Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảoá h c (Ph m Ng c S n) Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c NGUYÊN T , B NG TU N HOÀN HịA H C (TÀI LI U BÀI ẢI NẢ) Tài ệi u dùng chung cho gi ng s gi ng s thu c chuyên đ Giáo viên: PH M NG C S N ây tài li u tóm l c ki n th c kèm v i gi ng “Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c” thu c Khóa h c LT H KIT-3: Môn Hóa h c (Th y Ph m Ng c S n) t i website Hocmai.vn có th n m v ng ki n th c ph n “Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c”, B n c n k t h p xem tài li u v i gi ng I C U T O NGUYÊN T ThƠnh ph n c u t o nguyên t , đ c m h t c u t o nên nguyên t a Thành ph n c u t o nguyên t – H t nhân n m tâm c a nguyên t g m h t proton n tron (riêng nguyên t hiđro có m t lo i nguyên t h t nhân ch ch a proton n tron) – V electron c a nguyên t g m electron chuy n đ ng xung quanh h t nhân b c tính c a h t c u t o nên nguyên t H t nhơn nguyên t V electron c a nguyên t c tính h t H t proton (P) H t n tron (N) H t electron (E) –19 i n tích qp = 1,602.10 C qn = qe = –1,602.10–19C (quy c) (1+) (0) (1–) Kh i l ng mp = 1,6726.10–27kg mn = 1,6748.10–27kg me = 9,1094.10–31kg (quy c) (1đvC) (1đvC) (0,549.10–3đvC) Nh n xét : Kh i l ng c a nguyên t t p trung h u h t h t nhân, kh i l ng c a electron không đáng k 1 đvC (hay u) me = mp 1840 1840 19, 9265.1027 1, 6605.1027 (kg) 1u = ; mC 12 12 m1nt’ = (P+N)u ; M1molnt’ = (P+N) gam (v i P s p, N s n) N u hình dung nguyên t nh m t qu c u : V1nt’ = r 3 –10 0 –4 Dnt’ = 10 m = 1A ; 1nm = 10A ; Dhn = Dnt’.10 i n tích vƠ s kh i c a h t nhơn a S đ n v n tích h t nhân = s proton = s eệectron (Z = P = E) b S Ệh i c a h t nhân (A) b ng t ng s proton (P) s n tron (N) A=P+N=Z+N Nguyên t hoá h c a Nguyên t hoá h c t p h p nguyên t có n tích h t nhân (ngh a có s proton có s electron có tính ch t hoá h c gi ng nhau) b S hi u nguyên t (cho bi t s th t c a nguyên t nguyên t b ng tu n hoàn) đ c kí hi u Z, b ng s đ n v n tích h t nhân, b ng s proton h t nhân nguyên t b ng s electron có nguyên t c a nguyên t ) c Kí hi u nguyên t S kh i S đ nv n tích h t nhân Hocmai.vn – Ngôi tr A X Z ng chung c a h c trò Vi t Kí hi u nguyên t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảoá h c (Ph m Ng c S n) Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c ng v ậ Nguyên t kh i trung bình a ng v nh ng nguyên t có s proton nh ng khác v s n tron, có s kh i A khác 17 18 - Thí d : 16 O (8e, 8p, 8n) ; O (8e, 8p, 9n) O (8e, 8p, 10n) - L u ý : C n phân bi t v i khái ni m đ ng kh i (là nh ng d ng nguyên t c a nh ng nguyên t khác có s kh i A nh ng khác s proton Z) 40 40 - Thí d : 19 Ca (20p, 20n, 20e) K (19p, 21n, 19e) 20 N b T s Z - V i nguyên t nguyên t có n tích h t nhân Z không 82 (h t nhân nguyên t b n) có t s : N (tr || H ) 1 1,524 Z - Riêng nguyên t nguyên t Z < 18, t s là: 1 N 1,23 Z S S 3,524 ho c < 3,23 Z Z c Nguyên t Ệh i trung bình