Bài giảng Hóa đại cương ThS. Nguyễn Thị Bạch Tuyết ĐH Bách Khoa TPHCM

HÓA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Chương1: CẤU TẠO NGUYEÂN TỬ I.NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ 1.Ngun tử a)Khái niệm Nguyên tử đơn vị cấu trúc nhỏ nguyên tố hoá học phản ứng hoá học (thông thường) nguyên tử không thay đổi (theo quan điểm hoá học) b)Cấu tạo nguyên tử - gồm có hai phần + Hạt nhân nguyên tử - chứa hạt proton(p) mang điện tích dương neutron(n) có khối lượng gần khối lượng proton không mang điện Trong hạt nhân hạt proton neutron liên kết với loại lực đặc biệt gọi lực hạt nhân Hạt nhân nguyên tử có kích thước khoảng 10-13cm nhỏ so với kích thước nguyên tử khoảng10-8 cm (Ngoại trừ hạt nhân nguyên tử hydro có proton) + Lớp vỏ electron (điện tử) – tạo electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử Bảng : Khối lượng điện tích electron, proton neutron Tên Ký hiệu Khối lượng Điện tích (kg) đvklnt (C) Tương đối đ/v e -31 -4 -19 Điện tử e 9,1095.10 5,4858.10 –1,60219.10 –1 -27 -19 Proton p 1,6726.10 1,007276 +1,60219.10 +1 -27 Neutron n 1,6745.10 1,008665 0 (ñvklnt - đơn vị khối lượng nguyên tử ) *Nhận xét – nguyên tử ta có : -Số electron số proton (do nguyên tử trung hoà điện) -Khối lượng hạt nhân nguyên tử chiếm 99,9% khối lượng toàn nguyên tử, nên khối lượng nguyên tử coi tập trung hạt nhân nguyên tử (mP≈mn≈1836 me ) HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết -Kích thước nguyên tử lớn kích thước hạt nhân khoảng105 lần Nên vỏ điện tử chiếm thể tích lớn thể tích nguyên tử có khối lượng nhỏ , không đáng kể so với khối lượng nguyên tử -Độ bền hạt nhân nguyên tử phụ thuộc vào số proton neutron có thành phần hạt nhân Ở nguyên tố có khối lượng nhỏ, số proton số neutron hạt nhân nguyên tử bền vững Ở nguyên tử có khối lượng lớn, tăng số proton neutron không giống tỷ lệ chúng không phù hợp làm cho hạt nhân bền dẫn đến tượng phóng xạ *Hai đặc trưng nguyên tử điện tích hạt nhân (Z) số khối A Z - điện tích hạt nhân tổng số proton nhân, gọi bậc nguyên tử Z A - số khối lượng nguyên tử tổng số proton neutron hạt nhân nguyên tử c)Nguyên tố hoá học – chất tạo thành từ nguyên tử có điện tích hạt nhân Z Ký hiệu A Z X X – nguyên tố hoá học Trong phản ứng hoá học, hạt nhân nguyên tử bảo toàn, có lớp vỏ điện tử thay đổi nên số lượng trật tự xếp electron nguyên tử định tính chất hoá học nguyên tố ( thực ra, sau thấy ứng với nguyên tố hoá học, tổng số điện tử quanh nhân có số điện tử quanh nhân định đặc tính nguyên tố đó, điện tử gọi điện tử hoá trị ) Vì Z –là đặc trưng quan trọng cho nguyên tố hoá học Z - số thứ tự nguyên tố hoá học bảng hệ thống tuần hoàn Mendeleev d)Đồng vị – dạng khác nguyên tố hoá học, chúng có số proton khác số khối khác số neutron Ví dụ - Các đồng vị Hydro: 1H - Hydro hay Hydro nheï ( 99,98%) 2H hay D - Hydro nặng hay Đơteri ( 0,016 % ) 3H hay T - Triti ( 10-3 %) *Các đồng vị có tính chất hoá học vật lý không giống Về phương diện hoá học Đơteri hoạt động Hydro thường Khi điện phân nước phân tử H2O bị điện phân trước, lại phân tử D2O tụ lại bình điện phân HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Đây