (4,4) PHAN TH TI - 16 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Mng tinh th ZnS - Cu trỳc kiu florit v anti florit: Trong cu trỳc florit m i din l CaF2, cỏc ion Ca2+ cú bỏn kớnh ln to thnh mt mng sp xp cht khớt lp phng tõm din, cũn cỏc ion F- chim tt c cỏc l trng t din S phi trớ ca Ca 2+ bng 8, ca F- bng Trong cu trỳc antiflorit, vớ d K2O, quan h kớch thc gia cation v anion o ngc li ú vai trũ cu trỳc ca chỳng ngc li so vi cu trỳc florit Mng tinh th CaF2 I.7 Nghiờn cu cu trỳc tinh th bng phng phỏp nhiu x tia X Nh ó núi trờn, khoa hc th gii ngy ó t c nhng thnh tu vụ cựng ln vic xỏc nh cu to tinh th v phõn t ca cỏc cht Phn ln nhng kt qu t c nh s dng phng phỏp nghiờn cu cu trỳc tinh th bng tia X (tia Rownghen) Phng phỏp ny da trờn hin tng nhiu x tia X Khi chiu mt chựm tia X qua tinh th ngi ta quan sỏt c hin tng nhiu x S nhiu x tia X l s giao thoa ca cỏc tia X phn x t cỏc mt phng nỳt ca mng tinh th Mng tinh th gm vụ s mt phng nỳt nm song song v cỏch u Khong cỏch gia hai mt k h cỏc mt phng c gi l khong cỏch gia cỏc mt, kớ hiu l d PHAN TH TI - 17 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Chiu mt chum tia X song song, cú bc song lờn tinh th Gi s chum tia ti to vi hai mt phng nỳt ca tinh th mt gúc Hai mt phng c xột úng vai trũ ca mt phng gng phn x tia X, to thnh hai tia phn x theo cựng gúc Hng hai tia phn x bng ờtect Hai tia phn x s giao thoa vi trờn etect nu hiu s ng i bng s nguyờn ln bc song (iu kin giao thoa) Ta cú: 2dsin = n S quỏ trỡnh nhiu x tia X II BI TP VN DNG II.1 Bi cú li gii PHAN TH TI - 18 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH II.1.1 Khi lng riờng ca kim loi a) Cụng thc tớnh lng riờng ca kim loi D= 3.M P (*) hoc D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) r N A M : Khi lng kim loi (g) ; NA: S Avogaro, n: s nguyờn t ụ c s P : c khớt (mng lp phng tõm P = 68%; mng lp phng tõm din, lc phng cht khớt P = 74%) r : Bỏn kớnh nguyờn t (cm), V1ụ : th tớch ca ụ mng b) p dng: Bi 1: Tớnh lng riờng ca tinh th Ni, bit Ni kt tinh theo mng tinh th lp phng tõm mt v bỏn kớnh ca Ni l 1,24 A Gii: 4r 4.1, 24 = = 3,507( A ) ; P = 0,74 a= 2 a Khi lng riờng ca Ni: 3.58, 7.0, 74 =9,04 (g/cm3) 4.3,14.(1, 24.108 )3 6, 02.10 23 a a = 4.r Bi 2: ( HSG QG 2007) Thc nghim cho bit pha rn, vng ( Au) cú lng riờng l 19,4 g/cm3 v cú mng li lp phng tõm din di cnh ca ụ mng n v l 4,070.10-10 m Khi lng mol nguyờn t ca vng l: 196,97 g/cm3 Tớnh phn trm th tớch khụng gian trng mng li tinh th ca vng Xỏc nh tr s ca s Avogadro Gii: - S nguyờn t ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = a - Bỏn kớnh nguyờn t Au: a 4.r = a r= a -8 /4= 1,435.10 cm a = 4.r Th tớch b chim bi cỏc nguyờn t: Vnguyờn t= 4/3..r3 = 4.4/3.3,14.