CHƯƠNG 2 ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN (1) hóa đại cương

CHƯƠNG ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố 2.2 Định luật tuần hoàn nguyên tố hoá học 2.3 Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố Aristotle (nhà triết học Hy Lạp): phân vật chất thành loại chính: Khí Lửa Đất Nước Triết học Trung Hoa: phân vật chất thành ngũ hành: Kim Mộc Thủy Hỏa Thổ Chương 2: Định luật tuần hoàn- Hệ thống tuần hoàn 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố Johann Wolfgang Dobereiner (Đức): Luật Nhóm (1829) “Nguyên tố có khối lượng nguyên tử trung bình hai nguyên tố lân cận.” Sau nhà khoa học khác phát triển thêm nhóm lớn VD: Nhóm Cl,Br,I Nhóm sulfur, oxy, selen telu Nhóm nito, photpho, arsen, antimon Các nhóm khác Chương 2: Định luật tuần hoàn- Hệ thống tuần hoàn 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố John Newlands (nhà bác học người Anh): Luật Nhóm (năm 1864-1865) “ Các nguyên tố hóa học xếp theo trật tự tăng dần khối lượng nguyên tử, tính chất nguyên tố lặp lại nhóm nguyên tố” Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố John Newlands (nhà bác học người Anh): Luật Nhóm (năm 1864-1865) Luật nhóm sai do: Không phù hợp với nguyên tố có khối lượng nguyên tử lớn Ca Khi nhiều nguyên tố phát (như He, Ne, Ar) không thích hợp theo xếp Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.1 Lịch sử phân loại nguyên tố  1869: Dimitri Ivanovich Mendeleev (Nga) Julius Lothar Meyer (Đức) độc lập đưa bảng tuần hoàn Bảng Mendeleev: Hoàn chỉnh Không có nhiều ngoại lệ Được chứng minh đắn dựa cấu trúc electron (Thuyết học lượng tử) 2.2 Định luật tuần hoàn nguyên tố hoá học Theo Mendeleev Theo học lượng tử Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.2 Định luật tuần hoàn nguyên tố hoá học 2.2.1 Theo Mendeleev Phát biểu “Tính chất đơn chất dạng tính chất hợp chất nguyên tố hóa học phụ thuộc tuần hoàn vào khối lượng nguyên tử nguyên tố” Theo hệ thống tuần hoàn đại có số vị trí không 39 , 95 18 58 , 93 27 Ar Co 127 , 52 Te 39,10 19 58 , 28 126 , 53 K Ni I Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.2 Định luật tuần hoàn nguyên tố hoá học 2.2.2 Theo học lượng tử 1913 Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Anh) chứng minh số thứ tự nguyên tố (Z) điện tích hạt nhân Định luật tuần hoàn: “Tính chất đơn chất dạng tính chất hợp chất nguyên tố hóa học phụ thuộc tuần hoàn vào điện tích hạt nhân nguyên tử nguyên tố” Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.3 Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học Các họ nguyên tố s,p,d,f Cấu trúc bảng tuần hoàn Xác định vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn 10 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.2.Bán kính nguyên tử bán kính ion Bán kính ion Sự biến đổi bán kính ion phân nhóm Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I Đặc trưng cho khả nhường electron nguyên tử, thể tính khử hay tính kim loại Sự biến đổi lượng ion hóa Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 51 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I là lượng cần tiêu tốn để tách e khỏi nguyên tử thể khí, cô lập không bị kích thích thành cation tương ứng thể khí X(k) + I1 = X+(k) + e X+(k) + I2 = X2+(k) + e … I nhỏ nguyên tử dễ nhường e  tính kim loại tính khử mạnh Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I