Hóa vô cơ (B1: PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ)

HÓA VÔ CƠ – PCHE330 B1: PHÂN LOẠI VÀ TÍNH CHẤT CHUNG CỦA CÁC NGUYÊN TỐ Ngành: Dược học Mục tiêu  Viết cấu hình electron nguyên tố  Giải thích khác tính chất loại nguyên tố theo định luật tuần hoàn Nhắc lại cấu tạo nguyên tử 11 Mẫu nguyên tử Bohr  Trong nguyên tử, electron quay theo số quỹ đạo định, quỹ đạo ứng với mức lượng định  Sommerfeld (1916) bổ sung:  Ngoài quỹ đạo tròn, electron di chuyển theo quỹ đạo elip  Các quỹ đạo tròn elip có trị số lượng  Giải thích quang phổ nguyên tử H (có electron) chưa giải thích chi tiết quang phổ 12 nguyên tử nhiều electron Orbital nguyên tử (AO)  Nếu ghi nhận lại hình ảnh electron thời điểm mà tồn xung quanh hạt nhân thu hình ảnh giống “đám mây” electron  Khái niệm orbital nguyên tử:  Orbital nguyên tử vùng không gian mà bên xác xuất tìm thấy electron 90% (nghĩa 90% thời gian electron nằm vùng không gian này) 13 Các số lượng tử  Xác định orbital số lượng tử  Số lượng tử n: số nguyên dương từ trở lên (n = 1, 2, 3, 4, 5,…), tương ứng với số lớp electron nguyên tử  Số lượng tử phụ l: gồm có n giá trị từ đến (n-1)  l = 0: orbital có hình cầu (đặt tên orbital s)  l = 1: orbital có hình tạ đôi (đặt tên orbital p)  l = 2: orbital có nhiều hình dạng (đặt tên orbital d)  l = 3: orbital có tên f  Số lượng tử từ m: hướng xếp orbital không gian xung quanh hạt nhân; gồm có 2l+1 giá trị từ -l đến +l (m = -l,…,-1,0,1,…l) 14 Dạng orbital nguyên tử  15 Mẫu nguyên tử theo học lượng tử  Mỗi electron nguyên tử dao động theo hàm số biểu diễn phương trình Schrodinger  Không theo quỹ đạo tròn hay elip mẫu nguyên tử Bohr mô tả  Mỗi electron nguyên tử phân bố orbital định  Mỗi electron đặc trưng số lượng tử:  Số lượng tử chính: n  Số lượng tử phụ: l  Số lượng tử từ: m  Số lượng tử spin: s (có giá trị -1/2 +1/2)  orbital có “chứa” tối đa electron 16 Ví dụ số lượng tử AO  Nguyên tử Hydro  Hạt nhân có proton  Vỏ có electron:  có lớp electron Các số lượng tử electron nguyên tử Hydro: n=1 l=0 m=0 s = +1/2 17 Ví dụ số lượng tử AO  Nguyên tử Heli  Hạt nhân có proton  Vỏ có electron:  có lớp electron Các số lượng tử electron nguyên tử Heli: n=1 l=0 m=0 s = +1/2 n=1 l=0 m=0 s = -1/2 18 Ví dụ số lượng tử AO  Nguyên tử Liti  Hạt nhân có proton  Vỏ có electron:  có lớp electron Các số lượng tử electron nguyên tử Liti: n=1 l=0 m=0 s = +1/2 n=2 l=0 m=0 s = +1/2 n=1 l=0 m=0 s = -1/2 19 Ví dụ số lượng tử AO  Nguyên tử Beri  Hạt nhân có proton  Vỏ có electron:  có lớp electron Các số lượng tử electron nguyên tử Beri: n=1 l=0 m=0 s = +1/2 n=2 l=0 m=0 s = +1/2 n=2 l=0 m=0 s = -1/2 n=1 l=0 m=0 s = -1/2 20 Ví dụ số lượng tử AO  Nguyên tử Neon  Hạt nhân có 10 proton  Vỏ có 10 electron:  có lớp electron Các số lượng tử electron nguyên tử Neon:  n = 1, l = 0, m = 0, s = +½  n = 1, l = 0, m = 0, s = -½  n = 2, l = 0, m = 0, s = +½  n = 2, l = 0, m = 0, s = -½  n = 2, l = 1, m = -1, s = +½  n = 2, l = 1, m = -1, s = -½  n = 2, l = 1, m = 0, s = +½  n = 2, l = 1, m = 0, s = -½  n = 2, l = 1, m = 1, s = +½  n = 2, l = 1, m = 1, s = -½ 21 Cấu hình electron nguyên tử  Là xếp electron “vào orbital” nguyên tử  Giải thích tuần hoàn tính chất vật lý, hóa học nguyên tử 22 quy tắc phân bố electron  Nguyên lý Pauli: Trong nguyên tử, có hai electron có số lượng tử giống  Bộ số lượng tử đặc trưng cho electron  orbital nguyên tử có tối đa electron (1 electron có số spin +1/2 electron có số spin -1/2)  Các electron ưu tiên xếp vào orbital có mức lượng thấp  Quy tắc Hund: Các electron nguyên tử có xu hướng chiếm hết orbital có mức lượng để tổng số spin đạt cực đại 23 Mức lượng orbital 24 Biểu diễn cấu hình electron 25 Hệ thống tuần hoàn hóa học ngày 27 Bảng tuần hoàn cấu hình electron 28 Xác định vị trí nguyên tố BTHHH  Vị trí:  Chu kỳ  Phân nhóm mấy?  Phân nhóm hay phụ?  Biện luận vị trí dựa vào cấu hình electron:  Ví dụ: Tìm vị trí bảng tuần hoàn nguyên tố có điện tích hạt nhân là: 12, 13, 20, 21, 31, 24, 26, 27, 28, 29, 57, 58, 72 29 Tính tuần hoàn bán kính nguyên tử Đơn vị: nm 30 Chiều biến thiên tính chất 31 Tổng kết  Sự diện electron xung quanh hạt nhân nguyên tử tuân theo phương trình sóng Schrodinger thuyết học lượng tử  Vùng không gian mà 90% thời gian electron tồn bên gọi orbital nguyên tử  Electron phân bố vào orbital theo quy luật nhằm đảo bảo đạt trạng thái lượng tối thiểu  Sự phân bố electron theo quy luật dẫn đến tuần hoàn tính chất nguyên tố hóa học  Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố xếp theo chu kỳ, nhóm, phân nhóm Nguyên tố phân nhóm có tính chất hóa học gần giống 32 ... thiểu  Sự phân bố electron theo quy luật dẫn đến tuần hoàn tính chất nguyên tố hóa học  Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố xếp theo chu kỳ, nhóm, phân nhóm Nguyên tố phân nhóm có tính chất hóa học... hình electron nguyên tử  Là xếp electron “vào orbital” nguyên tử  Giải thích tuần hoàn tính chất vật lý, hóa học nguyên tử 22 quy tắc phân bố electron  Nguyên lý Pauli: Trong nguyên tử, có... tiêu  Viết cấu hình electron nguyên tố  Giải thích khác tính chất loại nguyên tố theo định luật tuần hoàn Nhắc lại cấu tạo nguyên tử 11 Mẫu nguyên tử Bohr  Trong nguyên tử, electron quay theo