Xây dựng hệ thống bài tập học phần hóa học đại cương 1 nhằm tăng cường năng lực tự học của sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== PHẠM THỊ NGỌC LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hóa Vơ Hà Nội – 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== PHẠM THỊ NGỌC LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: Hóa Vơ Người hướng dẫn khoa học TS Đăng Thị Thu Huyền Hà Nội – 2018 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy giáo khoa Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2, thầy cô tổ Hóa Vơ - Đại cương tạo điều kiện thuận lợi suốt thời gian em theo học khoa thời gian em làm khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đăng Thị Thu Huyền người trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn, tận tâm bảo kiến thức chuyên môn thiết thực dẫn khoa học quý báu, giúp đỡ em q trình em làm khóa luận tốt nghiệp Em xin cảm ơn gia đình, anh em, bạn bè, người bên, chia sẻ, động viên giúp đỡ em trình em làm khóa luận tốt nghiệp Để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, cố gắng, song ngày đầu làm quen, tiếp cận học hỏi nghiên cứu khoa học không tránh khỏi hạn chế, thiếu sót mặt kiến thức kinh nghiệm, em mong nhận đóng góp ý kiến chân thành từ q thầy giáo bạn bè để khóa luận hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Sinh viên Phạm Thị Ngọc Linh MỤC LỤC PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Giả thuyết khoa học Đóng góp đề tài PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1.1.Tổng quan vấn đề tự học 1.1.1 Khái niệm tự học 1.1.2 Các kĩ tự học 1.1.3 Quy trình tự học 1.1.4 Các hình thức tự học 1.1.5 Tác dụng tự học 1.2 Tổng quan tập hóa học 1.2.1 Khái niệm tập hóa học 1.2.2 Vai trò tập hóa học 1.2.3 Phân loại tập hóa học 13 1.2.4 Vận dụng kiến thức để giải tập hóa học 15 1.2.5 Xu hướng phát triển tập hóa học 16 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÀI TẬP 18 2.1 Bài tập chương 2: Cấu tạo nguyên tử hệ thống tuần hoàn 18 2.1.1 Bài tập hạt nhân nguyên tử 18 Dạng 1: Bài tập đồng vị 18 Dạng 2: Bài tập độ hụt khối, lượng liên kết hạt nhân 20 Dạng 3: Bài tập phản ứng hạt nhân 21 2.1.2 Bài tập thuyết lượng tử Planck đại cương học lượng tử 23 Dạng 1: Bài tập thuyết lượng tử Planck 23 Dạng 2: Bài tập tượng quang điện 26 Dạng 3: Bài tập sóng vật chất De Broglie 28 Dạng 4: Bài tập nguyên lý bất định Heisenberg 29 2.1.3 Bài tập nguyên tử hiđro ion giống hiđro 32 Dạng 1: Bài tập kết giải phương trình Schroedinger 32 Dạng 2: Bài tập quang phổ 35 Dạng 3: Bài tập ion giống nguyên tử hiđro 38 2.1.4 Bài tập nguyên tử nhiều electron 40 Dạng 1: Bài tập sở viết cấu hình electron 40 Dạng 2: Bài tập cấu hình electron nguyên tử ion 44 Dạng 3: Bài tập áp dụng phương pháp Slater 47 2.1.5 Bài tập hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học 50 Dạng 1: Bài tập mối quan hệ giữ vị trí cấu hình electron 50 Dạng 2: Bài tập quy luật biến đổi tính chất 56 2.2 Bài tập chương 3: Cấu tạo phân tử liên kết hóa học 60 2.2.1 Bài tập viết công thức cấu tạo Lewis 60 2.2.2 Bài tập xác định dạng hình học phân tử theo