HOA DAI CUONG

- Độ dài của một liên kết trong phân tử là khoảng cách giữa hai hạt nhân nguyên tử tạo ra liên kết khi phân tử ở trạng thái mức năng lượng thấp nhất, được kí hiệu d.[r]

HÓA ĐẠI HỌC ĐẠI CƯƠNG (ĐÀO TẠO THEO TIN CHỈ - K37

Chương 1: CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT HÓA HỌC CƠ BẢN

1.I ĐỐI TƯỢNG VÀ SƠ LƯỢC PHÁT TRIỂN CỦA HÓA HỌC

1.I.1 Đối tượng hóa học

-Là phận khoa học tự nhiên

+ Nghiên cứu cấu trúc hóa học vật chất những biến đổi chúng (phá hủy cấu trúc cũ, hình thành cấu trúc mới) tượng kèm theo q trình biến đổi đó.

+ Đối tượng vật chất chất hóa học được cấu tạo từ nguyên tử, ion nguyên tố hóa học

quá trình sinh học kèm theo biến đổi hóa học khơng ngừng)

+ Thành tựu hóa học ảnh hưởng đến ngành khoa học kĩ thuật khác (cải tiến sử dụng các vật liệu sẵn có, tìm kiếm vật liệu mới)

+ Có thể nói kiến thức hóa học những yếu tố quan trọng tiến khoa học kĩ thuật lĩnh vực hoạt động người Hiểu biết tối thiểu kiến thức hóa học một yêu cầu bỏ qua người cán thời đại xã hội công nghiệp hóa đại hóa.

1.I.2 Sơ lược lịch sử phát triển hóa học

+ Kĩ thuật khai thác thủ cơng khống chất:

Na2CO3, oxit sắt, Pb3O4, vàng, chế biến vàng để trao đổi, buôn bán

+ Ở Trung Quốc lưu hành thuyết ngũ hành vật chất nguyên tố tạo thành: Kim, Mộc, Thủy, Hỏa, Thổ với hai lượng nguyên thủy đối lập: “dương” “âm”, động lực thúc đẩy trình biến hóa vật chất.

+ Ở HyLạp coi chất tạo vật nước, khơng khí, lửa đất

Nước lạnh ẩm kết hợp với nhau Đất lạnh khô kết hợp với nhau

+ Thời kì cổ đại (hay thời kì trước giả kim thuật) + Thời kì giả kim thuật

+ Thời kì kết hợp

+ Thời kì xây dựng học thuyết nguyên tử, phân tử

+ Thời kì phân ngành hóa học + Thời kì hóa học đại

1.I.2.1 Thời kì cổ đại

-Từ thời thượng cổ kỉ thứ IV

+ Xuất phát triển kiến thức hóa học thơ sơ lồi người xã hội CSNT xã hội CHNL

+ Thời kì học thuyết Aristote nguyên tố đời, thời kì naỳ kéo dài hàng trăm năm lịch sử hóa học đồng thời xuất học thuyết duy vật vật chất (thuyết Đemocrit).

+ Đây học thuyết đối lập với học thuyết tâm tôn giáo chất vật.

1.I.2.2 Thời kì giả kim thuật

-Từ kỉ IV đến kĩ XVI

+ Thời kì trung cổ lịch sử châu Âu

+ Chế thuốc trường sinh, dung môi vạn năng, chế biến vàng.

1.I.2.3 Thời kì kết hợp

-Từ kỉ XVII → kỉ XVIII

+ Phục hưng văn hóa châu Âu

+ Rời bỏ lí thuyết giả kim thuật thần bí vơ hạn để trở sống đời thường

+ Tìm thuốc chữa bệnh

+ Đẩy mạnh qui trình luyện kim, chế tạo loại vật liệu, nghiên cứu loại “khơng khí”.

+ Thuyết flogiston đời (hiện tượng cháy tách flogiston khỏi chất cháy)

+ Mặc dầu thuyết chưa phản ánh chân lí khoa học có đóng góp tích cực cho sự phát triển hóa học

cách mạng tư sản Pháp phá vỡ chế độ phong kiến châu Âu.

1.I.2.4 Thời kì xây dựng học thuyết nguyên tử phân tử.

-Từ 1800 → 1860: 60 năm đầu kỉ XIX

+ Liên tục khám phá định luật định lượng + Thuyết nguyên tử, phân tử đời hoàn thiện + Các khái niệm: khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử, cơng thức hóa học, phương trình hóa học

+ Đây thời kì phát triển chủ nghĩa tư và hình thành giai cấp công nhân, chủ nghĩa Macxit.

1.I.2.5 Thời kì phân ngành hóa học

+ Hóa học phát triển sở thuyết nguyên tử phân tử

+ Phân ngành hóa học

+ Các ngành: Hóa vơ cơ, hóa hữu cơ, hóa lí, hóa phân tích, hóa kĩ thuật, hóa y, hóa sinh, hóa, hóa cơng nghệ.

+ Chủ nghĩa tư chuyển sang giai đoạn đế quốc chủ nghĩa

1.I.2.6 Thời kì hóa học đại

-Từ năm 1913 → đến nay

+ Học thuyết Nin-Bo quan niệm học lượng tử, hóa học lượng tử đời,…

1.II CÁC KHÁI NIỆM HÓA HỌC CƠ BẢN 1.II.1 Nguyên tử.

các hạt bản

+ Là hạt vi mô đại diện cho nguyên tố hố học + Khơng bị chia nhỏ phản ứng hoá học + Cấu tạo nên phân tử chất.

+ Cấu tạo từ hạt nhân mang điện tích dương (+), hay nhiều e mang điện tích (-) quay xung quanh hạt nhân

+ Trung hịa

+ Có khả nhường thu thêm số e lớp để tạo thành ion mang điện tích dương âm

+ Có thể bị biến dạng tương tác nguyên tử với nhau

1.II.2 Phân tử

+ Hạt đại diện cho chất

+ Có khả tồn độc lập

+ Giữ tính chất hóa học chất

+ Có thể gồm hay nhiều nguyên tử loại hay khác loại liên kết bền vững với theo một tỉ lệ trật tự xác định

1.II.3 Chất

- Là tập hợp tiểu phân có thành phần cấu tạo tính chất xác định tồn điều kiện định.

+ Có thể tồn trạng thái khí, lỏng, rắn

1.II.4 Hợp chất

lên gọi hợp chất

+ Tập hợp phân tử loại gọi chất nguyên chất.

+ Tập hợp phân tử khác loại gọi hỗn hợp chất.

- Ví dụ: H2O, HNO3, KClO4, MnO2

1.II.5 Đơn chất

-Là chất hóa học mà phân tử gồm

một hay nhiều nguyên tử ngun tố hóa học.

-Ví dụ: O2, O3, Fe, S, H2, N2

1.II.6 Khối lượng nguyên tử mol nguyên tử

1 đvc = 1,660.10-24 gam

Khối lượng nguyên tử nguyên tố khối lượng trung bìnhcủa ngun tử ngun tố tính đơn vị cacbon.

- Ví dụ: H = 1,008; O = 15,9994; N = 14,067

- Mol nguyên tử (còn gọi nguyên tử gam):

Mol nguyên tử lượng nguyên tố tính gam có giá trị khối lượng nguyên tử ngun tố đó.