(1,435.10-8 )3 = 5.10-23 cm3 Th tớch ụ n v: PHAN TH TI - 19 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH V1ụ = a3 = (4,070.10-8 )3 = 6,742.10-23 cm3 Phn trm th tớch khụng gian trng: (V1ụ - Vnguyờn t).100 / Vnguyờn t = 26% Tr s ca s Avogadro: NA = (n.M)/ ( D.Vụ) = 6,02.1023 Bi 3: ng kt tinh theo kiu lp phng tõm din a Tớnh cnh ca hỡnh lp phng ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng, bit nguyờn t ng cú bỏn kớnh bng 1,28A b Tớnh lng riờng ca ng theo g/ cm3 Cho Cu = 64 Gii: Bỏn kớnh nguyờn t Cu l: r = 1,28.10-8 cm T cụng thc: 4.r = a a= 4.r / = (4.1,28.10-8 )/1,41 = 3,63.10-8 cm Khong cỏch ngn nht gia tõm ca hai nguyờn t ng mng 2.r = 2,56.10-8 cm Khi lng riờng: D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) = 8,896 g/cm3 Bi 4: ( HSG QG 2009) Mỏu c th ngi cú mu vỡ cha hemoglobin ( cht chuyn oxi cha st) Mỏu ca mt s ng vt nhuyn th khụng cú mu m cỏ mu khỏc vỡ cha kim loi khỏc ( X) T bo n v ( ụ mng c s) lp phng tõm din ca tinh th X cú cnh bng 6,62.10-8 cm Khi lng riờng ca nguyờn t ny l 8920 kg/m3 a Tớnh th tớch ca cỏc nguyờn t mt t bo v phn trm th tớch ca t bo b chim bi cỏc nguyờn t b Xỏc nh nguyờn t X Gii: S nguyờn t mt t bo: 8.1/8 + 6.1/2 = Tớnh bỏn kớnh nguyờn t: r = 1,276.10-8 cm Th tớch b chim bi cỏc nguyờn t V nguyờn t = 4.4/3..r3 = 3,48.10-23 cm3 Th tớch ụ mng c s V 1ụ = a3 = 4,7.10-23 cm3 Phn trm th tớch t bo b chim bi cỏc nguyờn t: 74% Khi lng mol phõn t: M = 63,1 g/mol Vy X l ng Bi 5: Xỏc nh lng riờng ca Na, Mg, K Gii: Xỏc nh lng riờng ca cỏc kim loi trờn theo cụng thc: D= 3.M P Sau ú in vo bng v so sỏnh lng riờng ca cỏc kim loi ú, gii r N A thớch kt qu tớnh c Kim loi PHAN TH TI Na - 20 - Mg Al THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Nguyờn t (v.C) Bỏn kớnh nguyờn t ( A ) Mng tinh th c khớt Khi lng riờng lý thuyt (g/cm3) Khi lng riờng thc nghim (g/cm3) 22,99 1,89 Lptk 0,68 0,919 0,97 24,31 1,6 Lpck 0,74 1,742 1,74 26,98 1,43 Lptm 0,74 2,708 2,7 Nhn xột: Khi lng riờng tng theo th t: DNa < DMg < DAl L s bin i cu trỳc mng tinh th kim loi, c khớt tng dn v lng mol nguyờn t tng dn Bi ng (Cu) kt tinh cú dng tinh th lp phng tõm din a) Tớnh cnh lp phng a( A ) ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng, bit rng nguyờn t ng cú bỏn kớnh bng 1,28 A b) Tớnh lng riờng d ca Cu theo g/cm3 (Cho Cu = 64) HD: a) a = 4r a = 4r = 2.r = 2.1, 28 = 3,62 A b) S nguyờn t Cu mng tinh th: + = dCu = m 4.M Cu 4.64 g = = = 8,96 g / cm3 23 V a 6, 02.10 (3, 62.108 cm)3 Bi T nhit phũng n 1185K st tn ti dng Fe vi cu trỳc lp phng tõm khi, t 1185K n 1667K dng Fe vi cu trỳc lp phng tõm din 293K st cú lng riờng d = 7,874g/cm3 a) Hóy tớnh bỏn kớnh ca nguyờn t Fe b) Tớnh lng riờng ca st 1250K (b qua nh hng khụng ỏng k s dón n nhit) Thộp l hp kim ca st v cacbon, ú mt s khong trng gia cỏc nguyờn t st b chim bi nguyờn t cacbon Trong lũ luyn thộp (lũ thi) st d núng chy cha 4,3% cacbon v lng Nu c lm lnh nhanh thỡ cỏc nguyờn t cacbon c phõn tỏn mng li lp phng ni tõm, hp kim c gi l martensite cng v dũn