thuyết VSEPR 66 2.2.3 Bài tập momen lưỡng cực 75 2.2.4 Bài tập giải thích hình thành kiên kết theo thuyết liên kết cộng hóa trị (Thuyết VB) 77 2.2.5 Bài tập giải thích hình thành kiên kết theo thuyết orbital phân tử (Thuyết MO) 87 2.2.6 Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất 94 Dạng 1: Gọi tên phức 94 Dạng 2: Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất theo thuyết Pauling 97 Dạng 3: Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất theo thuyết trường tinh thể 102 KẾT LUẬN 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 Khóa luận tốt nghiệp PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hóa học Đại cương học phần chương trình đào tạo đại học ngành Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Học phần gồm nội dung là: + Chương 2: Cấu tạo nguyện tử - Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hóa học + Chương 3: Cấu tạo phân tử - Liên kết phân tử + Chương 4: Tinh thể Việc học hiệu mơn học giúp sinh viên có tảng vững giúp ích cho việc học tập nghiên cứu sau Nắm vững lý thuyết vận dụng để giải tập vấn đề cốt lõi để hiểu môn học Tuy nhiên, với sách Bộ Giáo dục Đào tạo, chuyển sang đào tạo đại học với hình thức tín chỉ, lấy người học làm trung tâm Hình thức đào tạo nhiều mẻ yêu cầu sinh viên phải tự giác, chủ động học tập nhiều hơn, tự học điều tất yếu Khả tự học sinh viên phụ thuộc vào nhiều yếu tố ý thức tự học sinh viên, nội dung môn học, điều kiện ngoại cảnh… Việc ý thức tầm quan trọng kiến thức để rèn luyện cho thân quan trọng cho khả tự học Đó khơng phải việc ghi ghi, chép chép, học thuộc lòng thầy nói lớp hay lên mạng tìm tài liệu, phải kết lâu dài việc hiểu kiến thức vận dụng giải tập Học tập hiệu môn học nói chung, Hóa học Đại cương nói riêng, sinh viên đòi hỏi phải dành nhiều thời gian cho việc học nhà, khơng phải việc dễ dàng với sinh viên năm nhất, bạn vừa làm quen với môn học chuyên ngành Để giúp bạn có thêm tham khảo cách tự học nhà đạt hiệu cao cho mơn Hóa học Đại cương 1, đặc biệt chương 2, em nghiên cứu đề tài “Xây dựng Phạm Thị Ngọc Linh K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp hệ thống tập học phần Hóa học Đại cương nhằm tăng cường lực tự học sinh viên” Mục tiêu nghiên cứu + Nhằm góp phần nâng cao lực tự học mơn Hóa học nói chung học phần Hóa học Đại cương - Chương 2: Nguyên tử - Hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học Chương 3: Cấu tạo phân tử - Liên kết hóa học nói riêng sinh viên Trường Đại học Sư phạm Hà Nội + Xây dựng hệ thống tập chương 2, chương Phân loại tìm phương pháp, đề xuất hướng làm Đối tượng nghiên cứu Mối quan hệ phương pháp tự học có hướng dẫn với chất lượng dạy học chương 2, học phần Hóa học Đại cương Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phạm vi nghiên cứu Quá trình dạy học chương 2, học phần Hóa học Đại cương trường Đại học Sư phạm Hà Nội Nhiệm vụ nghiên cứu - Phân tích sở lí luận sở thực tiễn việc xây dựng hệ thống tập để hướng dẫn sinh viên tự học chương 2, học phần Hóa học Đại cương - Xây dựng hệ thống tập có lời giải chương 2, Đồng thời xây dựng hệ thống tập tương tự phục vụ khả