-Ví dụ: 1 mol nguyên tử H 1,008 gam; mol

nguyên tử N 14,067 gam.

1.II.7 Khối lượng phân tử, mol phân tử (hay phân tử gam)

của nguyên tố phân tử

-Ví dụ: Khối lượng phân tử H2O = 18,0152

NH3 = 17,0304

- Mol phân tử (hay phân tử gam):

Là lượng chất tính gam có giá trị số bằng khối lượng phân tử chất đó.

-Ví dụ: 1 mol phân tử H2O 18,0152 gam,

mol phân tử NH3 17,0304 gam

-Mol ion:

Là khối lượng ion tính gam có giá trị số khối lượng ion chất đó.

-Ví dụ: mol ion Na+ 23 gam; mol ion SO

42-

bằng 96 gam.

1.II.8 Số Avôgadrô

nguyên tử hay mol phân tử gọi số Avơgadrơ Kí hiệu: N0 = 6,023.1023 (hạt vi mô).

Như mol nguyên tử H chứa 6,023.1023

nguyên tử H có khối lượng tuyệt đối 1,008 gam; mol phân tử H2O chứa 6,023.1023 phân tử

H2O có khối tuyệt đối 18,0152 gam.

-Biết N0 ta xác định khối lượng kích thước nguyên tử phân tử.

-Ví dụ: mol phân tử O2 = 31,9988 gam

+ Khối lượng phân tử O2:

+ mol O2 tích 22,44 cm3 (d = 1,426 g/cm3)

+ Thể tích phân tử O2:

23 23

31, 9988

5, 312.10

6, 023.10 gam



+ Coi phân tử O2 hạt hình cầu bán kính sẽ là:

1.II.9 Đương lượng, đương lượng gam 1.II.9.1 Đương lượng nguyên tố

-Là số phần khối lượng nguyên tố kết hợp

với 1,008 phần khối lượng hidrô phần khối lượng oxy thay lượng đó trong hợp chất Kí hiệu: E

Như EH = 1,008; EO = 8; ENa = 23; EAl = 9

Đương lượng C phân tử CO CO2 là:

2 23 23 22, 44 3,7.10 6,023.10 o

V  cm

 

23

8

3 3.3,7.10 2,05.10 2,05

4

r cm A







6

Như vậy: Ei =

Ai là khối lượng nguyên tử nguyên tố thư i, hi là hóa trị nguyên tố thứ i.

1.II.9.2 Đương lượng hợp chất

Là số phần khối lượng hợp chất phản ứng vừa đủ với đượng lượng hợp chất khác

+ Quy tắc tính đương lượng số hợp chất trong phản ứng trao đổi.

i i

- Đương lượng oxit:

Ví dụ:

- Đương lượng axit:

EAxit =

MAxit

n.H+

Eoxit = MOxit

hi.Số ntKL

Ví dụ:

2

Fe O

160

E = = 26,7

3.2

3

H PO

98

E = = 32,7

- Đương lượng bazơ:

- Đương lượng muối: Ví dụ:

Ví dụ:

3

Fe(OH)

107

E = = 35,7 3

3

Ca (PO )

310

E = = 51,7

1.II.9.3 Đương lượng gam

Đương lượng gam chất (đơn chất hay hợp chất) lượng chất tính gam và có giá trị đương lượng nó.

1.II.10 Hóa trị

Là khả nguyên tử nguyên tố có thể kết hợp hay thay nguyên tử hidrô nguyên tử khác tương đương.

Trong hợp chất với oxi, hóa trị ngun tố tính theo oxy, oxy có hóa trị nhiều hợp chất.

Ví dụ: Cl có hóa trị HCl, O có hóa tri

Ví dụ: C có hóa trị CO, hóa trị CO2;

N có hóa trị NO2, hóa trị N2O5.

1.II.11 Số oxi hóa

Là điện tích có nguyên tử với giả định cặp electron liên kết chuyển dịch hồn tồn phía ngun tử tham gia tạo nên liên kết, có độ âm điện lớn

Ví dụ: Số oxi hóa H +1, số oxi hóa O

-2 Tổng đại số, số oxi hóa phân tử bằng 0.

Số oxi hóa trung bình ngun tử C hợp

chất hữu là:

So oxy hoa duong + So oxy hoa am C =

So nguyen tu C

Ví dụ: HCHO →

CH3CH2OH →

1.III CÁC ĐỊNH LUẬT HÓA HỌC CƠ BẢN

1.III.1 Định luật bảo tồn khối lượng (Lơmơnơxơp 1748)

mA + mB = mC + mD Ví dụ: Cu + O2 → CuO

64 + ½.32 = 64 + 16

1.III.2 Định luật thành phần không đổi (Porut 1799)

Một hợp chất hóa học dù điều chế cách đều có thành phần khơng đổi khối lượng.

Cu + 1/2O2 → CuO

Cu(OH)2 → CuO + H2O

2-2

C = - =

1 C = - 6-2 = -2

2

Thành phần khối lượng không đổi: 64 phần khối lượng Cu kết hợp với 16 phần khối lượng oxy theo tỉ lệ định (4:1)

1.III.3 Định luật tỉ lệ bội số (Dalton 1803)

Nếu hai nguyên tố tạo với số hợp chất hóa học khối lượng nguyên tố so với khối lượng nguyên tố chất tỉ lệ với những số nguyên nhỏ

Hợp chất Hàm lượng % k.lượng %O : %C CO = 28 %C = 42,86 %O = 57,14 1,33 CO2 = 44 %C = 27,27 %O = 72,73 2,66 Tỉ lệ 2,66:1,33 = 2

Tỉ lệ 2,286:1,143 = 2

- Nhận xét định luật btkl trường hợp, định luật tpkđ định luật tlbs chưa tổng quát lắm.

1.III.4 Định luật tỉ số thể tích Định Avơgadrơ (Italia 1811).

1.III.4.1 Định luật tỉ số thể tích

Năm 1808 Gay Lussac (Pháp), nghiên cứu thể tích các chất khí phản ứng hóa học rút kết luận

Thể tích chất khí tham gia vào phản ứng tỉ lệ với tỉ lệ với thể tích sản phẩm khí phản ứng theo số nguyên đơn giản.

Các thể tích cuả chất khí các điều kiện nhiệt độ áp suất chứa một số phân tử.

1.III.4 Định luật đương lượng Dalton (Anh 1792)

Trong phản ứng hóa học: “Các nguyên tố kết

hợp với thay theo khối lượng tỉ lệ với đương lượng chúng”

1.IV PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ

-Chưa có pp xác định kl phân tử chất rắn chất

lỏng

- Chỉ có pp xác định kl phân tử chất khí

A A

B B

m E

=

IV.1 Xác định khối lượng phân tử theo tỉ khôi chất

-VA thể tích chất khí A có khối lượng mA, VB thể tích chất khí B có khối lượng mB, điều kiện nhiệt độ áp suất ta có: VA = VB, nên:

mA = n.MA mB = n.MB.

mA/mB = d tỉ khối chất khí A chất khí B Vậy ta có: MA = MB.d

- Tỉ khối chất khí A hiđro: MA = 2.d

- Tỉ khối chất khí A khơng khí: MA = 29.d

A A B B

m M

=

IV.2 Xác định khối lượng phân tử theo thể tích mol.