phương pháp quan trọng để điều chế Đơteri dạng nước nặng D2O nguyên chất *Mỗi nguyên tố hoá học thường có số dạng đồng vị đồng thời tồn tạ i với tỷ lệ đó, nên khối lượng nguyên tử nguyên tố có giá trị trung bình cộng khối lượng nguyên tử đồng vị (theo tỷ lệ tồn ) thường có giá trị lẻ *Các đồng vị bền không bị phân hủy theo thời gian gọi đồng vị không phóng xạ Các đồng vị không bền bị phân hủy theo thời gian gọi đồng vị phóng xạ e) Mol Theo hệ đơn vị SI (Systeme Internationnal ) mol đơn vị đo lường chất hoá học, mol chất chứa 6,023.1023 tiểu phân cấu trúc chất (nguyên tử , phân tử , ion, electron….) Ví dụ – mol ion H+ chứa 6,23.1023 ion H+ mol electron chứa 6,23.1023 electron Quang phổ nguyên tử PHỔ BỨC XẠ ĐIỆN TỪ a)Nguyeân tắc – cho chùm xạ điện từ với bước sóng khác qua hệ thống phân ly quang học (lăng kính ) chùm xạ phân ly thành xạ thành phần có bước sóng khác theo phương khác (vì chiết suất n lăng kính phụ thuộc vào  ), xạ có bước sóng ngắn lệch phía đáy lăng kính nhiều Nếu dùng phận ghi nhận xạ phân ly ta thu quang phổ chùm xạ * Nếu chùm xạ ban đầu gồm tất bước sóng miền (miền khả kiến, tử ngoại, hồng ngoại) quang phổ thu giải liên tục( tập họp giá trị liên tục ) gọi quang phổ liên tục Ví dụ - Quang phổ ánh sáng mặt trời quang phổ liên tục Miền trông thấy quang phổ dãy màu liên tục : đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết QUANG PHỔ LIÊN TỤC  Trường hợp chùm xạ ban đầu gồm số xạ ứng với bước sóng gián đoạn xác định 1, 2 , 3 , quang phổ thu gồm số vạch xác định tương ứng với bước sóng 1, 2 , 3 , gọi quang phổ vạch QUANG PHỔ PHÁT XẠ CỦA NGUYÊN TỬ HYDRO (QUANG PHỔ VẠCH) *Chuøm xạ ban đầu vật phát quang phát sau kích thích qua nhận lượng hình thức nhiệt năng, điện năng, quang phổ thu gọi quang phổ phát xạ ( liên tục , vạch hay đám ) HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết - Các chất rắn lỏng đốt nóng đến trạng thái nóng đỏ phát quang phổ phát xạ quang phổ liên tục - Các chất khí (hơi) trạng thái nguyên tử cho quang phổ phát xạ quang phổ vạch Mỗi vạch ứng với bước sóng xác định Số vạch cách xếp vạch phụ thuộc vào chất khí hay nguyên tử Vì quang phổ vạch gọi quang phổ nguyên tử Ví dụ -Quang phổ phát xạ kim loại vùng thấy Hg, Li, Cd, Sr(quang phổ vạch) QUANG PHỔ PHÁT XẠ NGUN TỬ Các phương pháp quang phổ có ý nghóa lớn cho việc phân tích định tính định lượng chất b) Quang phổ nguyên tử Hydro Quang phổ nguyên tử quang phổ vạch điều chứng tỏ electron nguyên tử có lượng cho phép định đó, hay nói cách khác lượng electron nguyên tử bị lượng tử hoá Khi electron chuyển từ trạng thái có mức lượng (ầu ) sang trạng thái có mức lượng khác (Ecuối) xạ (khi ầu > Ecuối ) hấp thụ ( ầu < Ecuối ) photon có lượng hiệu hai mức lượng tần số xác định biểu thức sau | ầu - Ecuối | = E = h. = h.C. = h.C/ h - số Plank có giá trị h = 6,6256.10-34 J.s = 6,6256.10-27 erg/s ;  - tần số xạ  - bước sóng ; C - tốc độ ánh sáng có giá trị C = 3.108 m/s ; - số sóng (cm-1)  = 1/ * Quang phổ phát xạ nguyên tử Hydro Trong nguyên tử Hydro ứng với bước nhảy xác định từ quỹ đạo nc (quỹ đạo có mức lượng cao) quỹ đạo nt (quỹ đạo có mức lượng thấp hơn) nguyên tử phát xạ đơn