tự học sinh viên theo học chuyên ngành Hóa học Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lí thuyết (Phân tích, so sánh, tổng hợp): Thu thập thông tin thông qua sách vở, đọc sách báo, tài liệu nhằm mục đích tìm chọn khái niệm tư tưởng sở cho lí luận đề tài, hình thành giả thuyết khoa học - Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, trò chuyện với sinh viên nhằm đánh giá khả tự học sinh viên Phạm Thị Ngọc Linh K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Phương pháp xây dựng hệ thống tập hóa học: Mỗi dạng tập phù hợp với mục đích khác Vì thế, cần xác định mục đích sử dụng tập để xây dựng cho hợp lý + Sử dụng tập để củng cố, mở rộng, đào sâu kiến thức: xây dựng tập dựa vào công thức học lý thuyết, yêu cầu tìm đại lượng đặc trưng cho nội dung lý thuyết học, từ mở rộng vấn đề, ghép nối nội dung lý thuyết đề thành tập vận dụng + Sử dụng tập để rèn kỹ năng: để rèn kỹ ta cần xây dựng nhiều tập tương tự nhau, từ cơng thức ta biến đổi thành tập có kiện khác yêu cầu tính đại lượng khác + Sử dụng tập để rèn tư logic: xây dựng tập mà giải cần dựa vào tính logic vấn đề + Sử dụng tập để rèn lực phát vấn đề giải vấn đề: sử dụng tập giúp học sinh ghi nhớ khắc sâu lý thuyết, khơng học vẹt nhớ máy móc Cần xây dựng tập có mấu chốt vấn đề, dựa vào sinh viên giải tập Hiện nay, tập xây dựng theo xu hướng loại bỏ tập có nội dung hóa học nghèo nàn cần sử dụng thuật toán phức tạp để giải Bài tập hóa học thường phải đáp ứng nhu cầu học tập chủ động (tự học) sinh viên - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến đóng góp thầy (cơ) giáo để hồn thiện tài liệu tự học Giả thuyết khoa học Nếu xây dựng hệ thống tập (tài liệu tự học có hướng dẫn) tốt sử dụng tài liệu cách hiệu góp phần tăng cường lực tự đọc, tự học sinh viên, nâng cao chất lượng dạy học mơn Hóa học Đại cương Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phạm Thị Ngọc Linh K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Đóng góp đề tài - Hệ thống hóa sở lí luận nâng cao chất lượng dạy học tổ chức việc tự học có hướng dẫn, sử dụng tài liệu hợp lí cho sinh viên - Xây dựng hệ thống tập có lời giải (tài liệu tự học có hướng dẫn) chương 2, học phần Hóa học Đại cương sử dụng hợp lí, hiệu nhằm nâng cao lực tự đọc, tự học, tự nghiên cứu cho sinh viên Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Phạm Thị Ngọc Linh K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Đáp án: 2 72 Cặp (CN, CN-) CN: 22s *2  2,5 2s  x  y  z ; N  2 2 82 CN-: 22s *2  , bền CN 2s  x  y  z ; N  2 2 *1 83 Cặp (NO, NO+) NO:  22s *2  2,5 2s  x  y  z  x ; N  2 2 82 NO+: 22s *2  , bền NO 2s  x  y  z ; N  2.2.6 Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất Dạng 1: Gọi tên phức Tên gọi phức chất bao gồm tên cation tên anion Tên gọi ion phức gồm có: số phối tử tên phối tử anion + số phối tử tên phối tử phân tử trung hòa + tên nguyên tử trung tâm * Số phối tử Phối tử dùng tiếp đầu ngữ: đi, tri, tetra, penta, …tương ứng với 2, 3, 4, 5, Phối tử nhiều dùng tiếp đầu ngữ: bis, tris, tetrakis, pentakis,hexakis…tương ứng với 2, 3, 4, 5, 6… * Tên phối tử + Nếu phối