Cau tao nguyen tu BS 2013 2014

M C TIÊU Trình bày đư c mẫu nguyên tử cổ điển Rutherford Bohr Trình bày đư c số tiền đề khái niệm học lư ng tử Mô tả đư c hình dạng obitan nguyên tử Viết đư c cấu hình e nguyên tử nguyên tố Mô tả đư c cấu trúc bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học qui luật biến thiên tính chất nguyên tố bảng Thành phần cấu tạo nguyên tử Nguyên tử gồm: Hạt Hạt nhân Proton (p) Nơtron (n) Vỏ: electron (e) Khối lư ng (g) Điện tích (culong) Proton 1,673.10-24 Nơtron 1,675.10-24 Electron 9.1.10-28 +1,6.10-19 -1,6.10-19 Z = P = số e A= P+ N Ví d : Z A Số e P N 88(O) 16 8 17(Cl) 17 35 17 17 18 26(Fe) 26 58 26 26 32 29(Cu) 29 65 29 29 36 Những mẫu nguyên tử cổ điển 2.1 Mẫu Rutherford  Cho phép hình dung đơn giản cấu tạo nguyên tử  Không giải thích đư c tồn nguyên tử tư ng quang phổ vạch 2.2 Mẫu Bohr M L K + rn = n2 0,53 10-8 cm = n2 0,53 A0 En = 13,6 eV n2 Xét nguyên tử H r1 = 12 0,53 A0 E1 = - 13,6 eV  Không giải thích đư c quang phổ nguyên tử phức tạp 3 Những tiền đề học lư ng tử 3.1 Tính chất sóng hạt hạt vi mô  Thuyết sóng hạt de Broglie Mọi hạt vật chất chuyển động liên kết với sóng gọi sóng vật chất hay sóng liên kết, có bước sóng  tính theo hệ thức: = h mv h = 6,626.10-34J.s = 6,626.10-27g.cm2.s-1 m: khối lư ng hạt v: tốc độ chuyển động hạt  Tính bước sóng  trư ng h p sau: a/ eletron có khối lư ng 9,1.10-28 g chuyển động với vận tốc  108cm/s = h mv = 6,626.10-27g.cm2.s-1 9,1.10-28g 108.cm.s-1  7,3.10-8cm b/ ôtô có khối lư ng chuyển động với vận tốc 72km/h = h mv = 6,626.10-27g.cm2.s-1 106g 2.103.cm.s-1  3,3.10-36cm  Với electron: - e có khối lư ng e có chất hạt - Chùm e có giao thoa e có chất sóng Electron vừa có chất sóng vừa có chất hạt 3.2 Nguyên lý bất định • Đối với hạt vimô xác định xác đồng th i tốc độ vị trí x v  h 2m x : độ bất định vị trí v : độ bất định tốc độ m : khối lư ng hạt • Ví d : xét electron nguyên tử H x v  h 2m x = 10-10cm v  1010 cm/s Một số khái niệm học lư ng tử 4.1 Hàm sóng  Khi giải phương trình sóng thu đư c nghiệm gọi hàm sóng ()  Mỗi hàm sóng mô tả trạng thái chuyển động e nguyên tử 4.2 Obitan nguyên tử  Sự chuyển động e nguyên tử tạo thành hình ảnh giống đám mây e tích điện âm  Các obitan nguyên tử mô tả trạng thái khác e nguyên tử, có ký hiệu lần lư t là: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p,  Các obitan nguyên tử nghiệm phương trình sóng * Đám mây electron hình ảnh không gian orbital nguyên tử  r * Đám mây electron khu vực không gian xung quanh hạt nhân mà xác suất có mặt electron khoảng 90% 4.3 Các số lu ng tử a Số lu ng tử n * n = 1,2,3,…n * n xác định lu ng e nguyên tử b Số lu ng tử ph l * l = 0, 1,2,3,…(n-1) * l xác định hình dạng AO c Số lư ng tử từ m * m= -l, 0, +l * m định hướng AO d Số lư ng tử spin ms * ms= -1/2 +1/2 * ms cho biết chiều tự quay quanh tr c riêng e Ví d 100 n=1 l=0 m=0 Orbital 1s 4.4 Hình dạng obitan nguyên tử z Obitan s z y y x x z y x Obitan pz Obitan