Kớch thc ca t bo s ng ca Fe khụng i c) Hóy tớnh s nguyờn t trung bỡnh ca C mi t bo s ng ca Fe vi hm lng ca C l 4,3% d) Hóy tớnh lng riờng ca martensite (cho Fe = 55,847; C = 12,011; s N = 6,022 1023 ) PHAN TH TI - 21 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH HD: a) S nguyờn t Fe mt mng c s lp phng tõm l: d Fe = m 2.55,847 2.55,847 = a = = 2,87.10 cm = 2,87 A V 6, 022.10 23.a 6, 022.10 23.7,874 a = 4r r = a = 1, 24 A b) nhit 1250 st tn ti dng Fe vi cu trỳc mng lp phng tõm din 4.55,847 g = 8,58 g / cm3 Ta cú: a = 2.r = 2.1, 24 = 3,51 A ; d Fe = 23 6, 022.10 (3,51.10 cm) c) S nguyờn t trung bỡnh ca C mi t bo s ng ca Fe l: mC %C.mFe 4,3.2.55,847 = = = 0, 418 12, 011 % Fe.12, 011 95, 7.12, 011 d) Khi lng riờng ca martensite: (2.55,847 + 0, 418.12, 011) g = 8, 20 g / cm3 23 6, 022.10 (2,87.10 cm) II.1.2 Mng tinh th ion: Bi 1: Tinh th NaCl cú cu trỳc lp phng tõm mt ca cỏc ion Na +, cũn cỏc ion Clchim cỏc l trng tỏm mt ụ mng c s ca cỏc ion Na +, ngha l cú ion Cl0 chim tõm ca hỡnh lp phng Bit cnh a ca ụ mng c s l 5,58 A Khi lng mol ca Na v Cl ln lt l 22,99 g/mol; 35,45 g/mol Cho bỏn kớnh ca Cl- l 1,81 A Tớnh : a) Bỏn kớnh ca ion Na+ b) Khi lng riờng ca NaCl (tinh th) Gii: Na Cl Cỏc ion Cl - xp theo kiu lp phng tõm mt, cỏc cation Na+ nh hn chim ht s hc bỏt din Tinh th NaCl gm hai mng lp phng tõm mt lng vo S phi trớ ca Na+ v Cl- u bng ion Cl- mt ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = S ion Na+ mt ụ c s: 12.1/4 + 1.1 = PHAN TH TI - 22 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH S phõn t NaCl mt ụ c s l a Cú: 2.(r Na+ + rCl-) = a = 5,58.10-8 cm r Na+ = 0,98.10-8 cm; b Khi lng riờng ca NaCl l: D = (n.M) / (NA.V1 ụ ) D = [ 4.(22,29 + 35,45)]/[6,02.1023.(5,58.10-8)3 ] D = 2,21 g/cm 3; Bi 2: Phõn t CuCl kt tinh di dng lp phng tõm din Hóy biu din mng c s ca CuCl a) Tớnh s ion Cu+ v Cl - ri suy s phõn t CuCl cha mng tinh th c s b) Xỏc nh bỏn kớnh ion Cu+ Cho: D(CuCl) = 4,136 g/cm3 ; rCl-= 1,84 A ; Cu = 63,5 ; Cl = 35,5 Gii: Cỏc ion Cl - xp theo kiu lp phng tõm mt, cỏc cation Cu+ nh hn chim ht s hc bỏt din Tinh th CuCl gm hai mng lp phng tõm mt lng vo S phi trớ ca Cu+ v Cl- u bng S ion Cl- mt ụ c s: 8.1/8 + 6.1/2 = S ion Cu+ mt ụ c s: 12.1/4 + 1.1 = 4; S phõn t CuCl mt ụ c s l Khi lng riờng caCuCl l: D = (n.M) / (NA.a3 ) a = 5,42.10-8 cm ( a l cnh ca hỡnh lp phng) Cú: 2.(r Cu+ + rCl-) = a = 5,42.10-8 cm rCu+ = 0,87.10-8 cm; III Mng tinh th nguyờn t: a) c im * Trong tinh th nguyờn t, cỏc n v cu trỳc chim cỏc im nỳt mng l cỏc nguyờn t, liờn kt vi bng liờn kt cng hoỏ tr nờn cũn gi l tinh th cng hoỏ tr * Do liờn kt cng hoỏ tr cú tớnh nh hng nờn cu trỳc tinh th v s phi trớ c quyt nh bi c im liờn kt cng hoỏ tr,khụng ph thuc vo iu kin sp xp khụng gian ca nguyờn t * Vỡ liờn kt cng hoỏ tr l liờn kt mnh nờn cỏc tinh th nguyờn t cú cng c bit ln, nhit núng chy v nhit sụi