Các yếu tố ảnh hưởng đến lượng ion hóa o Điện tích hạt nhân nguyên tử o Số lượng tử n o Khả xâm nhập electron bên vào lớp bên o Tác dụng chắn electron bên đến tương tác hạt nhân với electron hoá trị o Đặc điểm cấu trúc electron hóa trị 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I Chu kỳ: trái sang phải nhìn chung I tăng dần Z tăng dần Phân nhóm chính: từ xuống I giảm số lớp e tăng  tăng hiệu ứng chắn Cách tính I1: I1 = E - En max = Z2 Z2 - (-13.6 )eV  13.6 eV n n 54 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I  Phân nhóm phụ: từ xuống, I tăng e điền vào phân lớp d lớp kế e lớp ns2 không thay đổi Do đó: • Z tăng nhanh  tăng lực hút hạt nhân đến electron ns2 lớp • Các AO (n – 1)d có tính đối xứng khác hẳn AO ns  hiệu ứng chắn không tăng  tăng hiệu ứng xâm nhập electron s lớp 55 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I Ngoại lệ: Nếu tách electron khỏi cấu hình electron bão hòa khó, I tăng lên bất thường Ngược lại, tách electron xong đạt cấu hình electron bão hòa dễ, I giảm Ví dụ: I1(IIA: ns2) > I1(IIIA: ns2 np1) I1(VA: ns2 np3) > I1(VIA: ns2 np4) 56 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.3.Năng lượng ion hóa I B: 1s22s22p1 Be 1s22s2 O: 1s22s22p4 N : 1s22s22p3 I1(B) < I1(Be) I1(O) < I1(N) Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.4.Ái lực electron F đặc trưng cho khả nhận e nguyên tử, thể tính oxi hóa hay tính phi kim là lượng phát hay thu vào kết hợp e vào nguyên tử thể khí, cô lập, không bị kích thích thành anion tương ứng thể khí X(k) + e = X-(k) , F1 = H F có giá trị âm nguyên tử dễ nhận e  tính phi kim tính oxi hóa nguyên tố mạnh Ái lực e X = lượng ion hóa Xnhưng ngược dấu: F  - I X X Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.4.Ái lực electron F Sự biến đổi lực electron 59 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.5.Độ âm điện đặc trưng cho khả hút mật độ e phía tạo liên kết với nguyên tử nguyên tố khác Nguyên tử nguyên tố có độ âm điện lớn hút e phía tương tác với nguyên tử nguyên tố khác có độ âm điện nhỏ Có nhiều cách khác để xác định độ âm điện 60 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.5.Độ âm điện Chu kỳ: trái sang phải, nhìn chung độ âm điện tăng lên Nhóm: từ xuống, độ âm điện giảm Độ âm điện đại lượng cố định nguyên tố xác định phụ thuộc vào thành phần cụ thể hợp chất 61 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.5.Độ âm điện Độ âm điện theo thang Pauling 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.6.Hóa trị số oxi hóa Hóa trị nguyên tố số e nguyên tử nguyên tố bỏ góp chung liên kết cộng hóa trị hay cho nhận liên kết ion Số oxi hóa nguyên tố điện tích hình thức (không phải điện tích thật) nguyên tử nguyên tố qui ước tất liên kết xung quanh liên kết ion cách cho nguyên tử có độ âm điện lớn hút e tích điện âm ngược lại 63 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2.4 Sự biến đổi tuần hoàn số tính chất nguyên tử 2.4.6.Hóa trị số oxi hóa Số oxi hóa dương cao nguyên tố = số thứ tự nhóm (trừ nhóm: IB, VIIIB, VIIIA) Đối với nhóm IVA đến VIIA: Số oxi hóa âm thấp phi kim = STT nhóm - 64 Chương Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn [...]