sắc với số sóng xác định phương trình Rydberg  = 1/ = RH ( 1/nt2 -1/nc2 ) ; RH - số Rydberg có giá trị RH = 109678 cm-1 +với nt = ; nc = 2,3,4,5…. tập họp xạ thuộc dãy Lyman, thuộc miền tử ngoại Lyman tìm năm 1916 +với nt = ; nc = 3,4,5…. tập họp xạ thuộc dãy Balmer thuộc miền khả kiến, quan sát mắt, Balmer tìm năm 1885 dãy phổ quan trọng Hydro Dưới số vạch phổ quan trọng thường nói ñeán H  , H , H , H HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Ký hieäu H H H H nc nt 2 2  (Å) màu 6563,1 đỏ 4861,3 Xanh lam 4340,5 Chàm 4101,7 tím +với nt = ; nc = 4, 5, …  taäp họp xạ thuộc dãy Paschen thuộc miền hồng ngoại +với nt = ; nc = 5, …  tập họp xạ thuộc dãy Brackett thuộc miền hồng ngoại xa +với nt = ; nc = 6, 7, …  tập họp xạ thuộc dãy Pfund thuộc miền hồng ngoại xa II.SƠ LƯỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUNTỬ 1.Thuyết cấu tạo nguyên tử Thompson (1898) Nguyên tử cầu bao gồm điện tích dương phân bố đồng toàn thể tích, điện tích âm dao động phân tán 2.Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford (1911) a)Đề nghị cấu tạo * Hạt nhân mang điện tích dương, tập trung gần toàn khối lượng nguyên tử * Các electron mang điện tích âm chuyển động quay tròn quanh nhân b)Ưu điểm - chứng minh tồn hạt nhân nguyên tử c)Khuyết điểm Không giải thích Tính bền nguyên tử Quang phổ vạch HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết 3.Mẫu nguyên tử theo Bohr (1913): kết hợp mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford thuyết lượng tử ánh sáng Có ba định đề Bohr : - Định đề - electron quay quanh nhân quỹ đạo tròn đồng tâ m xác định gọi quỹ đạo bền Mỗi quỹ đạo bền tương ứng với mức lượng xác định điện tử Những quỹ đạo bền quỹ đạo thoả mãn điều kiện: momen động lượng điện tử di chuyển quỹ đạo phải có giá trị bội số nguyên lần h/2 mvr = n.h/2 = n  đó: m v khối lượng tốc độ chuyển động điện tử; r bán kính quỹ đạo bền; mvr – momen động lượng điện tử n - số nguyên gọi số lượng tử có giá trị n = 1,2,3,4 ……   ứng với giá trị xác định n ta có quỹ đạo bền  h 2 gọi đơn vị lượng tử momen động lượng - Định đề - electron quay quỹ đạo bền electron không xạ, nghóa không lượng (điều trái với định luật xạ điện động học kinh điển ) - Định đề –năng lượng phát xạ hay hấp thụ electron chuyển từ quỹ đạo bền sang quỹ đạo bền khác Khi có hấp thụ hay phát xạ lượng tử lượng (photon ) hiệu hai mức lượng điện tử quỹ đạo bền tương ứng E=  Eñ – Ec  = h ; Eñ - lượng electron quỹ đạo bền ban đầu Ec - lượng electron quỹ đạo bền ban cuối Như vậy, theo thuyết Borh, lượng điện tử nguyên tử lượng tử hoá, nguyên tử phép tồn số xác định quỹ đạo bền có lượng xác định ứng với giá trị nguyên Với thừa nhận vậy, mẫu nguyên tử Borh áp dụng thành công cho trường hợp nguyên tử hydro ion có chứa electron a)Ưu điểm * Bằng cách áp dụng định luật vật lý cổ điển kết hợp với điều kiện lượng tử hoá quỹ đạo, Borh thiết lập biểu thức tính bán kính quỹ đạo bền, lượng, tốc độ electron quỹ đạo bền Từ đó, xác minh tính lượng tử hoá lượng điện tử nguyên tử Bán kính quỹ đạo bền electron n2 h2 n2 n2 rn   a  , 529 A Z 4 me Z Z Năng lượng electron nguyên tử HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Z 