tử anion: tên anion +”o” Bảng tên gọi phối tử Floro S O32 Tiosunfato Cloro C O4  Oxalato BrI- Bromo CO32 Cacbonato Iotđo Hiđroxo NO2 Nitro HOCN- ONO- Nitrito SCN- Tioxianato FCl- Xiano + Nếu phối tử phân tử trung hồ: tên phân tử đó: Phạm Thị Ngọc Linh 94 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Một số phân tử trung hồ có tên riêng: C2H4 C5H5N CH3NH2 H2 O NH3 CO NO etylen pyriđin metylamin aqua (aquơ) amin cacbonyl nitrozyl * Nguyên tử trung tâm số oxi hóa Nếu nguyên tử trung tâm cation phức, người ta lấy tên nguyên tử kèm theo số La Mã, viết dấu ngoặc đơn để số oxi hóa cần Ví dụ coban (III), coban (II) Ngồi người ta sử dụng để số oxi hóa: a tương ứng hóa trị I, o - II, i - III, e - IV… Nếu nguyên tử trung tâm anion phức, người ta lấy tên ngun tử thêm at kèm theo số La Mã viết dấu ngoặc đơn để số oxi hóa, phức chất axit thay đuôi at ic Bài 1: Gọi tên phức sau: a [Cu(NH3)4](OH)2, [Cr(H2O)6]Cl3, [Co(NH3)5Cl]SO4, [Fe(H2O)6]Cl3, [Fe(H2O)6]Cl2, [Cu(NH3)4](SCN)2 b [Fe(CO)5]0, [Co(H2O)4Cl2]0, [Pt(NH3)2Cl3(OH)]0, [Co(NH3)3(NO3)3]0, [Ni(CO)4]0 c K2[Ni(CN)4], K2[Ni(C2O4)2], K2[CuCl4], K4[Mo(CN)8], K4[Fe(CN)6], K3[Fe(CN)6] Phạm Thị Ngọc Linh 95 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Giải: a [Cu(NH3)4](OH)2 tetraamin đồng (II) hiđroxit [Cr(H2O)6]Cl3 hexaaquơ crom(III) clorua [Co(NH3)5Cl]SO4 pentaamin cloro coban (II) sunfat [Fe(H2O)6]Cl3 hexaaquơ sắt (III) clorua [Fe(H2O)6]Cl2 hexaaquơ sắt (II) clorua [Cu(NH3)4](SCN)2 tetraamin đồng(II) thioxianat b [Fe(CO)5]0 [Co(H2O)4Cl2]0 pentacacbonyl sắt tetraaquơ đicloro coban(II) [Pt(NH3)2Cl3(OH)]0 điamin tricloro hiđroxo plantin (IV) [Co(NH3)3(NO3)3]0 triamin trinitrato coban(III) [Ni(CO)4]0 tetracacbonyl niken c K2[Ni(CN)4] kali tetraxiano nikenat K2[Ni(C2O4)2] kali đioxalato nikenat K2[CuCl4] kali tetracloro cuprat (II) K4[Mo(CN)8] kali octaxiano molipđat (IV) K4[Fe(CN)6] kali hexaxiano ferat (II) K3[Fe(CN)6] kali hexaxiano ferat (III) Bài 2: Viết cơng thức phức có tên sau: a Điaquơ tetraamin coban (III) clorua, Hexaaquơ cromi bromua, Hexaaquơ sắt (II) clorua, Tetraaquơ điamin cobanti clorua, Điaquơ tetraamin cobanto sunfat, Đicloro tetraaquơ cobanti clorua, Trietylen điamin đồng (II) sunfat b Điamin tricloro hiđroxo plantin(IV), Hexapyri đin platin (IV) hexacloro platinat (II), Tetraamin đibromo coban(II), Triamin trinitrito mangan(III), Hexacacbonyl mangan, Tetraaquơ đioxalato plantin(IV) Phạm Thị Ngọc Linh 96 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp c Natri tetrahiđroxo aluminat, Kali hexaxiano ferat (II), Kali hexaxiano ferat(III), Kali hexaxiano zincat, Kali hexaxiano cuprat (II), Natri hexathioxinato stanat(IV) Giải: a [Cr(H2O)2(NH3)4]Cl3, [Cr(H2O)6]Br3, [Fe(H2O)6]Cl2, [Co(H2O)4(NH3)2]Cl3, [Co(H2O)2(NH3)4]SO4, [CoCl2(H2O)4]Cl, [CuEn3]SO4 b [Pt(NH3)2Cl3(OH)]0, [PtPy6][PtCl6]2, [Co(NH3)4Br2]0, [Mn(NH3)3(NO2)3]0, [Mn(CO)6]0, [Pt(NH3)4(C2O4)2]0 c Na[Al(OH)4], K4[Fe(CN)6], K3[Fe(CN)6], K4[Zn(CN)6], K4[Cu(CN)6], Na2[Sn(SCN)6], Dạng 2: Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất theo thuyết Pauling - Bước 1: Viết cấu hình electron lớp