... sau 2 nguyên tố s) 23 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 2 Nhóm (cột dọc) Nhóm B (Phân nhóm phụ) Số thứ tự được xác định bởi cấu hình e của 2 phân lớp cuối: IIIB (n-1)d1ns2 IVB (n-1)d2ns2 VIIB VIIIB (n-1)d5ns2 (n-1)d6,7,8ns2 VB (n-1)d3ns2 IB (n-1)d10ns1 VIB (n-1)d4ns2 (n-1)d5ns1 (24 Cr, 42Mo) IIB (n-1)d10ns2 24 Chương. ..  Mỗi phân nhóm có 6-7 nguyên tố (cột cao)  Số thứ tự bằng tổng số electron ở 2 phân lớp ngoài cùng [ns np]: IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6 22 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 2 Nhóm (cột dọc) Nhóm B (Phân nhóm phụ) Các nguyên tố họ d, chỉ có ở chu kỳ lớn... Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 2 Nhóm (cột dọc) Phân nhóm phụ thứ cấp Phân nhóm phụ của nhóm IIIB Nhóm IIIB có 14 PNP thứ cấp, chứa tất cả nguyên tố f Mỗi PNP thứ cấp có 2 nguyên tố f ở chu kỳ 6,7  gọi là các nguyên tố đất hiếm: 6s24f 1 – 14: lantanid 7s25f 1 – 14: actinid 25 Chương 2 Định luật tuần hoàn. .. có 2 nguyên tố s) tính chất các nguyên tố biến đổi một cách tuần hoàn Số thứ tự CK= số lớp e = nmax 19 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 1 Chu kì (hàng ngang) Chu kì nhỏ 1 2 3 LỚN 4 5 6 7 Số nguyên tố 2 nguyên tố s 8 nguyên tố = 2( s) + 6(p) 8 nguyên tố = 2( s) + 6(p) 18 ngtố = 2( s) + 10(d) + 6(p) 18 ngtố = 2( s)+10(d)+6(p)... luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.3.Xác định vị trí nguyên tố trong HTTH Cho Z Cho giá trị bộ 4 số lượng tử Cho cấu hình electron của ion tương ứng Cho tổng spin 27 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.3.Xác định vị trí nguyên tố trong HTTH Cấu hình Họ nguyên Chu kỳ e hoá trị tố 6s1 4d1 5s2... 10(d) + 6(p) 18 ngtố = 2( s)+10(d)+6(p) 32 ngtố = 2( s)+14(f)+10(d)+6(p) 2( s) + 14(f) + một số (d) 20 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 2 Nhóm (cột dọc) Gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số electron hóa trị Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau Electron hóa trị: - là những electron có khả.. .2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học Bảng tuần hoàn ban đầu của Mendeleev Thiếu nhiều nguyên tố Các nguyên tố ở “?” được Mendeleev đề cập khi đó chưa biết đến, sau này được 11 điền vào Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f Họ... tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 1 Chu kì (hàng ngang) -> 7 chu kì ( Chu kì nhỏ -1 ,2, 3 Chu kì lớn – 4,5,6,7) 2 Nhóm (cột dọc) -> 8 nhóm ( Nhóm A – Phân nhóm chính Nhóm B – Phân nhóm phụ) 3 Ô nguyên tố -> Số thứ tự ô = Z Chỉ rõ tọa độ nguyên tố trong HTTH 18 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3 .2. Cấu trúc bảng tuần hoàn 1 Chu kì... 3d6 4s2 4d10 5s1 3d10 4s2 3s2 3p1 1s2 4f4 6s2 Nhóm Số thứ tự 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.3.Xác định vị trí nguyên tố trong HTTH Cấu hình Họ nguyên Chu kỳ e hoá trị tố s 6 6s1 d 5 4d1 5s2 d 5 4d5 5s1 d 4 3d6 4s2 d 5 4d10 5s1 d 4 3d10 4s2 p 3 3s2 3p1 s 1 1s2 f 6 4f4 6s2 Nhóm Số thứ tự IA 55 Cs IIIB 39 Y VIB 42 Mo VIIIB 26 Fe IB 47 Ag IIB 30 Zn IIIA 13 VIIIA 2 He IIIB 60 Nd Al 2. 3 Hệ... ngoài cùng  Định nghĩa tương tự cho Họ nguyên tố p, d, f 13 Chương 2 Định luật tuần hoàn – Hệ thống tuần hoàn 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f ‘s’-groups ‘p’-groups d-transition elements lanthanides actinides f-transition elements 2. 3 Hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học 2. 3.1.Các họ nguyên tố s,p,d,f Tóm lại: Họ s (ns1 ,2) ns1 – kim loại kiềm ns2 – kim loại