Biết khối lượng riêng chất khí đktc ta tính được khối lượng phân tử (M) chất khí đó.

Ví dụ: 0,7924 gam khí clo chiếm thể tích 250

ml đktc

Theo định luật Bôi-Mariôt – Gayluyxắc ta có:

p, V0 thể tích, áp suất nhiệt độ T

p0, V0 thể tích, áp suất điều kiện tiêu chuẩn (p0 = 1atm = 760 mmHg, T0 = toC + 273oK)

0,7924.22,4

M = = 71g

0,25

0

0

p V pV

=

Vì = R Cơng thức có dạng: pV = RT (1.4)

-Đây phương trình trạng thái khí lí tưởng, R hằng số khí Giá trị R tùy thuộc vào cách chọn đơn vị đo thể tích, áp suất, nhiệt độ K.

- Nếu V0 = lít, p0 = atm, T0 = oK.

- Nếu p0 = mmHg, V0 = ml, T0 = oK

- Đối với số mol khí thì: pV = nRT

0

0

p V

= const T

0

1.22,4

R = = 0,082l.atm/mol K 273

0

760.22400

Ví dụ: 304 ml chất khí A nhiệt độ 25oC áp

suất 745 mmHg cân nặng 0,78 gam khối lượng phân tử khí A là:

1.V PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ

1.V.1 Phương pháp Canixaro (1958)

-Xác định khối lượng nguyên tử nguyên

tố có khả tạo nên nhiều hợp chất khí, lỏng, rắn dễ bay hơi.

- Khảo sát số hợp chất số nguyên tố để xác định khối lượng phương pháp phân tích hóa học

RT 0,78.62400.(273+25)

M = m. = = 64g

- Xác định số đơn vị khối lượng nguyên tử nguyên tố phân tử hợp chất

Hợp chất Khối lượng

phân tử Hàm lượng %C Số đvkl nguyên tử C

Cacbon đioxit (CO2) 44 27,27% 12 Cacbon oxit (CO) 28 42,86 12 Axetilen (CH≡CH) 26 92,31 24 Cacbonđisunfua (CS2) 76 15,76 12 Benzen (C6H6) 78 92,31 72 Naphtalen (C10H8) 128 93,75 120 Đietyl ete (C2H5)2O 74 64,60 48 Axeton (CH3)2CO 58 62,77 36

Khối lượng nguyên tử C 12

1.V.2 Phương pháp Đuylông – Pơti (1819)

Ví dụ: Sắt có nhiệt dung riêng 0,463J/mol nên khối lượng ngun tử sắt là:

1.VI KÍ HIỆU HĨA HỌC, CƠNG THỨC HĨA HỌC, PHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC

1.VI.1 Kí hiệu hóa học

-Biểu diễn ngun tố hóa học kí hiệu hóa học.

- Dùng hay chữ tên Latinh của nguyên tố.

- Ví dụ: Ngun tố hiđro có tên hiđrogenium kí

hiệu H

- Cho biết tên nguyên tố

Fe

26

A = = 56,1

- Một nguyên tử nguyên tố

- Khối lượng nguyên tử, khối lượng mol nguyên

tử ngun tố đó

1.VI.2 Cơng thức hóa học

- Biểu diễn phân tử chất

- Cơng thức hóa học chất cho biết: + Chất tạo từ nguyên tố nào

+ Tỉ lệ khối lượng nguyên tử nguyên tố

+ Khối lượng phân tử, mol phân tử + Chỉ phân tử chất

1.VI.3 Phương trình hóa học

-Biểu diễn phản ứng hóa học cơng

thức hóa học chất tham gia (vế bên trái) chất sản phẩm (vế bên phải) phản ứng.

-Ví dụ: 2H2 + O2 → 2H2O

-Phản ứng hóa học xảy thường kèm theo

tượng phát lượng hay hấp thụ lượng dạng nhiệt.

- Lượng nhiệt phát hay thu vào phản

ứng gọi nhiệt phản ứng Kí hiệu ∆H (biến thiên entanpi) phản ứng.

+ Phản ứng phát nhiệt có ∆H < 0 + Phản ứng thu nhiệt ∆H > 0

-Ví dụ: 2H2 + O2 → 2H2O, ∆H = - 242,5 Kj/mol

N2 + O2 → 2NO, ∆H = 180,5 Kj/mol

-Phản ứng thu nhiệt gặp phản ứng phát nhiệt

- Các phản ứng hóa học chia làm loại:

+ Phản ứng trao đổi

+ Phản ứng oxy hóa khử + Phản ứng tạo phức

(Các phản ứng tạo thành kết tủa, thủy phân, trung hòa,…đều phản ứng trao đổi).

-Trong thực tế thường gặp chủ yếu phản ứng oxy hóa khử.

Cân phản ứng oxy hóa khử

1 KMnO4 + NaNO2 + H2O → MnO2 + NaNO3 + KOH

Phương pháp electron

2 x Mn+7 + 3e → Mn+4

x N+3 – 2e → N+5

2KMnO4 + 3NaNO2 + H2O → 2MnO2 + 3NaNO3 +

2KOH

Phương pháp ion electron

2 x MnO4- + 2H

2O + 3e → MnO2 + 4OH

-3 x NO2- + H

2O – 2e → NO3- + 2H+

2MnO4- + 3NO

2- + 7H2O → 2MnO2 + 3NO3- + 8OH- +

6H+

2 KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + K2SO4 +

x Mn+7 + 5e → Mn+2

10 x Fe+2 – 1e → Fe+3

2KMnO4 + 10FeSO4 + 8H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + K2SO4

+ 2MnSO4 + 8H2O

Phương pháp ion electron

2 x MnO4- + 8H+ + 5e → Mn+2 + 4H

2O

5 x 2Fe+2 – 2e → 2Fe+3

2MnO4- + 10Fe+2 + 16H+ → 2Mn+2 + 10Fe+3 + 8H

2O

3 NaCrO2 + Cl2 + NaOH → Na2CrO4 + NaCl + H2O

Phương pháp electron

2 x Cr+3 – 3e → Cr+6

3 x Cl2 + 2e → 2Cl

-2NaCrO2 + 3Cl2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaCl +

Phương pháp ion electron

2 x CrO2- -3e + 4OH- → CrO

4-2 + 2H2O

3 x Cl2 + 2e → 2Cl

-2CrO2- + 3Cl

2 + 6OH- → 2CrO4-2 + 6Cl- + 4H2O

4 FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

x FeS

2 + 11e → Fe+3 + 2S+4

11 x O2 + 4e → 2O-2

4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2

5 As2S3 + HNO3 + H2O → H3AsO4 + H2SO4 + NO

x As2S3 - 28e → 2As+5 + 3S+6

28 x N+5 + 3e → N+2

3As2S3 + 28HNO3 + 4H2O → 6H3AsO4 + 9H2SO4 +

28NO

6 C6H12O6 + KMnO4 + H2SO4 → CO2 + K2SO4 +

Phương pháp electron

x 6C0 - 24e → 6C+4

24 x Mn+7 + 5e → Mn+2

5C6H12O6 + 24KMnO4 + 36H2SO4 → 30CO2 +

12K2SO4 + 24MnSO4 + 66H2O

Chương 2. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG

TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC 2.I SƠ LƯỢC SỰ PHÁT TRIỂN CÁC QUAN NiỆM VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ.