2 me Z2 En    13,6 eV n h2 n Tốc độ electron quỹ đạo bền v Z 2e Z Z  v0  2185 m / s n h n n * Dấu trừ biểu thức tính lượng điện tử Borh có ý nghóa điện tử trạng thái liên kết với nhân có lượng thấp so với vị trí xa vô nhân (n=), không bị nhân hút lượng không * Trong nguyên tử Hydro, n=1 r =a0 = 0,529 Å, giá trị gọi bán kính Borh * Khi số lượng tử n lớn mức lượng nằm xít gần nhau, nghóa hiệu số lượng mức cạnh giảm * Giải thích tượng quang phổ nguyên tử Hydro ion giống Hydro Tính toán vị trí vạch quang phổ Hydro vùng ánh sáng thấy * Vì khác hai mức lượng xác định nên lượng lượng phóng thích xác định tương ứng với vạch phổ có màu sắc, bước sóng xác định Cho nên quang phổ nguyên tử quang phổ vạch Sự khác lượng hai quỹ đạo lớn photon phóng thích mang lượng lớn, bước sóng ngắn * Cường độ sáng vạch phụ thuộc vào số photon xạ có bước sóng tương ứng với vạch phổ phóng thích b) Khuyết điểm * Không giải thích độ bội quang phổ vạch * Khi đưa định đề áp dụng học lượng tử tính toán lại sử dụng học cổ điển * Xem electron chuyển động mặt phẳng * Không xác định vị trí electron đâu chuyển từ quỹ đạo sang quỹ đạo khác * Không giải thích lượng địên tử bị lượng tử hoá * Khi áp dụng cho nguyên tử phức tạp, thuyết Bohr không cho kết định lượng xác mà có tính định tính Về sau, Sommerfeld cố gắng bổ sung thêm quỹ đạo hình elip bên cạnh quỹ đạo hình tròn Borh mẫu nguyên tử BohrSommerfeld không xác Nguyên nhân dẫn đến hạn chế thuyết Bohr-Sommerfeld quan niệm điện tử nguyên tử chuyển động quỹ đạo xác định áp dụng định luật vật lý cổ điển để miêu tả trạng thái chuyển động điện tử nguyên tử Ngày biết rằng, điện tử vi hạt , chuyển động tuân theo quy luật khác hẳn, đặc trưng cho giới vi mô.Vì vậy, để mô tả trạng HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết thái chuyển động phức tạp điện tử nguyên tử cần có lý thuyết hoàn chỉnh – học lượng tử III.CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ 1.Những luận điểm học lượng tử a) Luận điểm1 -Tính lưỡng ngun hạt vi mơ Cơ học lượng tử quan niệm hạt vi mô có tính chất hạt tính chất sóng, nghóa chúng thể đồng thời hạt sóng Hệ thức L de Broglie:  ñoù: h mv h - số Plank = 6,625.10-27erg.s m - khối lượng hạt vi mô v – tốc độ hạt vi mô  - bước sóng + Bản chất hạt hạt vi mơ thể qua khối lượng m + Bản chất sóng hạt vi mơ chuyển động tạo sóng truyền với bước sóng  Ví dụ + Đối với electron có khối lượng m = 9,1.10-28g, chuyển động với tốc độ v = 108cm/s tạo nên sóng  = 7,25.10-8cm + Đối với viên bi có khối lượng m = 1g, chuyển động với tốc độ v = 1cm/s tạo nên sóng  = 6,6.10-27cm Do độ dài sóng kết hợp chuyển động viên bi có giá trị nhỏ so với kích thước nên thiết bị phát Nhưng trường hợp điện tử, chất sóng bỏ qua b) Luận điểm - Nguyên lý bất định Heisenberg (1927) Bản chất sóng - hạt đưa tới hệ quan trọng chuyển động nó, thể nguyên tắc Heisenberg đưa năm 1927: đồng thời xác định xác vị trí tốc độ hạt vi mô  h x.v X   m 2m x - độ bất định vị trí trục x vx - độ bất định tốc độ trục x  Đối với hạt vi mơ xác định, đại lượng  số nên tốc độ hạt m xác định xác tọa độ xác định xác ngược lại - Như xác định tương đối