px Obitan py z z y y x x Các obitan s obitan p nguyên tử Quy luật phân bố e nguyên tử 5.1 Nguyên lý Pauli  Trên AO có tối đa e với chiều tự quay khác (spin +1/2 -1/2)  Phân lớp s: 1AO có tối đa 2e ký hiệu s2  Phân lớp p: 3AO có tối đa 2e x = 6e ký hiệu p6  Phân lớp d: 5AO có tối đa 2ex5 = 10e ký hiệu d10  Phân lớp f: 7AO có tối đa 2ex7 = 14e ký hiệu f14 5.2 Nguyên lý vững bền 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s  trạng thái bản, nguyên tử e chiếm lần lư t AO có mức lư ng từ thấp đến cao  Thứ tự tăng dần mức lư ng AO: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p  Viết cấu hình e nguyên tử nguyên tố sau: Z Nguyên tố Cấu hình electron nguyên tử O 1s22s22p4 17 Cl 1s22s22p63s23p5 24 Cr 1s22s22p63s23p64s 3d153d 4s51 Cu 1s22s22p63s23p64s 3d1103d 4s101 Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5 29 35 5.3 Quy tắc Hund Z Cấu hình e lớp (sát ngoài) (O) 2s22p4 17(Cl) 3s23p5 24(Cr) 3d54s1 29(Cu) 3d104s1 35(Br) 4s24p5 Cấu hình e lớp nguyên tố nhóm A IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA VIIIA H He 1s1 1s2 Li Be 2s1 2s2 Na Mg 3s1 3s2 3s23p1 K Ca Ga 4s1 4s2 4s24p1 Rb Sr 5s1 5s2 Cs Ba 6s1 Fr 7s1 6s2 Ra 7s2 B 2s22p1 Al In 5s25p1 Tl 6s26p1 C 2s22p2 Si 3s23p2 Ge 4s24p2 Sn 5s25p2 Pb 6s26p2 N 2s22p3 P 3s23p3 As 4s24p3 Sb 5s25p3 Bi 6s26p3 O 2s22p4 S 3s23p4 Se 4s24p4 Te 5s25p4 Po 6s26p4 F Ne 2s22p5 2s22p6 Cl Ar 3s23p5 3s23p6 Br Kr 4s24p5 4s24p6 I Xe 5s25p5 5s25p6 At Rn 6s26p5 6s26p6 Cấu hình e lớp sát nguyên tố d IB IIB IIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB Cu Zn 3d104s1 d10s2 Sc d1s2 Ti d2s2 V d3s2 Cr d5s1 Mn d5s2 Fe d6s2 Co Ni d7s2 d8s2 Cd Ag 4d105s1 d10s2 Y d1s2 Zr d2s2 Nb d4s1 Mo d5s1 Tc d6s1 Ru d7s1 Rh Pd d8s1 4d10 Au Hg 5d106s1 d10s2 La d1s2 Hf d2s2 Ta d3s2 W d4s2 Re d5s2 Os d6s2 Ir Pt d7s2 d9s1 Ac 6d17s2 Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hoá học  Ô: Mỗi nguyên tố đư c xếp vào ô theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân  Chu kỳ: + Bắt đầu nguyên tố có cấu hình e ns1 + Kết thúc .e np6 + Số thứ tự chu kỳ số lớp e  Nhóm: + Nhóm A: gồm nguyên tố s nguyên tố p, có cấu hình e lớp tương tự Số thứ tự nhóm tổng số e lớp + Nhóm B: gồm nguyên tố d nguyên tố f * Sự biến thiên tính chất nguyên tố - Sự biến thiên tính chất 1chu kỳ Từ trái sang phải tính khử giảm, tính oxy hóa tăng - Sự biến thiên tính chất phân nhóm Ví d IIB ( Zn, Hg): từ xuống: tính khử giảm, tính oxy hóa tăng - Sự biến thiên tính chất phân nhóm ph Ví d IVA ( C, Pb): từ xuống: tính oxy hoá giảm, tính khử hóa tăng [...]... Ni d7s2 d8s2 Cd Ag 4d105s1 d10s2 Y d1s2 Zr d2s2 Nb d4s1 Mo d5s1 Tc d6s1 Ru d7s1 Rh Pd d8s1 4d10 Au Hg 5d106s1 d10s2 La d1s2 Hf d2s2 Ta d3s2 W d4s2 Re d5s2 Os d6s2 Ir Pt d7s2 d9s1 Ac 6d17s2 6 Hệ thống tu n hoàn các nguyên tố hoá học  Ô: Mỗi nguyên tố đư c xếp vào một ô theo thứ tự tăng dần của điện tích hạt nhân  Chu kỳ: + Bắt đầu là nguyên tố có cấu hình e ngoài cùng ns1 + Kết thúc là .e ngoài