- Ở kỉ XIX nhiều cơng trình nghiên cứu chứng tỏ rằng:

-Ngun tử có cấu tạo phức tạp gồm hạt bản.

* Nguyên tử có dạng hình cầu có: - Kích thước khoảng 1A0 (10-10 m).

- Khối lượng: 10-23 kg.

- Hạt nhân (điện tích +Z) gồm:

+ Proton (p), mp =1,672.10-27kg, tích điện dương +

1,602 10-19Culơng.

+ Notron(n), mn = 1,675.10-27kg, không mang điện.

Hạt nhân nguyên tố bền (trừ nguyên tố phóng xạ).

- Electron(e), me = 9,1.10-31kg, tích điện âm -

1,602.10-19Culơng.

Trong bảng hệ thống tuần hoàn (HTTH), số TT nguyên tố = điện tích hạt nhân = số e

2.I.2 Thuyết lượng tử

- Ánh sáng sóng điện từ lan truyền chân không với vận tốc c = 3.108m/s, đặc

trưng bước sóng hay tần số dao động:

-Thuyết sóng ánh sáng giải thích: + Hiện tượng giao thoa nhiễu xạ

+ Nhưng khơng giải thích kiện thực nghiệm hấp thụ phát ánh sáng khi qua môi trường vật chất.

Năm 1900, M.Planck đưa giả thuyết: “Năng lượng ánh sáng khơng có tính chất liên tục mà bao gồm lượng riêng biệt nhỏ gọi lượng tử lượng hay photon”



c ν =

Một lượng tử ánh sáng (gọi photon) có năng lượng là: E = hv

Trong đó: E lượng photon

v: tần số xạ

h = 6,626.10-34 J.s - số Planck.

Năm 1905, Anhstanh dựa vào thuyết lượng tử đã giải thích thỏa đáng tượng quang điện

Bản chất tượng quang điện kim loại kiềm chân không, bị chiếu sáng phát electron

Năng lượng electron khơng phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào mà phụ thuộc vào tần số ánh sáng

năng lượng cho kim loại Một phần lượng

E0 dùng để làm bật electron khỏi nguyên

tử kim loại phần lại trở thành động năng electron:

Những xạ có tần số bé tần số giới hạn quang điện không gây tượng quang điện Sử dụng cơng thức ta tính vận tốc electron bật tượng quang điện.

2.I.3 Các mô hình ngun tử

a Mơ hình ngun tử Rutherford

2 mv ν 1

Mỗi nguyên tử có hạt nhân mang điện tích dương e quay xung quanh.

b Mơ hình ngun tử Bohr:

- Trong nguyên tử electron quay xung quanh nhân theo quỹ đạo trịn đồng tâm có bán kính xác định.

- Mỗi quỹ đạo ứng với mức lượng xác

định electron Quỹ đạo gần nhân ứng với mức lượng thấp nhất, quỹ đạo xa nhân ứng với mức lượng cao

- Năng lượng electron nguyên tử H được xác định sau:

Trong h = 6,626 10-34 J.s số Planck, m

khối lượng electron, ε0 số điện môi

4

n 2 2

0

1 me E = -

trong chân không ε0 = 8,854.10-12C2/Jm

n số nguyên dương nhận giá trị 1, 2, 3,…, μ.

- Khi e chuyển từ quỹ đạo sang quỹ đạo khác thì xảy hấp thụ giải phóng lượng

-Khi e chuyển từ quỹ đạo có mức lượng thấp sang mức lượng cao hấp thụ lượng

- Khi electron chuyển từ mức lượng cao sang mức lượng thấp xảy phát xạ lượng

- Năng lượng xạ hấp thụ giải phóng

là:

, n

n

c ΔE = E -E = hv = h

2.I.4 Kết hạn chế thuyết Bohr Ưu điểm:

- Giải thích quang phổ vạch nguyên tử hyđro

-Tính bán kính nguyên tử hydro trạng

thái a= 0,529 A0

Hạn chế:

- Không giải thích vạch quang phổ các nguyên tử phức tạp

- Khơng giải thích tách vạch quang phổ tác dụng điện trường, từ

trường

- Giả thuyết có tính độc đốn.

Ngun nhân do:

- Khơng đề cập đến tính chất sóng electron

- Do coi quỹ đạo chuyển động electron trong nguyên tử quỹ đạo trịn có bán kính xác định.

2.II QUAN ĐIỂM HIỆN ĐẠI VỀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ:

2.II.1 Lưỡng tính sóng hạt hạt vi mơ

Năm 1924 nhà vật lý học người Pháp Louis De Broglie đưa giả thuyết:

Mọi hạt vật chất chuyển động coi q trình sóng đặc trưng bước sóng và tuân theo hệ thức:

Trong đó: m khối lượng hạt, g, kg.



h λ =

v vận tốc chuyển động hạt, m/s.

h - Hằng số Planck, h= 6,63.10-34J.s

- Đối với hạt vĩ mô: m lớn (h = const) nhỏ → tính chất sóng bỏ qua.

- Đối với hạt vi mô: m nhỏ (sóng h = const) lớn → khơng thể bỏ qua tính chất sóng

Ví dụ 1: Một hạt có khối lượng m = 0,3 kg, vận tốc chuyển động V= 30m/s hạt là?

Giải:

Áp dụng hệ thức Louis De Broglie

của hạt vô nhỏ nên bỏ qua tính chất sóng

của hạt.    34 34

h 6, 63.10

λ = 0, 736.10

mv 0, 3.30 m





 

2.II.2 Nguyên lý bất định Heisenberg a Phát biểu nguyên lý

Khơng thể xác định đồng thời xác toạ độ vận tốc hạt, khơng thể vẽ chính xác quỹ đạo chuyển động hạt.

Đây hệ thức bất định Heisenberg

Trong x - Độ bất định (sai số) toạ độ theo phương x

∆vx - Độ bất định (sai số) vận tốc theo phương x Nếu ∆x nhỏ ∆vx lớn, nghĩa độ bất định toạ độ nhỏ độ bất định vận tốc lớn.

h Δx=Δvx

m

Từ rút kết luận quan trọng không thể dùng học cổ điển để mơ tả cách xác quỹ đạo chuyển động hạt vi mô thuyết Bohr mà phải sử dụng môn khoa học là: học lượng tử.

2.III KHÁI NIỆM VỀ CƠ HỌC LƯỢNG TỬ 2.III.1.Hàm sóng:

Trạng thái chuyển động e nguyên tử được mô tả hàm toạ độ x, y, z thời gian t, gọi hàm sóng Ψ(x,y,z,t).

Tính chất hàm sóng:

- Hàm  âm, dương hàm phức. - 2 mật độ xác suất tìm thấy electron điểm

trong phần không gian xung quanh hạt nhân.

- 2dv mô tả xác suất tìm thấy electron thời điểm t yếu tố thể tích dv bao quanh điểm có toạ độ x, y, z.