cao, khụng tan cỏc dung mụi Chỳng l cht cỏch in hay bỏn dn b) p dng Bi 1: a) Hóy v s mụ t cu trỳc ca mt t bo s ng ca kim cng PHAN TH TI - 23 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH b) Bit hng s mng a = 3,5 A Hóy tớnh khong cỏch gia mt nguyờn t C v mt nguyờn t C lỏng ging gn nht Mi nguyờn t C nh vy c bao quanh bi my nguyờn t khong cỏch ú? c) Hóy tớnh s nguyờn t C mt t bo s ng v lng riờng ca kim cng Gii: a = 3,55 A Liên kết C-C dài 1,54 A a * Cỏc nguyờn t C chim v trớ cỏc nh, cỏc tõm mt v mt na s hc t din S phi trớ ca C bng ( Cacbon trng thỏi lai hoỏ sp2) * Mi t bo gm 8.1/8 + 6.1/2 + = nguyờn t * Khong cỏch gia mt nguyờn t Cacbon v mt nguyờn t cacbon lỏng giờng gn nht l: 2r = d/4; vi d l ng chộo ca hỡnh lp phng d = a 2.r = a / = 1,51.10-8 cm; b Mi nguyờn t cacbon c bao quanh bi nguyờn t cacbon bờn cnh c Khi lng riờng ca kim cng: D= n.M N A V = 8.12,011 = 3,72 g/cm3 6,02.10 23.(3.5.10 ) Bi 2: (HSG QG 2008) Silic cú cu trỳc tinh th ging kim cng Tớnh bỏn kớnh nguyờn t silic Cho lng riờng ca silic tinh th bng 2,33g.cm -3; lng mol nguyờn t ca Si bng 28,1g.mol-1 So sỏnh bỏn kớnh nguyờn t ca silic vi cacbon (rC = 0,077 nm) v gii thớch Gii: a T cụng thc tớnh lng riờng D= n.M N A V V1 ụ = ( 8.28,1)/(2,33.6,02.1023) = 16,027 cm3 a= 5,43.10-8 cm; d = a = 5,43.10-8 1,71 = 9.39.10-8 cm; PHAN TH TI - 24 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Bỏn kớnh ca nguyờn t silic l: r = d/8 = 1,17 10-8cm; b Cú rSi (0,117 nm) > rC( 0,077 nm) iu ny phự hp vi quy lut bin i bỏn kớnh nguyờn t mt phõn nhúm chớnh II.2 Bi tng t Bi Trong ụ mng c s sỏu phng cht khớt cú sỏu l trng tỏm mt v mi hai l trng bn mt Hóy ch rừ v trớ cỏc l trng ú Bi Tớnh c khớt C ca cu trỳc lõp phng tõm mt, cha cỏc n v cu trỳc ging Bi ng kt tinh di dng lp phng tõm mt Khi lng th tớch ca ng l 8,96 g/cm Tớnh bỏn kớnh kim loi ca Cu, bit rng MCu = 63,5 g/cm3 Bi Tinh th Vanai (V) cú cu trỳc lp phng tõm Bỏn kớnh kim loi ca Vanai l 0,131 nm Tớnh lng riờng ca vanai, bit lng mol nguyờn t ca vanai l 50,94 g.mol-1 Bi Coban (Co) kt tinh di dng sỏu phng cht khớt vi thụng s mng c = 0,408 nm Tớnh thụng s s ca ụ mng, bỏn kớnh kim loi v lng riờng ca Co Bit lng mol nguyờn t ca Co l 58,933 g.mol-1 Bi Khi lng mol nguyờn t ca iot l M = 126,9 g/mol Khi lng riờng ca I 2(r) l 4,93 g/cm3 Tớnh s phõn t iụt cú mt ụ mng c s, bit rng thụng s mng ca iụt l a = 0,725 nm; b = 0,977 nm; c = 0,478 nm Suy ụ mng c s ca iụt Bi Tớnh lng riờng ca tinh th NaCl, bit rng khong cỏch gia hai ion gn nht tinh th l 0,281 nm Bi Tinh th BaF2 cú cu trỳc kiu florit, vi thụng s mng a = 0,620 nm Bỏn kớnh ca ion F- l 0,136 nm Tớnh bỏn kớnh ca ion Ba2+ v lng riờng ca tinh th BaF2 Bi Khi hỡnh thnh tinh th, cỏc mt cú th chim cỏc l trng ụ mng Bravais khụng lm bin dng tinh th, mt chim l trng phi cú ng kớnh hn hoc bng ng kớnh ca l trng Mt kim loi cú cu trỳc lp phng tõm