xác tốc độ chuyển động electron khơng thể xác định vị trí electron thời điểm đó, có nghĩa xác định quỹ đạo chuyển động mà xác định vùng khơng gian mà electron có mặt Nói cách khác xác định tương đối xác tốc độ chuyển động electron khơng thể nói đến đường xác nó, mà nói đến xác suất có mặt chỗ khơng gian quanh nhân nguyên tử c) Luận điểm - Phương trình sóng Schrưdinger - Phương trình sóng Schrưdinger học lượng tử đóng vai trò định luật Newton học cổ điển HÓA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết - Theo học lượng tử, việc nghiên cứu cấu trúc hệ vi mô chẳng qua việc giải phương trình sóng Schrưdinger hệ vi mơ - Phương trình sóng Schrưdinger mơ tả chuyển động hạt vi mô trường trạng thái dừng (trạng thái hệ khơng thay đổi theo thời gian)       8 m E  V      x y z h2  - vi phân riêng phần m - khối lượng hạt vi mô h – số Plank E – lượng tồn phần hạt vi mô V - hạt vi mô x, y, z – toạ độ xác định vị trí hạt vi mô *(x,y,z ) - hàm sóng mô tả trạng thái hạt vi mô, có giá trị âm dương thân hàm sóng  ý nghóa vật lý *2 (x,y,z) – mật độ xác suất có mặt hạt vi mô điểm có tọa độ x, y, z ( có giá trị luôn dương ) * 2 (x,y,z)dV –xác suất có mặt hạt vi mô phần tử thể tích dV có tâm điểm có tọa độ x,y,z với dV=dx.dy.dz ví dụ - giả sử 2dV = 0,01(xem hạt vi mô electron) ta hiểu là: * 100 lần ghi nhận có lần electron có mặt yếu tố thể tích dV * thời gian electron có mặt dV 1% tòan thới gian ghi nhận * có 1% điện tích electron tập trung dV Trong học lượng tử không khái niệm quỹ đạo, nên người ta tìm cách xác định xác suất tìm thấy hạt điểm khác không gian Vì xác suất tìm thấy hạt toàn không gian nên ta có : đó:  ( x, y, z ) dV   Đây điều kiện chuẩn hoá hàm sóng Hàm sóng thoả mãn điều kiện gọi hàm chuẩn hoá.Với ý nghóa vật lý trên, hàm sóng  phải mang tính đơn trị, liên tục hữu hạn *Giải phương trình sóng Schrưdinger để tìm hàm sóng  thích hợp thỏa mãn phương trình sóng giá trị lượng E tương ứng.(  E nghiệm phương trình) *Phương trình sóng Schrưdinger giải xác cho trường hợp nguyên tử Hydro (hệ có electron ) Đối với nguyên tử đa điện tử (hệ vi mơ phức tạp ) phải giải gần 2.Trạng thái electron nguyên tử Hydro ( ion dạng Hydro ) a) Giải phương trình sóng Schrưdinger cho nguyên tử Hydro Trong trường hợp gần coi hạt nhân đứng yên, trọng tâm hệ nguyên tử trùng với trọng tâm hạt nhân lấy tâm hạt nhân làm gốc toạ độ Khi ta xét chuyển động electron không gian tác dụng điện 10 xuống nên nhiệt độ sôi dung dịch tăng Khi nồng độ chất tan đạt đến nồng độ bão hịa nhiệt độ sôi dung dịch số c Nhiệt độ kết tinh dd: - Chất lỏng kết tinh nhiệt độ, áp suất pha lỏng áp suất pha rắn kt → Tddkt  Tdm - Dung dịch có nồng độ chất tan lớn kết tinh nhiệt độ thấp - Nhiệt độ kết tinh dung dịch nhiệt độ bắt đầu kết tinh Vì dung mơi kết tinh nồng độ chất tan dung dịch tăng, áp suất bão hòa giảm xuống nên nhiệt độ kết tinh dung dịch thấp Khi nồng độ chất tan đạt đến nồng độ bão hịa nhiệt độ đơng đặc dung dịch số 3.