Vì electron có mặt khơng gian vơ hạn nên xác suất tìm thấy 1.

Là điều kiện chuẩn hóa hàm sóng.

2.III.2 Phương trình sóng Schrodinger

Để tìm hàm sóng ta phải giải phương trình sóng,

+

2

-Ψ dv =

 

cịn gọi phương trình Schrodinger Đó phương trình vi phân hàm sóng  hạt vi mô (eleclectron) chuyển động trường V.

Trong dó:

 - T oán tử Laplace:

E – Năng lượng toàn phần hạt. V – Thế hạt

Có thể viết dạng tổng quát hơn: H = E,

trong H tốn tử Hamilton hệ nghiên cứu

Giải phương trình sóng  tìm E,   từ

biết chuyển động electron.

2

h

- + + VΨ = EΨ 8π m

 



 

  2

2 2

x y z

  

   

2.III.3 Obitan nguyên tử mây electron.

- Mỗi giá trị nghiệm  gọi obitan nguyên tử, kí hiệu AO.

2.IV HỆ 1E ( NGUYÊN TỬ H VÀ ION TƯƠNG TỰ). 2.IV.1 Phương trình sóng Schrodinger:

- Hệ gồm e hạt nhân điện tích +Ze: Thế năng hệ:

Trong r: khoảng cách hạt nhân e.

0: số điện môi chân không.

 V thuộc vào r  trường tạo trường xuyên tâm (trường có đối xứng tâm) gọi trường Culơng.

Phương trình Schrodinger có dạng

- Để giải phương trình sóng  đưa hệ tọa

độ cầu: (x, y, z)  (r, , ).

2

0

Ze V = -

4π ε r

2

2

0

h

- + - Ψ = EΨ 8π m

- Lời giải phương trình sóng Schrodinger sẽ thu được lượng toàn phần e (E), hàm sóng mơ tả trạng thái chuyển động e ()

khi giải xuất số lượng tử n, l ,m.

2.IV.2 Năng lượng:

-Kết giải phương trình sóng thu lượng toàn phần electron.

n: có giá trị nguyên dương, gọi số lượng tử chính.

Nhận xét:

- En phụ thuộc vào n

+ n lớn  En càng lớn ngược lại.

2

n 2

13,6.Z E = -

+ n gián đoạn  En gián đoạn lượng e trong nguyên tử phân thành mức, mức ứng với giá trị n.

+ Khi n =  E1  mức E1 gọi trạng thái cơ

Vậy trạng thái trạng thái có mức lượng thấp nhất.

2.IV.3 Hàm sóng:

(x, y, z)  (r, , )

- Khi giải phương trình sóng, dẫn đến việc đặt hàm sóng y(r,q,j) thành tích hai hàm:

(r, , ) = Rn,l (r).Ym,l(, )

Y (, ) - Là hàm góc phụ thuộc vào hai tham số là l, m

l - số lượng tử phụ: l = 0,1,2, ,n-1  ứng với giá trị n có n giá trị l.

m - số lượng tử từ: m = 0, ±1,±2, ,±l ứng với giá trị l có 2l + giá trị m.

- Như hàm sóng Y thu phụ thuộc vào số lượng tử n, l, m: Yn,l,m hay nói cách khác: Một hàm sóng (1AO) đặc trưng số lượng tử n, l, m.

Nhận xét:

-Ứng với trạng thái có 2l+1 cách định hướng khác không gian

VD: n=1 (mức lượng K)  l = 0, m = 

 n, l, m = 100, 100 = 1AO  mức lượng K có AO.

Khi n = (mức L)  l = 0, 1; m = 0, ± 1. n = 2, l =  200= 1AO.

n = 2, l =  m =  210 = 1AO;

m =  211 = 1AO; m = -1  21-1 = 1AO Mức L có AO

Vậy: Một mức lượng n có n2 hàm sóng  

có n2 AO.

2.IV.4 Giới thiệu số mây e

Hình mây e gần giống hình dáng AO tương ứng khác: Khi biểu diễn hàm sóng có dấu (+) hay (-) cịn mây e khơng có dấu.

Giá trị l: 3 Kí hiệu: s p d f

Vậy với n ≥  có ns = AO ns  mây ns n ≥  có np = AO np  mây np.

m =  npz = AO npz  mây npz

m = 1(x)  npx = AO npx  mây npx

m = -1(y)  npy = AO npy  mây npy

a Mây s: Mật độ mây e phân bố đẳng hướng 1 khối cầu.

b Mây p

- Mỗi hàm ns mặt cầu đối xứng qua gốc tọa độ có phần (+) phần (-) theo chiều trục tọa độ.

- Mỗi mây p: Có dạng hình tạ, cực đại mây e phân bố dọc theo trục tọa độ.

2.IV.5 Chuyển động riêng e nguyên tử:

2 chuyển động:

- Chuyển động xung quanh nhân (chuyển động obitan) đặc trưng số lượng tử n,l,m. - Chuyển động riêng (chuyển động tự quay) đặc trưng số lượng tử từ spin ms; ms nhận giá trị +1/2 –1/2.

Vậy chuyển động toàn e nguyên tử được đặc trưng số lượng tử n, l, ml ms trong đó:

- n đặc trưng cho mức lượng kích thước mây e.

- l đặc trưng cho hình dáng mây e. -ml đặc trưng cho hướng mây e.

2.V HỆ NHIỀU E

Hệ nhiều e  e khảo sát chịu tác dụng của: - Lực hút hạt nhân.

- Lực đẩy e lại.

 trường tạo không xuyên tâm, lượng e trường phụ thuộc vào n mà phụ thuộc vào l

Để khảo sát hệ  phải đưa hệ hệ 1e  dùng phương pháp gần đúng.

2.V.1 Phương pháp gần 1e. Khái niệm điện

tích hạt nhân hiệu dụng

a Phương pháp gần 1e:

- Z’ gọi điện tích hạt nhân hiệu dụng. - Z’ = Z- A, A số chắn e lại. - Coi e lại chắn bớt ảnh hưởng hạt nhân 1 đại lượng A

- Coi trường tạo Z’ trường xuyên tâm.

b Kết quả: Bài toán e áp dụng cho

2.V.2 Áp dụng kết toán 1e cho hệ nhiều e.

a Năng lượng:

- Hệ e:

 E = f(n) -Hệ nhiều e:

Nhận xét:  E = f(n,Z’) = f(Z,n,l).

- Vậy hệ e → E phụ thuộc vào số lượng tử n, cịn hệ nhiều e E phụ thuộc vào n Z’ (hoặc Z, n l).

- Trong hệ nhiều e, mức lượng bị tách thành n phân mức, phân mức đặc trưng giá trị l.

2

13,6Z E = -

n

n

2

n,l 2

13,6Z' E =

l đặc trưng cho lực đẩy e lại, l lớn En,l lớn.

- Trong hệ nhiều e, lượng có tượng suy biến.

b.Hàm sóng

Hình dáng AO mây e hồn tồn khơng đổi (như hệ 1e) mật độ phân bố e theo khoảng cách tới nhân khác Z, Z’.

2.V.3 Ý nghĩa số lượng tử:

a Khái niệm lớp, phân lớp e:

Các lớp ký hiệu sau: n = 7

Lớp K L M N O P Q

n lớn lớp electron xa nhân electron có lượng cao.