ngồi nguyên tử trung tâm: dạng chữ dạng ô lượng tử - Bước 2: Dựa vào chất phối tử, số phối trí, hình học phân tử để kết luận dạng lai hóa + Phối tử tương tác mạnh với ion trung tâm có dồn e AO-d  Viết lại cấu hình AO-d + Phối tử tương tác yếu với ion trung tâm  khơng có dồn e phân lớp d + Từ số phối trí  Số AO lai hóa cấu hình AO-d  dạng lai hóa - Bước 3: Mơ tả hình thành liên kết ion trung tâm phối tử - Bước 4: Vẽ hình - Bước 5: Kết luận + Phức thuận từ hay nghịch từ + Phức spin cao hay spin thấp + Lai hóa hay lai hóa ngồi Bài 1: Căn vào lý thuyết VB (quan niệm lai hóa Pauling) hãy: a Giải thích hình thành liên kết phức [Ag(NH3)2]+ Cho Ag (Z = 47) Phạm Thị Ngọc Linh 97 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp b Giải thích hình thành liên kết phức [HgI3]- Cho Hg (Z = 80) c Xét hình thành liên kết phối tử phức anion [BeF4]2- có cấu trúc tứ diện Cho: Be(Z = 4); F(Z = 9) Giải: a Ag (Z = 47): [Kr]4d105s1 Số phối trí =  AO lai hóa sp trống có mức lượng tương đương hình thành tổ hợp tuyến tính 1AO-5s AO-5p Mỗi phân tử NH3 đơi e riêng thực liên kết cho nhận với AO-sp Phức [Ag(NH3)2]+ có cấu tạo thẳng, lai hóa ngồi, nghịch từ b [HgI3]-: lai hóa sp2 Phức có hình tam giác phẳng , lai hóa ngồi, nghịch từ c [BeF4]2-: lai hóa sp3 Phức có cấu trúc tứ diện, thuận từ có e độc thân, lai hóa ngồi Bài 2: Dựa sở lý thuyết lai hóa áp dụng cho phức chất, giải thích hình thành liên kết phức [NiCl4]2- cho biết từ tính Biết Cl- phối tử trường yếu Cho Ni (Z = 28) Giải: Phạm Thị Ngọc Linh 98 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Số phối trí =  AO lai hóa sp3 trống có mức lượng tương đương hình thành tổ hợp tuyến tính 1AO-4s AO-4p AO lai hóa sp3 trống Ni2+ thực liên kết với cặp e chưa liên kết CNbằng liên kết cho nhận AO-sp3 hướng đỉnh tứ diện Phức [NiCl4]2- có electron độc thân nên thuận từ, spin cao, phức lai hóa ngồi Bài 3: Dựa sở lý thuyết lai hóa áp dụng cho phức chất, giải thích hình thành liên kết phức [CoF6]3- Biết tương tác Co3+ F- yếu Đáp án: phức [CoF6]3-: phối tử Cl- phối tử trường yếu, khơng có dồn e, phức bát diện, e độc thân, phức thuận từ, lai hóa ngồi sp3d2 Bài 4: Dựa sở lý thuyết lai hóa áp dụng cho phức chất, giải thích hình thành liên kết phức [Ni(CN)4]2- cho biết từ tính Biết CN- phối tử trường mạnh Cho Ni (Z = 28) Giải: Ni (Z = 28): [Ar] 3d84s2 Phối tử CN- phối tử trường mạnh CN- tương tác mạnh với Ni2+ nên có dồn e Số phối trí =  AO lai hóa dsp2 trống có mức lượng tương đương hình thành tổ hợp tuyến tính AO-3d, 1AO-4s AO-4p Phạm Thị Ngọc Linh 99 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp AO lai hóa dsp2 trống Ni2+ thực liên kết với cặp e chưa liên kết CN- liên kết cho nhận AO-dsp2 nằm mặt phẳng, hướng đỉnh hình vng, phức vng phẳng Phức [Ni(CN)4]2- khơng có electron độc thân nên nghịch từ, spin thấp, phức lai hóa Bài 5: Dựa sở lý thuyết lai hóa áp dụng cho phức chất, giải thích hình thành liên kết phức [Co(CN)6]3- Biết tương tác Co3+ CNmạnh Đáp án: Phối tử CN- phối tử trường mạnh, cấu hình e Co3+: [Ar]3d5 bị dồn e, phức [Co(CN)6]3- lai hóa d2sp3 có hình bát diện, có electron độc thân