c a nguyên t ( A ) N u nguyên t X có đ ng v : A1X, A2X, A3X,… v i ph n tr m s nguyên t c a đ ng v x1, x2, x3,… kh i l ng nguyên t trung bình (KLNTTB) c a nguyên t X b ng : A X = x1%A1 + x2%A2 + x3%A3 + … N u g i t ng s h t e, p, n S thì: x.A1 y.A z.A3 xyz C u trúc v electron c a nguyên t a Obitan nguyên t (kí hi u AO) vùng không gian xung quanh h t nhân mà t i t p trung ph n l n xác su t có m t electron (kho ng 95%) * Hình d ng obitan nguyên t : – Obitan s có d ng hình c u, tâm h t nhân nguyên t – Obitan p g m obitan px, py, pz có d ng hình s n i, m i obitan có s đ nh h ng khác không gian – Obitan d, f có hình d ng ph c t p * Các obitan khác v hình d ng, kích th c, nh ng m i obitan ch ch a t i đa electron A Obitan s Obitan px Obitan py Obitan pz b L p eệectron: g m electron có n ng l ng g n b ng N ng l ng electron l p th p h n l p Các l p electron đ c đ c tr ng b ng s nguyên : n = 1, 2, 3, …, đ c kí hi u l n l t t nh sau : n l p K L M N O P Q c Phân ệ p eệectron: g m electron có n ng l ng b ng - Các phân phân l p đ c kí hi u b ng ch vi t th ng : s, p, d, f - Th c t v i h n 110 nguyên t bi t ch đ s electron n vào phân l p : ns, np, nd, nf - Thí d : v i n = electron n vào phân l p 6s, 6p, 6d, 6f Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảoá h c (Ph m Ng c S n) Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c d S obitan phân l p s, p, d, f t ng ng s l : 1, 3, 5,7 e S obitan l p electron th n n2 obitan – Thí d : L p M (n = 3) có : 32 = obitan (g m obitan 3s, obitan 3p obitan 3d) ; l p N (n = 4) có 42 = 16 obitan g m 10 obitan 4s ; obitan 4p; obitan 4d ; obitan 4f f N ng ệ ng c a eệectron nguyên t , c u hình eệectron nguyên t * M c n ng l ng obitan nguyên t (hay m c n ng l ng AO) Khi s hi u nguyên t Z t ng, m c n ng l ng AO t ng d n theo trình t nh sau : 1s 2s 2p 3s 3p 4s 4p 5s 5p 5f 6s 6d 6p 7p 7s … L u ý : Khi Z t ng có s chèn m c n ng l ng Thí d : m c 4s tr nên th p h n 3d,… * Các nguyên lí quy t c phân b electron nguyên t – Nguyên lí Pau–li: Trên m t obitan ch có th có nhi u nh t hai electron hai electron chuy n đ ng t quay khác chi u xung quanh tr c riêng c a m i electron Obitan có electron ghép đôi : electron đ c thân : – Nguyên lí v ng b n: tr ng thái c b n, nguyên t electron chi m l n l t nh ng obitan có m c n ng l ng t th p đ n cao (1s22s22p63s23p64s23d10465s24d10 6s24f145d106p67s25f146d107s2 ) – Quy t c Kleckowski : Trong m t phân l p, electron s phân b obitan cho s electron đ c thân t i đa electron ph i có chi u t quay gi ng * C u hình electron nguyên t - C u hình electron bi u di n s phân b electron phân l p thu c l p khác Thí d : Fe (Z =26) có 26 electron C u hình electron (CHE) c a Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 – Ý ngh a : S e phân l p Ch ng h n : S th t l p 3d Tên phân l p – C u hình electron nguyên t c a Fe vi t d i d ng ô l ng t : * c m c a l p electron - Do liên k t y u v i h t