mt, hi mt mt phi cú bỏn kớnh nh th no chim l trng tỏm mt m khụng lm bin dng tinh th kim loi Bi 10 Tinh th NaF cú cu trỳc tinh th kiu mui n v d(200) = 2,31 Hóy tớnh hng s mng a v tng bỏn kớnh ion Na+ v F- theo n v Bi 11 Tinh th CaF2 cú cu trỳc tinh th florit vi hng s mng a = 5,46 Xỏc nh di liờn kt Ca F, khong cỏch F F, Ca Ca Bi 12 Phõn t C60 (fullerene) c tỡm vo nm 1985 v tr nờn quen thuc vỡ phõn t ny cú dng qu cu trũn, ú cỏc hỡnh lc giỏc xen k vi cỏc hỡnh ng giỏc ging nh trỏi búng ỏ trng thỏi rn, cỏc phõn t C 60 hỡnh thnh tinh th vi cu trỳc c biu din di õy (hỡnh v) PHAN TH TI - 25 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH a Hóy cho bit tinh th C60 thuc h tinh th gỡ v cú cu trỳc mng Bravais no? b Cú bao nhiờu nguyờn t cacbon mt ụ n v ca tinh th C 60? Cõu 13 Khi lng riờng o c ca tinh th VO (t l hp thc 1:1) 25 0C l 5,92 g/cm3 v lng lớ thuyt l 6,49 g/cm3 a Xỏc nh cụng thc thc t ng vi thnh phn khụng hp thc V1-xO? Cho V = 51 b Tớnh entanpi (eV) ca hỡnh thnh khuyt tt l trng võni tinh th VO? Bi 14 Kt qu kho sỏt gin nhiu x tia X cho bit tinh th FeO cú cu trỳc kiu NaCl vi hng s mng a = 4,3 a Xỏc nh lng riờng lớ thuyt ca FeO (g/cm3) b Theo thc nghim, mu FeO tng hp c cú lng riờng bng 5,57 g/cm Gii thớch s sai lch ú Vit cụng thc thc t ca oxit ú (Do xy s khuyt tt mng tinh th: khuyt tt cation hoc khuyt tt anion) Bi 15 ng (Cu) kt tinh cú dng tinh th lp phng tõm din a.Tớnh cnh lp phng a() ca mng tinh th v khong cỏch ngn nht gia hai tõm ca hai nguyờn t ng mng, bit rng nguyờn t ng cú bỏn kớnh bng 1,28 b Tớnh lng riờng d ca Cu theo g/cm (Cho Cu = 64) Bi 16 Titan (II) oxit TiO cú cu trỳc tinh th kiu NaCl a V mt ụ mng n v (t bo c s) b Bit cnh ca ụ mng n v a = 0,420 nm Tớnh lng riờng ca TiO Tớnh nng lng mng tinh th ca TiO t cỏc s liu sau: 425 kJ.mol-1 Nng lng thng hoa ca Ti 494 kJ.mol-1 Nng lng nguyờn t húa ca O2 Nng lng ion húa th nht ca Ti 658 kJ.mol-1 1310 kJ.mol-1 Nng lng ion húa th hai ca Ti i lc electron ca O -141,5kJ.mol-1 i lc electron ca O- 797,5 kJ.mol-1 Nhit to thnh tiờu chun ca TiO -416 kJ.mol-1 Bi 17 ễ mng c s (t bo c bn) ca tinh th NiSO4 cú cnh vuụng gúc vi nhau, cnh a = 6,338; b= 7,842; c = 5,155 Khi lng riờng gn ỳng ca NiSO l 3,9 g/cm3.Tỡm s phõn t NiSO4 mt ụ mng c s v tớnh lng riờng chớnh xỏc ca NiSO4 PHAN TH TI - 26 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Niken(II) oxit cú cu trỳc mng tinh th ging tinh th ca NaCl Cỏc ion O 2- to thnh mng lp phng tõm mt, cỏc hc bỏt din cú cỏc ion Ni 2+ Khi lng riờng ca niken(II) oxit l 6,67 g/cm3 Nu cho niken(II) oxit tỏc dng vi Li2O v oxi thỡ c cỏc tinh th trng cú thnh phn LixNi1-xO: 2x Li2O + 4(1-x) NiO + O2 LixNi1-xO Cu trỳc mng tinh th ca LixNi1-xO ging cu trỳc mng tinh th ca NiO, nhng mt s ion Ni2+ c thay th bng cỏc ion liti v mt s ion Ni2+ b oxi húa m bo tớnh trung hũa in ca phõn t Khi lng riờng ca tinh th LixNi1-xO l 