nên thuận từ, spin cao, phức lai hóa Bài 6: Căn vào thuyết VB theo quan điểm lai hóa, lý giải q trình hình thành liên kết phối trí cho phức [FeF6]3- , [Fe(CN)6]3- Biết tương tác Fe3+ CN- mạnh Fe3+ Cl- Cho Fe (Z = 26) Đáp án:  [FeF6]3-: Phối tử Cl- phối tử trường yếu nên khơng có dồn e Phức [FeF6]3- hình bát diện, lai hóa sp3d2, có electron độc thân nên thuận từ, spin cao, phức lai hóa ngồi  [Fe(CN)6]3-: Phối tử CN- phối tử trường mạnh CN- tương tác mạnh với Ni2+ nên có dồn e Phức [Fe(CN)6]3- hình bát diện, lai hóa d2sp3, có electron độc thân nên thuận từ, spin cao, phức lai hóa Phạm Thị Ngọc Linh 100 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Bài 7: Kết thực nghiệm cho thấy Cr2+ tạo loại phức có dạng bát diện khác tính chất từ Các phức [Cr(CN)6]4- có tính chất từ với có mặt 2e độc thân Các phức [Cr(H2O)6]2+ với có mặt 4e độc thân Thuyết VB giải thích kết ? Trong kiểu phức phức bền hơn? Giải: Cr (Z = 24) [Ar] 3d44s2  [Cr(CN)6]4Phối tử CN- phối tử trường mạnh nên có dồn e Electron AO dzx khơng dồn sang AO d yz lượng lượng chúng tương đương 6AO lai hóa d2sp3 trống có mức lượng tương đương hình thành từ tổ hợp tuyến tính 2AO-3d, AO-4s AO-4p Phức [Cr(CN)6]4- có e độc thân, thuận từ Phức lai hóa  [Cr(H2O)6]2+ Phối tử H2O phối tử trường yếu nên khơng có dồn e 6AO lai hóa sp 3d2 trống có mức lượng tương đương hình thành từ tổ hợp tuyến tính AO-4s, AO-4p 2AO-4d Phức [Cr(H2O)6]2+ có e độc thân, thuận từ Phức lai hóa ngồi  Phức [Cr(CN)6]4- lai hóa bền vì: Phạm Thị Ngọc Linh 101 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp - Phức lai hố ngồi sử dụng orbital 4d có mức lượng cao bền - Phức lai hố ngồi orbital trống phía nên phối tử dễ tạo liên kết phản ứng thay Dạng 3: Bài tập giải thích hình thành kiên kết phức chất theo thuyết trường tinh thể Các bước thực hiện: - Bước 1: Viết cấu hình electron ion trung tâm, - Bước 2: So sánh ∆o P  cấu hình e ion trung tâm trường bát diện: + ∆o< P: cấu hình có nhiều (có thể được) số e độc thân + ∆o > P: cấu hình có nhiều (có thể được) số e ghép đơi - Bước 3: Vẽ giản đồ tách mức lượng điền electron vào mức lượng - Bước 4: Kết luận: phức thuận từ, phức nghịch từ, spin cao, spin thấp Bài 1: Dựa vào thuyết trường tinh thể vẽ sơ đồ xếp electron d ion Ti3+, Cr3+ phức bát diện sau: [(Ti(H2O)6]3+ [(Cr(H2O)6]3+ Cho Ti (Z = 22 ), Cr(Z = 24) Bài 2: Biết lượng tách mức  cho phức [Fe(CN)6]4- [Fe(H2O)6]2+ 39,42.104 J/mol 124,146kJ/mol Năng lượng cần thiết để ghép electron 210,254 kJ/mol Sử dụng lý thuyết trường tinh thể, vẽ giản đồ tách mức lượng cho biết phân bố electron mức lượng phức nói trên, từ tính chúng Hai phức Fe có cấu trúc kiểu bát diện Giải: Fe2+: [Ar]3d6 Phạm Thị Ngọc Linh 102 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp [Fe(CN)6]4- [Fe(H2O)6] 2+ 0 = 394,2 > P = 210,2 ⇒ 6e d 0 = 124,1 < P = 210,2 ⇒ 6e d phân bố ghép đôi phân bố mức t2g AO-d phức bát diện Phức [Fe(CN)6]4- có cấu hình t e0g , Phức [Fe(H2O)6] 2+ có cấu hình t eg2 , 2g 2g phức nghịch từ, spin thấp phức thuận từ, spin cao Bài 3: Cho lượng tách  = 155,1kJ/mol phức [CoF6]3-  = 275,l kJ/mol cho [Co(NH3)6]3+ Đối với phức lượng ghép đơi electron có giá trị P = 250,8kJ/mol Dựa vào thuyết trường tinh thể hãy: a Lập giản đồ lượng cho biết phân bố electron phức chất nói b Giải thích hình thành phức spin thấp phức spin cao cho trường hợp, biết hai phức kể có cấu trúc bát diện Cho Co (Z = 27) Đáp án: Co3+: [Ar]3d6 Phức [CoF6]3- cấu hình electron d: t eg2 , phức thuận từ, spin cao 2g Phức [Co(NH3)6]3+ cấu hình electron d: t e0g , phức nghịch từ, spin thấp 2g Bài 4: Dựa vào thuyết trường tinh thể vẽ sơ đồ xếp electron d ion Co3+, Fe3+ phức bát diện sau: [Co(H2O)6]3+, [Fe(CN)6]3- Biết H2O phối tử trường yếu CN- phối tử trường mạnh Giải: Phạm Thị Ngọc Linh 103 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp [Co(H2O)6]3+: [Fe(CN)6]3Fe3+: [Ar]3d5 , Co3+: [Ar]3d6 ; H2O phối tử trường yếu CN- phối tử trường mạnh có dồn e dồn e Phức [Fe(CN)6]3- có cấu hình t 52g e0g , Phức[Co(H2O)6]3+ có cấu hình t eg2 , phức thuận từ, spin cao 2g phức thuận từ, spin cao Bài 5: Khi bị kích thích, electron chuyến từ mức lượng thấp lên mức cao xảy hấp thụ ánh sáng ứng với bước sóng  Hãy tính bước sóng ( A ), biết lượng tách mức phức [Co(CN)6)]3- 99,528 kcal/mol Cho h = 6,62.10-34 Js; c = 3.108 m/s Giải: Khi electron bị kích thích chuyển từ Et lên Ec xảy hấp thụ ánh sáng Theo thuyết lượng tử Plack ta có: E    h  h c hc 6, 62.1034.3.108 -10     2874.10 m = 2874 A   99,528.4,18.103 6, 02.1023 Phạm Thị Ngọc Linh 104 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp Bài 6: Từ thực nghiệm người ta ghi bước sóng hấp thụ  = 5495 A thuộc miền trông thấy phức[Co(H2O)6]3+ Hãy xác định hiệu lượng mức mà electron bị kích thích Cho h = 6,62.10-34 Js; c = 3.108 m/s Đáp án: E  217,57 kJ / mol Bài 7: Người ta biết lượng tách mức phức [Fe(CN)6]4- có giá trị 394,2 0 kJ/mol Hãy xác định bước sóng   A  electron bị kích thích chuyển từ mức   lượng thấp lên cao Cho h = 6,62.10-34 Js; c = 3.108 m/s Đáp án:  = 3033 A Phạm Thị Ngọc Linh 105 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu, nghiên cứu, đề tài hoàn thành đạt kết sau: - Về lý thuyết: + Hệ thống hóa sở lí luận: tổng quan vấn đề tự học, tổng quan tập hóa học + Tìm hiểu lý thuyết Chương 2: Nguyên tử - Hệ thống tuần hoàn nguyên tố hóa học Chương 3: Cấu tạo phân tử - Liên kết hóa học, học phần Hóa Đại cương - Về tập: xây dựng hệ thống tập chương 2, 3: Phân loại tìm phương pháp, đề xuất hướng làm Ngồi xây dựng hệ thống tập có lời giải xây dựng hệ thống tập tương tự phục vụ khả tự học sinh viên theo học chuyên ngành hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội Cụ thể: + Có tóm tắt lý thuyết, hướng dẫn cách giải cho dạng + Trong dạng: giải chi tiết bài, lại có đáp số + Đã xây dựng 182 tập, đó: Chương 2: 119 bài, 15 dạng Chương 3: 63 bài, dạng Phạm Thị Ngọc Linh 106 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS Nguyễn Đình Chi (2007), “Hóa học đại cương”, NXB Giáo Dục [2] Trần Thành Huế (2004), “Hoá học đại cương – Cấu tạo chất”, NXB Đại học Sư phạm [3] Nguyễn Đình Huề, Nguyễn Đức Chuy (2003), “Thuyết lượng tử nguyên tử phân tử”, Tập 1, 2, NXB Giáo Dục [4] Lê Chí Kiên (2006), “Phức