BAI TAP HOA DAI CUONG

Chương CÁC MÔ HÌNH NGUYÊN 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 = 11,9059 M 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 + 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 Bài 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% Bài Nguyên tử khối Brom M= % M 79 Br + % M 81Br 35 ∑ % Br 35 = 50, 69%.78,9183 + 49,31%.80,9163 = 79,9035 50, 69 + 49,31 Bài Giải tương tự Bài ta có 63 % Cu 65 = 69,159% % Cu = 30,841% Bài Giải tương tự Bài ta có Nguyên tử khối sắt 55,847 Bài NaCl nNa + = dp Na+ + mNa 29,89 = = 1, 3(mol ) M Na 22, 99 Cl- 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 Tính bước sóng xạ có tần số ν λ= c ν a λ = 5,357.10-8 m b λ = 1,41.10-6 m c λ = 7,7.10-5 m Bài Tính tần số xạ có bước sóng λ ν= c λ a ν = 3,3.1014 s-1 b ν = 6,09.1014 s-1 c ν = 0,609.1010 s-1 d ν = 6,593.1018 s-1 Bài 10 ν= Tần số photon xạ c 3.108 = = 4, 46.1014 s −1 −9 λ 670,8.10 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   −h = hc  − = 6,6256.10−34.3.108  − ÷ − −9 ÷  ÷ λhp λ px 670.10   440.10  λhp λ px  ∆E = 1,55.10−19 J Bài 13 Ta có => ε = n.hν ε ε λ 495.10−9.10−17 n= = = = 24,9 hν h.c 6, 6256.10 −34.3.108 n= hạt Photon ε ε λ 2,5.10−14.6150.10−10 = = = 7735,5 hν h.c 6, 6256.10−34.3.108 Bài 14 hạt Photon Ta có ε = n.hν n= => ε ε λ 2,5.10−14.6150.10−10 = = = 7735,5 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- Bài 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- c n = 3; l = ml = -1 n = 3, l = => có orbital ms = +1/2 có 4e- tối đa ml = -1 ms = -1/2 có 9e- tối đa d n = 3; l = ml = -1 n = 3, l = => có orbital ms = +1/2 có 3e- tối đa ml = -1 ms = -1/2 có 6e- tối đa e n = 3; l = 1; ml = ms = -1/2 n = 3; l = có orbital ml = 0; ms = -1/2 => có e- tối đa Bài n=3 l = 0, ml =0 có orbital -1 +1 l = 0, ml = 0; ±1 có orbital -2 -1 +1 +2 l = 0, ml = 0; ±1; ±2 có orbital Vậy lớp vỏ thứ có orbital Bài a N (Z = 7) 1s22s22p3 1s2 2s2 2p3 b Fe (Z = 26) 1s22s22p63s23p63d64s2 1s2 2p6 2s2 3s2 3p6 3d6 4s2 4d8 5s1 c Cl (Z = 17) 1s22s22p63s23p5 1s2 2p6 2s2 3s2 3p5 d Rh (Z = 45) 1s22s22p63s23p63d104s24p64d85s1 3d10 4s2 4p6 Bài Viết kí hiệu phân lớp a n = 3, l = 3s b n = 3, l = 3p c n = 7, l = 7s d n = 3, l = 3d 10 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 + S + S 4O H O Phân tử H3PO4 27 O H 2H + O H O P O H P + 4O 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 nguyên tố - Không giải thích tồn phân tử hình thành liên kết 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 Bài Các hợp chất ion thể rắn dẫn điện lại có khả dẫn điện tốt nóng chảy hòa tan nước, nóng chảy hay hòa tan nước hạt mang điện lưu động nên hình thành điện cực Bài Monoclobenzen có momen lưỡng cực µ= 1,53D 28 Ortho Meta Para µ0 = µ = 1,53 = 2, 65D µ0 = µ = 1,53D µ0 = µ1 − µ1 = 0D 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 29 H H H H H C C C C H H H a Số liên kết: σ phân tử là:11σ Số liên kết л phân tử là:1л b H H C H O H C O C H H Số liên kết σ phân tử là:10σ Số liên kết л phân tử là:2л c H Cl C Cl C C H Số liên kết σ phân tử là:6σ Số liên kết л phân tử là:2л d 30 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 không 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 31 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 nguyên 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 không thay đổi hình thành liên kết σ Sự hình thành liên kết phân tử CH2═CH2 Nguyên 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 nguyên 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 nguyên 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 không 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 32 nguyên tử N có cặp e tự Nó có phần không 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 ˆ = 120° FBF Bài 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 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 ô thứ => nguyên tố F B n = 3, l = 1, ml = 0, ms = 1/2 33 Suy ô lượng tử mức lượng cuối nguyên tố B có dạng Từ ô lượng tử suy nguyên 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 ô lượng tử nguyên tử C thuộc chu kì nhóm IVA ô 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 34 Bài Nguyên tố A : n = 2, l = 1, ml = -1, ms = 1/2 Ô lượng tử mức lượng cuối nguyên tố A có dạng Từ ô lượng tử nguyên