6,21 g/cm3 a V mt ụ mng c s ca niken (II) oxit b Tớnh x (chp nhn th tớch ca ụ mng c s khụng thay i chuyn t NiO thnh LixNi1-xO) c Tớnh phn trm s ion Ni2+ ó chuyn thnh Ni3+ v vit cụng thc thc nghim n gin nht ca hp cht LixNi1-xO bng cỏch dựng Ni(II), Ni(III) v cỏc ch s nguyờn Bi 18 Cho bit bỏn kớnh ca cỏc ion: = 1,33 ; = 1,69 ; = 0,74 ; = 1,96 ; = 1,4 Da vo bỏn kớnh cỏc cation, anion hóy cho bit KBr, CsBr, MgO kt tinh theo loi cu trỳc tinh th ion no? Gii thớch V ụ mng ca loi cu trỳc ú, cho bit s phi trớ ca Cs, K, Mg, Br, O tinh th D oỏn s bin i nng lng mng li, nhit núng chy, nhit sụi ca cỏc cht KBr, CsBr, MgO Gii thớch Bi 19 Tinh th TiO cú cu trỳc kiu mui n Cỏc d kin nhiu x tia X 25 0C cho thy tinh th TiO (t l hp thc 1:1) cú hng s mng a = 4,18 Khi lng riờng ca TiO c xỏc nh bng phộp o th tớch v cú giỏ tr l 4,92 g/cm Tớnh lng giỏ tr lng riờng lớ thuyt ca tinh th TiO? Cho TiO = 63,87 g/mol Xỏc nh cụng thc thc t ng vi thnh phn khụng hp thc Ti 1-xO ca oxit trờn? Bi 20 Nguyờn t X tn ti t nhiờn di dng khoỏng vt silicat v oxit Oxit ca X cú cu trỳc lp phng, hng s mng a = 0,507 nm, ú cỏc ion kim loi nm mng lp phng tõm din cũn cỏc ion O 2- chim cỏc hc t din Khi lng riờng ca oxit bng 6,27 g/cm3 a Tớnh s ion kim loi X v ion O2- mt ụ c s T ú cho bit cụng thc ca oxit b Xỏc nh X PHAN TH TI - 27 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Bi 21.Kho sỏt cu trỳc tinh th NH4Cl ngi ta thy 20oC nú kt tinh di dng lp phng cú a=3,88, =1,5g/cm3 25oC nú kt tinh di dng lp phng cú a=6,53, =1,3g/cm3 Hóy cho bit kiu mng hai iu kin trờn? Bi 22 Mỏu c th ngi cú mu vỡ cha Hemoglobin (cht chuyn oxi cha st) Mỏu ca mt s ng vt nhuyn th khụng cú mu m cú mu khỏc vỡ cha mt kim loi khỏc (X) T bo dn v (ụ mng c s) lp phng tõm din ca tinh th X cú cỏc cnh bng 3,62.10-8cm, lng riờng ca nguyờn t ny l 8920 kg/m3 a) Tớnh th tớch ca cỏc nguyờn t X mt t bo v % th tớch t bo b chim bi cỏc nguyờn t? b) Xỏc nh nguyờn t X? ************************************************** PHN III: KT LUN Vic hc sỏng kin kinh nghim s thu c kt qu tt nu m bo cỏc yờu cu sau: Hc sinh phi cú trỡnh nhn thc v t tng i tt Xut phỏt t i tng hc u l hc sinh khỏ gii, nờn kh nng tip thu kin thc khỏ nhanh v chc chn ú l tin rt tt cú th truyn th mt lng kin thc cựng mt n v thi gian nhiu hn so vi hc sinh khỏc Giỏo viờn cn bit tn dng cú hiu qu nhng kh nng ú, chng hn, bng cỏch a ti liu, yờu cu hc sinh t nghiờn cu trc sau ú trỡnh by, a nhn xột, kt qu thu c tit hc chuyờn Nh vy s giỳp hc sinh lnh hi kin thc sõu sc hn, to iu kin cỏc em bc u dt nghiờn cu khoa hc Kt qu thc tin Qua thc t,tụi cú tham gia mt s bui dy i tuyn ; trc tip ging dy sỏng kin kinh nghim ny cỏc tit chuyờn bi dng hc sinh d thi hc sinh gii quc gia mụn Húa 12 ti trng THPT chuyờn Hng Yờn , vi lng kin thc va phi v h thng vớ d phự hp ó giỳp hc sinh tip thu khỏ tt, kớch thớch v phỏt huy kh nng t PHAN TH TI - 