bài giảng hóa đại cương Chuong 1 NGTU

Chương I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Chương I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGTỬ II SƠ LƯỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ III CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ THEO CƠ HỌC LƯỢNG TỬ IV NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ Nguyên tử Quang phổ ngun tử Ngun tử Tên Ký hie Khối lượng (kg) đvklnt Điện tích (C) Tương đối đ/v äu e Điện e tử p Proton n 9,1095.10- 5,4858.1 –1,60219.1031 0-4 19 1,6726.10- 1,007276 +1,60219.1 Neutro 27 n 1,6745.1027 1,008665 0-19 –1 +1 Quang phổ nguyên tử Quang phổ liên tục ánh sáng trắng White light passed through a prism produces a spectrum – colors in continuous form Quang phổ vạch (Line Spectra) Light passed through a prism from an element produ Line Spectra ces a discontinuou s spectrum of specific colors Quang phổ phát xạ ngtử (atomic emission spectra) N2 spectrum (with tube) H2 He Ne II SƠ LƯỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Thuyết cấu tạo nguyên tử Thompson (1898) Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford (1911) Mẫu nguyên tử theo Bohr (1913) Mẫu nguyên tử Sommerfeld Niels Bohr Niels Bohr J J Thomson Hình: AO p, d Số lượng tử spin ms Xác định: trạng thái chuyển động riêng e – tự quay quanh trục e  Giá trị: ms = ± ½ ứng với hai chiều quay thuận nghịch kim đồng hồ  Mỗi tổ hợp n,l, ml ms tương ứng 1e  IV NGUYÊN TỬ NHIỀU e Trạng thái lượng e nguyên tử nhiều e Các quy luật phân bố e vào ngtử nhiều e Công thức electron nguyên tử Ví dụ: N 1s22s22p3 Tthái E e ngtử nhiều e   Giống e nguyên tử 1e:  Được xác định số lượng tử n, l, ml ms  Hình dạng, độ lớn, phân bố, định hg AO Khác nguyên tử 1e nhiều e:  Năng lượng: phụ thuộc vào n l  Lực tương tác: + lực hút hạt nhân – e + lực đẩy e – e → Xuất hiệu ứng chắn hiệu ứng xâm nhập  Hiệu ứng chắn  lớp electron bên biến thành chắn làm yếu lực hút hạt nhân electron bên  Hiệu ứng chắn tăng khi:  số lớp electron tăng  số electron tăng Hình: Hiệu ứng chắn Z S Z Z’ = Z - S  Hiệu ứng xâm nhập  ngược lại với hiệu ứng chắn: Khả xâm nhập giảm n l tăng → Thứ tự lượng phân lớp ngtử nhiều e: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f  6d Các quy luật phân bố electron vào nguyên tử nhiều e a Nguyên lý ngoại trừ Pauli b Nguyên lý vững bền  Quy tắc Hund  Quy tắc Klechcowski a Nguyên lý ngoại trừ Pauli Trong ngtử khơng thể có 2e có số lượng tử  Một AO chứa tối đa 2e có spin ngược dấu Lớp Giá Phâ n trị l n lớp 1s 2s 2p 3s 3p 3d số f.lớp Gía trị số AO trg lớp ml trg lớp n n 1 0, 1 0, 1 0, 1, số e max trg lớp n 18 b Nguyên lý vững bền   Trong đkbt ngtử phải trạng thái có E Quy tắc Klechcowski: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 3 4 5 6 7 7 8  Điền e vào phân lớp có (n + l) tăng dần  Khi (n + l) = nhau: điền e vào phân mức có n    Quy tắc Hund: Khi e không đủ để bão hòa phân mức: Emin - AO sử dụng tối đa Quy ước: Điền e có spin dương trước, âm sau n l ml Lớp e Phân lớp e AO e ms a Phương trình sóng Schrưdinger 2 2       8 m      E  V   2 2 x y z h  E – lượng toàn phần hạt vi mô  V - năng, phụ thuộc vào toạ độ x, y, z   - hàm sóng biến x, y, z mô tả chuyển động hạt vi mô điểm x, y, z  2 – mật độ xác suất có mặt hạt vi mơ điểm x, y, z 2dV – xác suất có mặt hạt vi mơ Erwin Schrưdinger  thể tích dV có tâm xyz