nhân nguyên t , electron l p d tham gia vào s hình thành liên k t hoá h c Quy t đ nh tính ch t hoá h c c a m t nguyên t - L p nguyên t c a m i nguyên t ch có th có nhi u nh t 8e – N u có 1, hay 3e l p nh ng nguyên t kim lo i – N u có 5, hay 7e l p th ng nh ng nguyên t phi kim – N u có 4e l p cùng, có th kim lo i (Sn, Pb), có th phi kim (C, Si) – N u có đ 8e l p (tr He có 2e) khí hi m II B NG TU N HOÀN CÁC NGUYÊN T HOÁ H C VÀ NH LU T TU N HOÀN C u t o b ng tu n hoƠn nguyên t hoá h c a Ô nguyên t Thành ph n c a ô nguyên t không th thi u kí hi u hoá h c c a nguyên t , s hi u nguyên t , nguyên t kh i trung bình, có th thêm thông tin v c u t o nguyên t , m ng tinh th ,… S th t (stt) ô = s hi u nguyên t = s đ n v n tích h t nhân = t ng s electron Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 - Trang | - Khóa h c LT ả KIT-3: Môn ảoá h c (Ph m Ng c S n) Nguyên t , b ng tu n hoàn hóa h c b Chu kì dãy nguyên t , mà nguyên t c a chúng có s l p electron, đ c x p theo chi u n tích h t nhân t ng d n - Có chu kì nh : 1, 2, - Có chu kì l n : 4, 5, 6, c Nhóm t p h p nguyên t đ c x p thành c t, g m nguyên t mà nguyên t có c u hình electron t ng t nhau, có tính ch t hoá h c g n gi ng – Nguyên t nguyên t m t nhóm có s electron hoá tr b ng b ng s th t c a nhóm (tr m t s ngo i l ) – Các nhóm nguyên t đ c chia thành hai lo i : Nhóm A : g m nguyên t s nguyên t p STT nhóm A = s e l p IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ns2np6 Nhóm B : g m nguyên t d nguyên t f C u hình e l p c a h u h t nguyên t nhóm B nh sau : IB IIB IIIB IVB (n–1)d10ns1 (n–1)d10ns2 (n–1)d1ns2 (n–1)d2ns2 VB VIB VIIB VIIIB : – (n–1)d3ns2 (n–1)d5ns1 (n – 1) d5ns2 (n–1)d7ns2 (n–1)d8ns2 Nh ng tính ch t bi n đ i tu n hoƠn theo chi u t ng c a n tích h t nhơn * Trong m t chu Ệì t trái ph i: - i n tích h t nhân t ng - S l p e b ng - S electron l p t ng - rnt âm n - N ng l ng ion hoá I1 - Tính kim lo i , tính phi kim ; tính axit c a oxit, hiđroxit , tính baz c a chúng - Hoá tr h p ch t khí v i H c a phi kim gi m t ; hoá tr cao nh t h p ch t v i O t ng t * Trong m t nhóm A t xu ng d i: Khi Z, s l p e t ng, s e l p b ng nhau, rnt ; đ âm n ; I1, tính KL, tính PK, tính axit c a oxit, hiđroxit, tính baz nh lu t tu n hoƠn * N i dung đ nh ệu t Tính ch t c a nguyên t c ng nh thành ph n tính ch t c a đ n ch t h p ch t t o nên t nguyên t bi n đ i tu n hoàn theo chi u t ng c a n tích h t nhân nguyên t * L u ý: – Hai nguyên t A, B thu c m t chu kì thu c nhóm A liên ti p ZB – ZA = – Hai nguyên t A, B thu c nhóm A thu c :2 chu kì liên ti p ZB – ZA = (n u nh t A thu c chu kì nh ) ZB – ZA = 18 (n u c A, B thu c chu kì l n) * Trong m t chu Ệì t trái sang ph i H p ch t khí v i hiđro H p ch t v i oxi R2 O (hoá tr cao nh t) RO R2O3 RH4 RH3 RH2 RH RO2 R2O5 RO3 R2O7 Giáo viên: Ph m Ng c S n Ngu n: Hocmai.vn – Ngôi tr ng chung c a h c trò Vi t T ng đài t v n: 1900 58-58-12 Hocmai.vn - Trang | -