- Phân lớp e: Trong lớp electron được chia thành n phân lớp, phân lớp cùng lớp đặc trưng giá trị của l Để ký hiệu phân lớp dùng ký hiệu sau đây:

l = 3 Ký hiệu s p d f

đó trước ký hiệu phân lớp.

Ví dụ: Lớp K ứng với n = gồm có phân

lớp đặc trưng l = n = 1, 1s.

Lớp L ứng với n = gồm có hai phân lớp

đặc trưng l = → 2s, l = → 2p

Lớp M ứng với n = gồm có phân lớp đặc trưng l = → 3s, l = → 3p, l = → 3d

Ý nghĩa số lượng tử:

a Số lượng tử n.

- Xác định lớp e nguyên tử Ví du: n = → ứng với lớp K

kích thước mây e lớn mật độ mây e loãng.

- Đối với nguyên tử H hay ion e, n xác định mức năng lượng e nguyên tử ion:

- Đối với nguyên tử nhiều e  En,l = f(n,l)  n xác định mức lượng trung bình e trong lớp:

b Số lượng tử phụ l.

- Xác định hình dáng đám mây e.

Mây s hình cầu, mây p - tạ đôi, mây d dạng phức tạp (bốn cánh hình hoa thị).

2

n 2

Z E = -13,6

n

,2

n,l 2

Z

E = -13,6

c Số lượng tử từ ml:

- Xác định định hướng AO hay mây electron khơng gian xung quanh hạt nhân.

Ví dụ: ứng với l = (mây s)  m = 0; mây s có

1 định hướng xung quanh hạt nhân (mây s có hình cầu).

l = (mây p)  m = -1, 0, +1 mây p có định

hướng khác xung quanh hạt nhân.

d Số lượng tử từ spin ms:

- Chiều tự quay xung quanh trục hay nói cách khác:

2.VI SỰ PHÂN BỐ E TRONG NGUYÊN TỬ NHIỀU E. 2.VI.1 Nguyên lý ngoại trừ Pauli

Trong nguyên tử tồn hai electron có giá tr ị số lượng tử.

Ví dụ: Lớp K; n =  l =  m =  ms = +1/2

ms = - 1/2  lớp K có nhiều e: e thứ có gía trị n = 1, l = 0, m = ms = +1/2 ; e thứ có giá trị n = 1, l = 0, m = ms = -1/2.

Hệ quả: Dựa vào ngun lý pauli tính số electron tối đa ô lượng tử, phân lớp hay lớp.

nhau, nhận giá trị +1/2 -1/2)

+ Số electron tối đa phân lớp 2(2l+1). Phân lớp s p d f

Số ô lượng tử 1 7

Số e tối đa 2 10 14

Ví dụ: Tính số e tối đa phân lớp np ( n có giá trị bất kì)

n =2, p ứng với l =

Từ đó: n =  l =  m = -1  ms = +1/2 ms = -1/2  ứng với AO 2py có nhiều 2e

*n =  l =  m =  ms = +1/2 ms = -1/2  ứng với AO 2pz có nhiều 2e

*n =  l =  m = +1  ms= +1/2 ms = -1/2  ứng với AO 2px có nhiều 2e

- Số e nhiều phân lớp: Một lớp e ứng với giá trị n có tối đa 2n2e

Ví du: Tính số e tối đa lớp L (n = 2).

n =  l =  m =  ms = +1/2 ms = -1/2 có tối đa 2e l=1  m =-1  ms=+1/2 ms=-1/2 có tối đa

2e.

m=0 → ms=+1/2 ms=-1/2 có tối đa 2e m=+1  ms=+1/2 ms=-1/2 có tối đa 2e.

Vậy lớp L (n=2) có nhiều 8e=2n2.

2.VI.2 Nguyên lý vững bền:

Trong nguyên tử electron chiếm trước hết AO có mức lượng thấp

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s

Thỏa mãn quy tắc Klechkowsky:

2.VI.3 Quy tắc Hund

-Ô lượng tử: Mỗi AO đặc trưng số

lượng tử n, l, m; AO biểu diễn ô vuông gọi lượng tử.

Kí hiệu là:

- Quy tắc Hund: Trong phân lớp chưa đủ số

electron tối đa electron có khuynh hướng phân bố vào ô lượng tử cho số

electron độc thân với spin song song cực đại. Quy luật phân bố e nguyên tử: phải

2.VI.4 Cách viết cấu hình e nguyên tử trạng thái bản.

a Cấu hình dạng chữ:

Để viết cấu hình e dạng chữ cần biết: - Số e nguyên tử (bằng Z).

- Thứ tự điền electron theo nguyên lý vững bền

- Biết số electron tối đa phân lớp: Phân lớp s có tối đa 2e, phân lớp p - 6e, phân lớp d - 10e, phân lớp f- 14e.

b Cách viết:

- Viết dạng kí hiệu phân lớp.

(tổng tất số mũ phân lớp = số e = Z)

Ví dụ: Viết cấu hình e nguyên tử Mn (Z = 25) dạng chữ Mn (Z = 25) → số e = 25 :

1s22s22p63s23p64s23d5

hay: 1s22s22p63s23p63d54s2

Chú ý: - Khi viết cấu hình e nguyên tử số e

= Z, viết cấu hình e ion phải chú ý số e ≠ Z (điện tích hạt nhân ion nguyên tử số e phải khác nhau): Số e < Z (đối với ion dương) số e > Z (đối với ion âm).

Ví dụ: Mn3+ (Z = 25) → số e = 22:

1s22s22p63s23p63d4.

khi điền e vào nguyên tử điền theo thứ tự năng lượng theo nguyên lý vững bền mất e (để trở thành ion) e lớp cùng trước (mất từ lớp tới lớp trong): điền (n-1)d sau ns, ns trước (n-1)d.

2.VI.5 Cấu hình e nguyên tử dạng lượng tử:

Cách viết cấu hình e dạng chữ.

- Dựa vào cấu hình e dạng chữ viết cấu hình e dạng lượng tử (mỗi ô lượng tử chứa tối đa 2e). - Mỗi e kí hiệu mũi tên quay lên (với ms = +1/2), quay xuống quay lên (với ms = -1/2).

→ gọi e độc thân.

- Với phân lớp chưa bão hòa e → việc phân bố e phải tuân theo quy tắc Hund

Ví dụ: Viết cấu hình e dạng N(Z = 7)

1s22s22p3

Chú ý: Trong số nguyên nguyên tử, viết cấu

hình e theo nguyên lý vững bền tthái có cấu hình ns2(n-1)d4 ns2(n-1)d9 có sự

chuyển 1e ns sang (n-1)d thành ns1(n-1)d5

ns1(n-1)d10

Nguyên nhân hiệu lượng (E(n-1)d-

Ens) nhỏ phân lớp d10 d5 phân lớp

bằng 5) 1e ns chuyển sang (n-1)d để tạo thành phân lớp bền

2.VII CẤU TẠO HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ, ĐỒNG VỊ

- Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện dương lớp vỏ mang điện âm

2.VII.1 Hạt nhân nguyên tử

-Cấu tạo gồm hạt proton nơtron

a Proton (p): hạt sơ cấp.

mp = 1,00728 đvC, qp = +4,8.10-10 GSE hay

+1,602.10-19 Culông.

b Nơtron (n): hạt sơ cấp mang điện, có mn ≈ mp

và 1,675.10-27 kg ≈ đvC.