Áp suất thẩm thấu  a Sự thẩm thấu áp suất thẩm thấu Hiện tượng thẩm thấu- di chuyển dung mơi vào dd qua màng bán thấm Lực tác dụng lên 1cm2 màng bán thấm để ngăn không cho dung môi qua nó, nghóa ngăn không cho tượng thẩm thấu xảy ra, gọi áp suất thẩm thấu b Định luật Van’t Hoff: Van’t Hoff: dd lỗng, áp suất thẩm thấu không phụ thuộc vào chất chất tan mà tỷ lệ với nồng độ dd nhiệt độ   C M RT đó:  - áp suất thẩm thấu CM – nồng độ mol dung dịch Khi thay C M  n , n – số mol chất tan thể tích V, ta có: V = nRT V Van’t Hoff (1887): Áp suất thẩm thấu dung dịch loãng áp suất gây chất tan trạng thái khí nhiệt độ chiếm thể tích dung dịch VIII DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LY Tính chất bất thường dung dịch axit, baz muối a Không tuân theo định luật Raoult Van’t Hoff - Các đại lượng , p, Ts, Tkt dung dịch axit, baz muối xác định thực nghiệm luôn lớn so với tính toán lý thuyết p' T '  ' i   p T  - Van’t Hoff: dung dịch axit, baz muối: phải bổ xung thêm hệ số i vào công thức định luật Raoult Van’t Hoff: p '  ip  ip0 N T '  iT  ikCm  '  i  iRTC M p, T,  - tính theo định luật Raoult Van’t Hoff p’, T’, ’ - đo thực nghiệm i - hệ số đẳng trương hay hệ số Van’t Hoff b Dung dịch điện ly có tính dẫn điện Nước nguyên chất không dẫn điện Các dung dịch nước axit, baz muối dẫn điện Sự điện ly thuyết điện ly a) Sự điện ly Các tính chất bất thường Arrhenius giải thích: - Sự tăng số hạt chất tan phân tử chất tan phân ly thành hai hay nhiều hạt bé - Tính dẫn điện dung dịch axit, baz muối giải thích dịch chuyển đến điện cực hạt mang điện gọi ion Ion mang điện dương đến cực âm (catod) gọi cation, ion mang điện âm đến cực dương (anod) gọi anion b) Thuyết điện ly cổ điển Arrhenius - Các axit, baz muối tan nước phân ly thành ion - Các chất dung dịch phân ly thành ion gọi chất điện ly Ưu điểm: giải thích t/c bất thường dd điện ly Nhược điểm: không ý đến tương tác chất tan dung môi, thuyết điện ly Arrhenius coi phân tử phân ly thành ion tự c) Thuyết điện ly đại Kablukov -Trong dd nước ion tự do, có ion bị hydrat hóa hydrat hóa nguyên nhân phân ly phân tử thành ion Khi bỏ hợp chất ion vào nước, ion bề mặt tinh thể làm cho phân tử nước xoay hướng cho đầu lưỡng cực nước gần ion trái dấu Kết có phân tử nước bao quanh ion Do lực tương tác ion bị suy yếu đến mức lượng chuyển động phân tử dung dịch đủ làm cho ion tách rời vào dung dịch Đó tượng điện ly - Khi chất tan phân tử cộng hóa trị phân cực mạnh, ví dụ HCl, giai đoạn trước phân ly tác dụng phân tử nước, kiến trúc có cực chuyển thành kiến trúc ion Đó tượng ion hóa - Trong trường hợp trường hợp phân tử dung mơi phân cực, xoay hướng lưỡng cực xung quanh ion xảy với mức độ Do lực tương tác ion không bị suy yếu nhiều nên lượng chuyển động phân tử dung dịch không đủ làm cho ion tách rời Bởi ion hóa khơng xảy Trong dung mơi thường dùng, có tác dụng ion hóa lớn nhật nước, benzen -Nếu phân tử chất tan có nhiều kiểu liên kết hóa học khác phân ly xảy trước hết liên kết ion, đến liên kết cộng hóa trị phân cực mạnh không xảy liên kết cộng hóa trị phân cực yếu khơng phân cực Ví dụ: NaHSO4 ↔ Na+ + HSO4NaHSO4- ↔ H+ + SO42d) Độ điện ly : đặc trưng cho khả phân ly chất điện ly dung dịch - Cân điện ly: Q trình ion hóa AmBn mAn+ + nBmQ trình phân tử hóa Số phân tử phân ly thành ion = Tổng số phân tử hòa tan dung dịch  = phân ly