28 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH duy, dng tng hp kin thc mt cỏch lụgic, say mờ t giỏc hc tp, gi m úc tỡm tũi sỏng to khoa hc Hc sinh i tuyn lp 12 d thi hc sinh gii quc gia ó t tin hn gp cỏc bi v hoỏ hc tinh th Kt qu thi chn hc sinh gii quc gia mụn Húa lp 12: Nm hc 2009 2010 cú 6/6 hc sinh t gii(5 gii ba ;1 khuyn khớch) Nm hc 2010 2011 cú 7/8 hc sinh t gii (5 gii ba;2 khuyn khớch) Nm hc 2011 2012 cú 7/8 hc sinh t gii (1 gii nhỡ ;5 gii ba;1 khuyn khớch) Bi hc kinh nghim Sỏng kin kinh nghim ny c ging dy cho cỏc th h hc sinh cỏc lp chuyờn, nờn cn c thng xuyờn trao i, cp nht liờn tc cỏc bi toỏn liờn quan n tinh th Kin ngh, xut Trên hệ thống câu hỏi tập phần Hóa học tinh thể mà áp dụng giảng dạy Nó tơng đối phù hợp với yêu cầu mục đích giảng dạy, bồi dỡng học sinh khá, giỏi trờng chuyên chuẩn bị dự thi học sinh giỏi cấp Nó dùng làm tài liệu học tập cho học sinh lớp chuyên Hoá học tài liệu tham khảo cho thầy cô giáo giảng dạy bồi dỡng học sinh giỏi Hoá học bậc THPT góp phần nâng cao chất lợng giảng dạy học tập môn Hoá học Tuy nhiên, phần nhỏ chơng trình ôn luyện cho học sinh chuẩn bị tham gia vào kỳ thi học sinh giỏi cấp Vì vậy, mong Thầy , Cô đồng nghiệp góp ý kiến cho chuyên đề phát triển sang chuyên đề khác để học trò chuyên Hoá ngày có nhiều tài liệu học tập cách hệ thống Ti liu tham kho [1] Húa hc vụ c Hong Nhõm [2] Cu ta nguyờn t v liờn kt húa hc o ỡnh Thc [3] Húa hc vụ c V ng - Triu Th Nguyt Dng Vn m [4] Mt s chn lc ca húa hc- 1- Nguyn Duy i Nguyn Tinh Dung PHAN TH TI - 29 - THPT CHUYấN HNG YấN [...]... tinh th 3 Kin ngh, xut Trên đây là hệ thống câu hỏi và bài tập phần Hóa học tinh thể mà tôi đã áp dụng trong giảng dạy Nó tơng đối phù hợp với yêu cầu và mục đích giảng dạy, bồi dỡng học sinh khá, giỏi ở trờng chuyên chuẩn bị dự thi học sinh giỏi các cấp Nó có thể dùng làm tài liệu học tập cho học sinh các lớp chuyên Hoá học và tài liệu tham khảo cho các thầy cô giáo trong giảng dạy và bồi dỡng học. .. giỏi Hoá học ở bậc THPT góp phần nâng cao chất lợng giảng dạy và học tập môn Hoá học Tuy nhiên, đây chỉ là một phần rất nhỏ trong chơng trình ôn luyện cho học sinh chuẩn bị tham gia vào các kỳ thi học sinh giỏi các cấp Vì vậy, tôi rất mong các Thầy , Cô đồng nghiệp góp ý kiến cho tôi về chuyên đề này và cùng nhau phát triển sang các chuyên đề khác để học trò chuyên Hoá ngày càng có nhiều tài liệu học tập... ca iụt Bi 7 Tớnh khi lng riờng ca tinh th NaCl, bit rng khong cỏch gia hai ion gn nhau nht trong tinh th l 0,281 nm Bi 8 Tinh th BaF2 cú cu trỳc kiu florit, vi thụng s mng a = 0,620 nm Bỏn kớnh ca ion F- l 0,136 nm Tớnh bỏn kớnh ca ion Ba2+ v khi lng riờng ca tinh th BaF2 Bi 9 Khi hỡnh thnh tinh th, cỏc mt cú th chim cỏc l trng trong ụ mng Bravais khụng lm bin dng tinh th, mt chim l trng phi cú ng... hỡnh ng giỏc ging nh trỏi búng ỏ trng thỏi rn, cỏc