-p + n = A (số khối)

hạt nhân N = A – Z

A số khối, Z số p, N số n.

2.VII.2 Lớp vỏ nguyên tử.

-Gồm electron mang điện âm, me = 1/1840 mH

và = 9,1095.10-31 kg hay 0,549 đvC.

-qe = - 1,602.10-19 Culông hay +4,8.10-10 đvdt

GSE.

2.VII.3 Bản chất lực hạt nhân

- Các hạt tạo thành hạt nhân có hai lực tác dụng + Lực đẩy tĩnh điện tương hổ proton

+ Lực hút tất hạt thành phần hạt nhân (lực hạt nhân).

+ Hạt nhân nguyên tố nhẹ bền có số p = số n

N có số n = số p O có số n = số p 8 - Các ngun có số n > số p khơng bền

-Khối lượng hạt nhân nguyên tử gần mp + mn tạo thành hạt nhân.

Ví dụ: mHe = 2p + 2n = x 1,00728 + x 1,00867 =

4,0319 đvC thực tế đo 4,0026 đvC.

Độ chênh lệch: m = 4,0319 – 4,0026 = 0,03 đvC. Đây độ hụt khối:

m = 1,007597.Z + 1,008987.N-m

m khối lượng biến dạng, Z điện tích hạt nhân, N tổng số n, m khối lượng hạt nhân.

Năng lượng giải phóng tạo thành hạt

2.VII.4 Đồng vị

a Khái niệm đồng vị, đồng phân đồng lượng.

- Đồng vị tập hợp nguyên tử nguyên tố có điện tích hạt nhân.

- Đồng phân chất có điện tích hạt nhân giống nhau, số nơtron giống khác nhau lượng.

- Đồng lượng chất có điện tích hạt

nhân khác nhau, số nơtron khác có số khối

b Cách biểu diễn đồng vị

- Dùng kí hiệu thơng thường ngun tố

17 35Cl 1737 Cl, 1224Mg, 1225Mg 1226Mg

Tổng quát: ZAX

-Khối lượng nguyên tử khối lượng trung bình của đồng vị

Bài tập ứng dụng: Trong tự nhiên Cu có đồng vị

29Cu63 29Cu65 Tính khối lượng nguyên tử trung

bình Cu, biết tỉ lệ phần trăm số nguyên tử 29Cu63 73%.

c Ứng dụng đồng vị Xác định chế

phản ứng hóa học Ví dụ: Phản ứng este hóa

rượu axit

75,53 24,47

Cl = 35. +37 = 35,4894 35,5

2.VIII CÁC NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ VÀ SỰ PHÂN RÃ.

2.VIII.1 Sự phóng xạ:

Sự phóng xạ gì? Là tượng số nguyên tố phát xạ: xun qua chất, ion hóa khơng khí, hóa đen kính ảnh.

-Do nhà vật lí người Pháp Becơren (1896) từ…Uran.

-Năm 1898 vợ chồng Pie Mari Curie tìm

ngun tố phóng xạ Pd Rh thành phần quặng Uran

-Các xạ phóng xạ khơng giống nhau, tác dụng từ trường chúng tách thành chùm tia:

lệch từ trường, giống tia Rơnghen có khả năng xuyên thủng lớn.

Tia  dịng electron tích điện âm chuyển

động nhanh

Tia  dịng hạt nhân 2He2+ có điện tích dương,

m nguyên tử Heli

2.VIII.2 Các nguyên tố phóng xạ phân rã.

-Thế tính phóng xạ? Là tự chuyển hóa đồng vị khơng bền ngun tố hóa học thành đồng vị nguyên tố khác kèm theo phóng hạt sơ cấp.

phân rã phóng xạ

-Chu kí bán rã (hay chu kì bán hủy) gì? Là khoảng thời gian mà lượng ban đầu nguyên tố phóng xạ bị phân rã.

-Đặc trưng cho thời gian sống nguyên tố dao

động từ vài phần giây đến hàng tỉ năm.

Ví dụ: Rn 3,85 ngày đêm, Ra 1620 năm, U 4,5 tỉ năm.

-Các dạng phân rã phóng xạ

+ Phân rã : hạt nhân nguyên tử phóng

proton nơtron → chúng liên kết lại thành hạt nhân nguyên tử 2He4.

2p + 2n → 2He4.

-Kết phân rã  tạo thành nguyên tử nguyên tố lùi lại 2ơ so với ngun tố phóng xạ ban đầu.

ZAX 

(Z–2)(A–4)Y + 24He

- Phân rã  hạt nhân nguyên tử phóng electron Z tăng lên đơn vị

ZAX 

(Z+1)A Y + 

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 90

2.VIII.3 Định luật phân rã phóng xạ

Định luật phản ứng chiều bậc

mặt động hóa học: A  Sản phẩm

Phương trình động học phản ứng:

v tốc độ phản ứng, dx/dt đạo hàm bậc của nồng độ chất A bắt đầu phản ứng t =

x nồng độ chất A sau thời gian phản ứng t.

( )

dx

v k a x

dt

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 91

(a – x) nồng độ chất A có thời điểm

xét, k số tốc độ phản ứng. Bằng phép biến đổi tốn học ta có:

Viết dạng hàm mũ: (a – x) = a.e-kt Áp dụng

cho q trình phân rã phóng xạ:

hay N = N0e-kt = N

0e-t  số tốc độ phân

rã phóng xạ, N0 số hạt nhân phóng xạ gốc có ở thời điểm đầu t = 0, N số hạt nhân lại thời điểm xét

1

ln a

k

t a x

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 92

Chu kỳ bán hủy thời gian để lượng ban đầu (a hay N0) chất phản ứng (a/2, N0/2), kí hiệu t1/2 (đọc thau)

Thay N = N0/2 vào đổi ln sang lg ta có:

Xem tập (7-5 trang 245) Xác định niên đại dựa vào hóa học phóng xạ tập (7-6).

2.VIII.4 Độ phóng xạ

Độ phóng xạ A mẫu phóng xạ số

phân rã đơn vị thời gian.

1

1

2

1 0, 693

ln

k t

t k

  

dN A

dt

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 93 dN số phân rã xảy sau thời gian dt

A tốc độ phân rã mẫu phóng xạ xét.

- Độ phóng xạ đo curi, curi số phân rã do gam rađi tạo Vì gam rađi có 3,7.1010

phân rã giây

Như 1curi = 3,7.1010 phân rã giây

1 mili curi (mc) = 10-3 curi

1 micro curi (c) = 10-6 curi, cịn có đơn

vị Rơzơfo.

2.VIII.4 Phóng xạ nhân tạo

- Là tượng dùng loại hạt nhân làm đạn bắn vào hạt nhân làm bia tạo hạt nhân cùng với tia phóng xạ.

Ví du: 5B10 +

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 94

13Al27 + 2He4  [15P31]  15P30 + 0n1

12Mg24 + 2He4  [14Si28]  14Si27 + 0n1

Đó trình sơ cấp

Tiếp đến trình thứ cấp: 7N13 

6C13 + + 15P30  14Si30 + +

14Si27 

13Al27 + +.