chất”, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [5] Lâm Ngọc Thiềm (2004), “Cấu tạo chất đại cương”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [6] Lâm Ngọc Thiềm (2008), “Cơ sở lí thuyết Hóa học”, NXB Giáo Dục [7] Đào Đình Thức (2006), “Cấu tạo nguyên tử liên kết hoá học”, Tập 1, 2, NXB Giáo Dục [8] Đào Đình Thức (2004), “Hố học đại cương”, Tập 1, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [9] Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải (2004), “Bài tập Hoá học đại cương”, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội [10] Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải, Lâm Ngọc Thiềm, Nguyễn Thị Thu (2004), “Bài tập Hóa lý”, NXB Giáo dục [11] Đào Đình Thức (2008), “Bài tập Hố học đại cương”, NXB Giáo Dục [12] Lê Mậu Quyền (2008), “Bài tập hóa học đại cương”, NXB Giáo Dục Việt Nam [13] Nguyễn Cảnh Toàn (2001), “Tuyển tập tác phẩm tự giáo dục, tự học, tự nghiên cứu” tập 2, NXB Đại học sư phạm Hà Nội, Trung tâm văn hóa ngơn ngữ Đơng Tây [14] Nguyễn Cảnh Tồn, Vũ Văn Tảo, Bùi Tường (1998), “Quá trình dạy tự học”, NXB Giáo Dục [15] Nguyễn Cương (2007), “Phương pháp dạy học hóa học trường phổ thơng đại học Một số vấn đề bản”, NXB Giáo dục Phạm Thị Ngọc Linh 107 K40C - Sư phạm Hóa học Khóa luận tốt nghiệp [16] Thái Duy Tuyên (2003), “Dạy tự học cho sinh viên nhà trường Cao đẳng Đại học chuyên nghiệp”, Chuyên đề Phương pháp dạy học cho học viên Cao học, ĐH Huế [17] Trần Thị Trà Hương (2009), “Xây dựng hệ thống tập hóa vơ lớp 10 trung học phổ thơng nhằm củng cố kiến thức phát triển tư sáng tạo cho học sinh”, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, TP HCM [18] Trương Thị Lâm Thảo (2010), “Xây dựng hệ thống tập hóa học nhằm nâng cao hiệu dạy học phần Hidrocacbon lớp 11 trung học phổ thông”, Luận văn thạc sĩ giáo dục học, TP HCM [19] Nguyễn Xuân Trường (2012), “Sử dụng tập dạy học Hóa học trường phổ thơng”, NXB ĐHSP, Hà Nội, tr 7, 8, 35 [20] Chương trình giáo dục phổ thơng mơn Hóa học (2018), Hà Nội, tr [21] Các đề thi Cao học môn Cơ sở lí thuyết Hóa học từ năm 2000 đến năm 2017 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội Trường Đại học Khoa học tự nhiên [22] Hồ Viết Quý (1995) “Phức chất, phương pháp nghiên cứu ứng dụng hoá học đại”, NXB Đại học quốc gia Hà Nội [23] Hồ Viết Quý (2000), “Phức chất hoá học”, NXB Khoa học Kỹ thuật Phạm Thị Ngọc Linh 108 K40C - Sư phạm Hóa học ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA HÓA HỌC ====== PHẠM THỊ NGỌC LINH XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HỌC PHẦN HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CỦA SINH VIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC... học Khóa luận tốt nghiệp hệ thống tập học phần Hóa học Đại cương nhằm tăng cường lực tự học sinh viên Mục tiêu nghiên cứu + Nhằm góp phần nâng cao lực tự học mơn Hóa học nói chung học phần Hóa. .. (KJ/mol) a 600 .10 -9 3, 31. 10 -19 19 9,4 b 550 .10 -9 3, 61. 10 -19 217 ,4 c 400 .10 -9 4.97 .10 -19 298,9 d 200 .10 -9 9,93 .10 -19 597,8 e 1, 5 .10 -10 1, 32 .10 -15 797048 f 1. 10-2 1, 99 .10 -23 0, 012 Bài 4: Một phổ