phõn t C 60 hỡnh thnh tinh th vi cu trỳc c biu din di õy (hỡnh v) PHAN TH TI - 25 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH a Hóy cho bit tinh th C60 thuc h tinh th gỡ v cú cu trỳc mng Bravais no? b Cú bao nhiờu nguyờn t cacbon trong mt ụ n v ca tinh th C 60? Cõu 13 Khi lng riờng o c ca tinh th VO (t l hp thc 1:1) 25 0C l 5,92 g/cm3 v khi lng lớ thuyt l 6,49... cm; III Mng tinh th nguyờn t: a) c im * Trong tinh th nguyờn t, cỏc n v cu trỳc chim cỏc im nỳt mng l cỏc nguyờn t, liờn kt vi nhau bng liờn kt cng hoỏ tr nờn cũn gi l tinh th cng hoỏ tr * Do liờn kt cng hoỏ tr cú tớnh nh hng nờn cu trỳc tinh th v s phi trớ c quyt nh bi c im liờn kt cng hoỏ tr,khụng ph thuc vo iu kin sp xp khụng gian ca nguyờn t * Vỡ liờn kt cng hoỏ tr l liờn kt mnh nờn cỏc tinh th nguyờn... t (cm) * p dng: Vớ d : Tớnh khi lng riờng ca tinh th Ni, bit Ni kt tinh theo mng tinh th 0 lp phng tõm mt v bỏn kớnh ca Ni l 1,24 A PHAN TH TI - 13 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH a= a 0 4r 4.1, 24 = = 3,507( A) ; P = 0,74 2 2 Khi lng riờng ca Ni: 3.58, 7.0, 74 =9,04 (g/cm3) 4.3,14.(1, 24.108 )3 6, 02.1023 a a 2 = 4.r c) Tng quỏt cỏc c im ca cỏc mng tinh th kim loi Cu trỳc Hng s S S S mng ht phi... trng Mt kim loi cú cu trỳc lp phng tõm mt, hi mt mt phi cú bỏn kớnh nh th no khi chim l trng tỏm mt m khụng lm bin dng tinh th kim loi Bi 10 Tinh th NaF cú cu trỳc tinh th kiu mui n v d(200) = 2,31 Hóy tớnh hng s mng a v tng bỏn kớnh ion Na+ v F- theo n v Bi 11 Tinh th CaF2 cú cu trỳc tinh th florit vi hng s mng a = 5,46 Xỏc nh di liờn kt Ca F, khong cỏch F F, Ca Ca Bi 12 Phõn t C60 (fullerene)... l trng bỏt din Cng cú th xem mng tinh th ca NaCl l s lng vo nhau ca hai mng lp phng tõm din ca cỏc ion Na+ v Cl- (mng lp phng tõm din kộp) Trong cu trỳc ny ion Na + c bao quanh bi 6 ion Cl- v ngc li, tinh th NaCl cú s phi trớ (6,6) Trong 1 t bo n v ca tinh th NaCl cú 4 ion Na+ vaf 4 ion Cl-, hay 4 phõn t NaCl PHAN TH TI - 15 - THPT CHUYấN HNG YấN HểA HC TINH TH Mng tinh th NaCl - Cu trỳc xesi clorua:... trng võni trong tinh th VO? Bi 14 Kt qu kho sỏt gin nhiu x tia X cho bit tinh th FeO cú cu trỳc kiu NaCl vi hng s mng a = 4,3 a Xỏc nh khi lng riờng lớ thuyt ca FeO (g/cm3) b Theo thc nghim, mu FeO tng hp c cú khi lng riờng bng 5,57 g/cm 3 Gii thớch s sai lch ú Vit cụng thc thc t ca oxit ú (Do xy do s khuyt tt mng tinh th: khuyt tt cation hoc khuyt tt anion) Bi 15 ng (Cu) kt tinh cú dng tinh th lp phng... kớnh cỏc cation, anion hóy cho bit KBr, CsBr, MgO kt tinh theo loi cu trỳc tinh th ion no? Gii thớch V ụ mng ca loi cu trỳc ú, cho bit s phi trớ ca Cs, K, Mg, Br, O trong tinh th 2 D oỏn s bin i nng lng mng li, nhit núng chy, nhit sụi ca cỏc cht KBr, CsBr, MgO Gii thớch Bi 19 Tinh th TiO cú cu trỳc kiu mui n Cỏc d kin nhiu x tia X 25 0C cho thy tinh th TiO (t l hp thc 1:1) cú hng s mng a = 4,18