Hiện tượng phóng xạ ngày nhiều có nhiều ứng dụng cơng nghệ đời sống.

27Co59 +

0n1  27Co60 27Co60  28Ni60 + -

hv = 1,25 MeV (1MeV = 106 eV) Bức xạ - dùng

để chữa bệnh ung thư.

Phóng xạ nhân tạo thường bao gồm trình sơ cấp thứ cấp Quá trình sơ cấp tạo

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 95 2.IX SỰ PHÂN HẠCH HẠT NHÂN

2.IX.1 Khái niệm: - Hiện tượng bắn vào

hạt nhân đó, chẳng hạn hạt , hạt

nhân làm bia bị “vở ra” thành mảnh sự phân hạch hạt nhân.

2.IX.2 Phản ứng phân hạch dây chuyền

Sự phân hạch dây chuyền cho nơtron chậm

+ 92U235 đoạt nơtron  đồng vị 92U236,

đồng vị vỡ phần khác số khối và giải phóng nơtron.

Những đồng vị bền có số nơtron vượt quá nhiều so với proton chúng phát tia  qúa

trình tiếp diễn lúc đồng vị bền Ban đầu từ 1 0n1 sau số

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 96

sự phân rã xảy đồng thời nhiều hạt nhân. Để phản ứng phân hạch hạt nhân theo, kiểu

dây chuyền nguyên liệu phải tinh chế có khối lượng tới hạn

Ví dụ: 92U235 có khối lượng tới hạn từ 900 

1000 gam.

Có hai tình xảy phản ứng phân hạch dây chuyền hạt nhân:

+ Không điều khiển (phản ứng kiểu

thác) bom nguyên tử hay bom A nổ

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 97

+ Các nguyên tố gốc họ phóng xạ có thể cho phản ứng dây chuyền.

2.X PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH

Là phản ứng tổng hợp hạt nhân Các hạt nhân trước tham gia phản ứng nhiệt hạch phải được nung nóng nhiệt độ cao.

Nhiệt độ đun nóng khoảng 108 0K thăng

được lực đẩy culong Các phản ứng nhiệt hạch sau đề cập:

1H1 +

1T3  2He4 H = -19,8 MeV

1D2 +

1T3  2He4 + 0n1 H = -17,6 MeV

3Li6 +

1D2  22He4 H = -22,0 MeV

2.X.1 Sơ lược số hạt bản.

Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 98

Khối lượng m = h/c2 = h/c, lương  = h

(c = 3.0.108 m/s tốc độ ánh sáng chân

khơng) Mỗi photon có lượng  xác định Hạt phản hạt.

2.X.2 Electron e kí hiệu  hay -.

- Phản hạt e pozitron e+ hay +.

2.X.3 Proton p

- Phản hạt proton kí hiệu điện tích -1

2.X.4 Nơtron n hạt trung hòa

- Phản hat nơtron khác với nơtron hình chiếu momen từ.

2.X.5 Nơtrino kí hiệu  hạt trung hòa khối

lượng xấp xĩ không.

Phản hạt nơtrino khác định hướng spin

p



n



Truong CDSP Nha Trang Nguyen Van Hieu 99

Liên kết hạt nhân lực hút

nucleon tạo trình liên tục hình thành phân hủy mesyonpi (+)

mesopi (-):

1p1 0n1 + + 0n1  1p1 + 

+  e+ + 0 -  e- + 0

-Năng lượng hạt nhân nguồn

lượng lớn vô tận, tất người thế giới mong muốn sử dụng lượng hạt nhân vào mục đích hịa bình.

Chương III: CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT

HÓA HỌC

3.1.1 Các dạng liên kết hóa học.

- Có bốn dạng liên kết hóa học Liên kết cộng hóa trị

Liên kết ion.

Liên kết kim loại

Liên kết hiđro, tương tác Van Van (thuộc liên kết yếu).

3.1.2 Quy tắc octet

- Do Coxen Liuyxơ đưa vào năm 1916:

3.2 Liên kết cộng hóa trị

3.2.1 Thuyết Liuyxơ (1916).

Trong phân tử tạo từ nguyên tử nguyên tố phi kim, liên kết hai nguyên tử

được thực cặp e dùng chung nhờ mà mỗi nguyên tử có cấu hình lớp ngồi cùng bền vững ngun tử khí 8e

.

: Cl : Cl :

3.2.2 Phân loại liên kết cộng hóa trị

a Liên kết cộng hóa tri khơng phân cực:

b Liên kết cộng hóa trị có cực: - Đó liên kết trong phân tử hợp chất H2O, HCl, NH3,…

c Tính định hướng không gian liên kết

cộng hóa trị.

- Liên kết cộng hóa trị có tính định hướng khơng

gian tính bão hòa.

3.3 Liên kết ion

3.3.1 Thuyết Coxen (1916): - Trong phản ứng

hóa học xác định nguyên tử có xu hướng thu thêm e hay nhường bớt e để đạt tới cầu

hình e bền vững ngun tử khí với

8e.

2Na + Cl2  2NaCl

Na – 1e  Na+; Cl2 + 2e  2Cl

n-3.3.2 Một số đặc điểm liên kết ion hợp chất ion

a Lực liên kết.

Lực liên kết hợp chất ion chủ yếu lực tĩnh điện.

b Khơng có định hướng khơng gian 3.3.3 Sự trung hòa điện

MgCl2  Mg2+ + 2Cl

-3.4 Công thức cấu tạo Liuyxơ

3.4.1 Công thức cấu tạo Liuyxơ: - Quy ước

dùng dấu chấm (.) để biểu thị electron hai (:) hay ( ) vạch (–) (hay ┃, để đôi

3.4.2 Bậc liên kết

- Bậc liên kết xác định tổng

số cặp e tạo liên kết

- Bậc có cặp e liên kết C – C, bậc có cặp e liên kết C = C, bậc có cặp e liên kết C  C

3.5 Độ dài liên kết 3.5.1 Khái niệm:

- Độ dài liên kết phân tử khoảng cách hai hạt nhân nguyên tử tạo liên kết khi phân tử trạng thái mức lượng thấp nhất, kí hiệu d

H : N : H .

H

: NH3 H N

H

H

-Dùng phương pháp phổ vi sóng

và phương pháp nhiễu xạ e để xác định độ dài liên kết.

- Độ dài liên thông thường

từ 1,0 – 2,0 A0, d

H-H= 0,74 A0,

dC-S= 4,47 A0, d

C-C = 1,53 – 1,54 A0,

d

C=C = 1,34 A0, dC-C benzen = 1,40 A0.

Độ dài liên kết ngắn liên kết bền.

3.5.2 Bán kính liên kết:

- Độ dài liên kết dA-B= 1/2 (dA-A + dB-B)

dA-A, dB-B là độ dài liên kết A-A B-B tương ứng Ví dụ: dCl-Cl = 1,99 A0, d

C-C = 1,54 A0

dC-Cl = 1/2 (dC-C + dCl-Cl) = 1/2 (1,54 + 1,99) =

1,765 A0 Có thể coi 1/2 d

A-A là bán kính liên kết