tử A thuộc chu kì nhóm VA ô thứ suy nguyên 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 ô thứ suy nguyên tố H Phân tử AB3 có dạng công 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 nguyên tử N đôi 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 lớn SF2 hình gấp khúc nên momen lực tổng hợp lớn 35 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 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 nguyên 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 36 NO2- dạng hình học gấp khúc NO3- dạng hình học tam giác phẳng Bài 13 Quan điểm hóa hóa trị theo thuyết VB là: Hóa trị nguyên tố số e độc thân cấu hình e thời điểm thm gia liên kết Ví dụ: Nguyên tố H có e độc thân có hóa trị nguyên tố Na có 1e độc thân cso hóa trị Bài 14 Hình học phân tử trạng thái lai hóa nguyên tử trung tâm phân tử PF6- Trạng thái lai hóa sp3 hình lục giác SO42- Trạng thái lai hóa sp3 hình tứ diện PCl3 Trạng thái lai hóa sp3 hình tháp tam giác NO2 Trạng thái lai hóa sp3 hình gấp khúc NH4+ Trạng thái lai hóa sp3 hình tháp ngũ giác NO2+ Trạng thái lai hóa sp3 dạng phẳng Bài 16 a Nguyên tố X xác định số lượng tử: n = 2, l = 1,ml = 0, ms = 1/2 Từ ô lượng tử nguyên tử X thuộc chu kì nhóm IVA ô thứ suy nguyên tố X Cacbon b Các hóa trị có X hợp chất là: II IV Bài 17 Nguyên tố A có số lượng tử sau: n = 2, l = 1,ml = -1, ms = 1/2 37 Ô lượng tử biểu diễn mức lượng cao nguyên tố A Từ ô lượng tử nguyên tố A thuộc chu kì nhóm VA ô thứ => nguyên tố A Nito (N) Nguyên tố B có số lượng tử sau: n = 2, l = 1, ml = 1, ms = -1/2 Ô lượng tử biểu diễn mức lượng cao nguyên tố B Từ ô lượng tử nguyên tố B thuộc chu kì nhóm VIA ô thứ => B O Suy phân tử AB2 có dạng NO2 AB2+ có dạng NO2+ Trạng thái lai hóa NO2 sp2 có hình gấp khúc Trạng thái lai hóa NO2+ sp đường thẳng Bài 20 Gọi nguyên tố có Z = 10 X Gọi nguyên tố có Z = 33 Y Ta có: Cấu hình X là: 1s22s22p6 => chu kì Cấu hình Y là: 1s22s22p63s23p63d104s24p3 => nhóm VA a Vì nguyên tố A chu kì với nguyên tố X nhóm với nguyên tố Y nên A thuộc chu kì – nhóm VA Từ suy cấu hình A là: 1s22s22p3 => nguyên tố A Nito (N) Nito (N) có 5e lớp nên có hóa trị b Công thức NH3, góc liên kết ˆ = 107° HNH 38 Giải thích hình thành liên kết phân tử 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 có mức lượng nguyên tử N đôi e chưa dùng nên đẩy liên kết NH hẹp lại góc liên kết ˆ HNH giảm từ 109028’ xuống 1070 Phân tử NH3 có dạng tháp tam giác Bài 21 a Các số lượng tử nguyên tố B là: n = 2, l = 1, ml = 0, ms = -1/2 Ô lượng tử biểu diển mức lượng cao nguyên tố B là: Từ ô lượng tử suy nguyên tố B thuộc chu kì 2, nhóm VIIA => nguyên tố B Flo (F) Các số lượng tử nguyên tố C là: n = 3, l = 1, ml = -1, ms = ½ Ô lượng tử biểu diển mức lượng cao nguyên tố C là: Từ ô lượng tử suy nguyên tố C thuộc chu kì 3, nhóm VA => nguyên tố C Photpho (P) 39 Theo giả thiết A nguyên tố thuộc chu kì với B nhóm với nguyên tố C, nên A thuộc chu kì nhóm VA Từ suy cấu hình nguyên tố A 1s22s22p3 => Nguyên tố A Nito b Góc liên kết ˆ BAB có dạng ˆ FNF , góc liên kết ˆ BCB có dạng ˆ FPF Vì độ âm điện N lớn P nên bị đẩy góc liên kết Do đó, góc liên kết ˆ FNF lớn ˆ FPF Bài 22 Các số lượng tử nguyên tố A là: n = 2, l = 1, ml = 1, ms = -1/2 Ô lượng tử biểu diển mức lượng cao nguyên tố A : Theo ô lượng tử nguyên tố A thuộc chu kì nhóm VIA ô thứ => nguyên tố A O Theo giả thiết: Nguyên tố B chu kì với A thuộc nhóm IV=> cấu hình B là: 1s 2s 2p3 => nguyên tố B là: Nito (N) 2 Nguyên tố C nhóm với A thuộc chu kì => cấu hình C là: 1s22s22p63s23p4 => nguyên tố C Lưu huỳnh (S) a Phân tử BA2 có dạng NO2 phân tử CA2 có dang SO2 Sự hình thành phân tử NO trước xen phủ với đám mây hình tám nguyên tố oxi nguyên tố N trộn lẩn orbital hóa trị 2s 2p để tạo thành orbital sp3 có mức lượng sau xen phủ với đám mây hình thành tám nguyên tố oxi nguyên tử N 1e chưa tham gia liên kết nên đẩy liên kết NO hình thành nên phân tử NO2 40 Sự hình thành phân tử SO2 : trước xen phủ với đám mây hình tám nguyên tố oxi nguyên tố S trộn lẫn orbital hóa trị 3s 3p để tạo thành orbital sp3 có mức lượng sau xen phủ với đám mây hình cầu tám nguyên tố oxi nguyên tử S 1e chưa tham gia liên kết nên đẩy liên kết SO hình thành nên phân tử SO2 Nhiệt độ hóa lỏng SO2 lớn CO2 nhiệt độ nóng chảy SO2 lớn CO2 S có điện tích lớn điện tích C 41