hồn tồn khơng xảy ra: dung dịch phân tử  = phân ly xảy hoàn toàn - Phân loại: + Chất điện ly mạnh:  = (HCl, HNO3, NaOH, Ca(OH)2, KCl…) + Chất điện ly yếu:  < (HCN, H2CO3, CH3COOH, NH4OH…) - Độ phân ly phụ thuộc vào: + Bản chất chất tan dung môi + Nồng độ dung dịch + Nhiệt độ (ít) - Mối liên hệ độ phân ly  hệ số Van’t Hoff i:   i 1 q 1 Sự phân ly: AmBn  mAn+ + nBmBan đầu n0 Phân ly n0 mn0 nn0 Cân n0(1-) mn0 nn0 ∑ số hạt có dd là: n0(1-) + mn0 + nn0 = n0(1-) + n0(m+ n) q - số ion ptử đly = n0(1-) + n0q = n0(1- + n0q) n0 n0 (1    n0 q )  ' RTC M i        n0 q  RTC M n0 n0  i 1 q 1 - độ điện ly biểu kiến - Quy ước theo độ điện ly biểu kiến: dung dịch nước 0.1N, 250C + Chất điện ly mạnh: có  > 30% + Chất điện ly yếu: có  < 3% + Chất điện ly trung bình: có 3% <  < 30% Cân dung dịch chất điện ly yếu AB  A+ + BBan đầu C0 Điện ly C0 C0 C0 Cân C0(1 - ) C0 C0 C C C 2 Hằng số cân điện ly: K  A B  C AB 1  Khi  0 dẫn đến G < : phản ứng tự phát theo chiều thuận  Nếu 2 < 1 E 0 : phản ứng tự phát theo chiều nghịch  Nếu 2 = 1 E = dẫn đến G = : phản ứng đạt trạng thái cân hoá học G0 = -nE0F= -RTlnK nE0 F RT nE LgK  0,059 LnK  250C * Quy tắc nhận biết chiều diễn phản ứng oxy hóa - khử: Phản ứng oxy hóa khử xảy theo chiều dạng oxy hóa cặp điện cực lớn oxy hóa dạng khử cặp oxy hóa - khử điện cực nhỏ  OX > + kh <  Kh > + OX < Chú ý: sử dụng đại lượng điện cực tiêu chuẩn 0 để xét chiều phản ứng oxy hóa - khử điện cực tiêu chuẩn hai cặp cách xa tiến hành phản ứng gần điều kiện tiêu chuẩn Trường hợp chúng có giá trị điện cực tiêu chuẩn gần điều kiện phản ứng khác điều kiện tiêu chuẩn phải tính giá trị điện cực () ứng với điều kiện thực tế để xác định chiều phản ứng 6.Pin nồng độ- gồm hai điện cực tạo kim loại, nhúng vào hai dung dịch chất điện ly (có cation kim loại làm điện cực) có nồng độ khác  Cực dương (CATOD) điện cực có nồng độ dung dịch lớn (C+) nên khử lớn Quá trình khử : Mn+ + ne  Mdc xuất kết tủa kim loại  Cực âm (ANOD) – điện cực có nồng độ dung dịch nhỏ (C- ) nên khử nhỏ Quá trình oxyhoá : Mdc - ne  Mn+ điện cực bị tan  Chiều vận chuyển electron từ cực âm (có nồng độ nhỏ) sang cực dương (có nồng độ lớn) Chiều dòng điện ngược lại Sức điện động Pin nồng độ E = + - - = RT C ln nF C ; 250C E = 0,059 C  lg n C Ví dụ - (-)Ag  C2 , Ag+  Ag+ , C1  Ag (+) C1 > C2 + Tại cực dương (catod) 1 : Ag (dd) + 1e  Agdc Tại cực âm (anod) 2 : Agdc - 1e  Ag+ (dd) E = = 1 - 2 = RT C1 ln nF C2 ; 250C E = 0,059 C1 lg n C2 ... điện tử nguyên tử lúc bị trước tiên hình thành cation 19 HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết 20 HÓA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Chương II HỆ THỐNG TUẦN HỒN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC CẤU... không đổi so với chu kỳ V 12 HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Bán kính nguyên tử tăng dần Bán kính ngun tử tăng dần 13 HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết *Bán kính ion- bán kính ion... XÉT 22 Ion HĨA ĐẠI CƯƠNG – GV Nguyễn thị Bạch Tuyết Hoaù trị số oxi hóa a )Hóa trị Hoá trị nguyên tố số liên kết hóa học mà nguyên tử nguyên tố tạo nên phân tử b)Số oxi hóa Số oxi hóa điện tích