Cau tao nguyen tu chuong trinh hoa dai cuong DHYD TPHCM

Mối quan hệ của đương lượng Đương lượng của nguyên tố A hoặc hợp chất A có liên hệ đơn giản sau: • Trong phản ứng trung hòa: n = số nguyên tử H OH của 1 phân tử axit bazơ thực tế tham gi[r]

1- CAC KHAI NIỆM CƠ BAN 1.1 Đơn chât (Au, Ag, Al, As, O2, O3, N2, He, …C) 1.2 Hơp chât (H2O, CaCO3, CH3COOH, …) 1.3 Nguyên chât: Chât tạo bơi cung loại nguyên tư hay phân tư 1.4 Hôn hơp: nhiêu chât không phan ưng đươc trôn đêu, đồng thê, tach rơi đươc băng phương phap vât ly 1.5 Hôn hông: trạng thai hoa tan môt phân kim loại thuy ngân 1.6 Hơp kim: vât liêu thu đươc đun nong chay nhiêu kim loại, hoăc kim loại va phi kim rồi đê nguôi 1.7 Nguyên tư: phân rât nho cua chât, trung hoa điên, gồm nhân va vo Tạo nên Phân tư 1.8 Nguyên tô : nguyên tư co cung điên tich hạt nhân 1.9 Đồng vi: cac nguyên tư co cung sô điên tich hạt nhân, khac sô notron ( 146C va 126C) 1.10 Đồng khôi: cac nguyên tư co cung sô khôi khac sô điên tich hạt nhân ( 146C va 147N) 1.11 Đồng phân: cung công thưc phân tư, tinh chât khac nhau, câu tạo hoa hoc khac 1.12 Đồng đăng: cac chât co hoa tinh tương tư, câu tạo hoa hoc tương tư, phân tư kem môt hay nhiêu nhom methylen * MÔT SÔ NGUYÊN TÔ ĐÔNG VI Proti 11H 99,985% Deuteri 12H 0,015% Triti 13H nhân tao Clor 35 Clor 37 Carbon 12 612C 98,90% Carbon 13 613C 1,10% Carbon 14 614C Oxy 16 816O 99,76% Oxy 17 817O Oxy 18 818O Cl 75,57% 37 17 Cl 24,43% 17 35 Hâu hêt cac nguyên tô hoa hoc la hôn hơp cac đồng vi Khôi lương nguyên tư se la khôi lương trung binh cua cac đồng vi 1.13 Khôi lương nguyên tư: rât nho m(C) = x 10-23 g, m(O) = 2,66 x 10-23 g 1.14 Đơn vi khôi lương nguyên tư (đơn vi carbon): 1/12 khôi lương cua 12C, tưc la 1,6667 x 10-24 g 1.15 Khôi lương nguyên tư tương đôi: m (O) = 16 đvklnt (hay đvC) 1.16 Mol: đơn vi đo lương chât Môt mol chât bât ky chưa sô tiêu phân (nt, pt, ion) băng sô nguyên tư carbon co đung 12 g carbon Sô Avogadro = 6,0221367 x 1023 2- CAC ĐỊNH LUẬT CƠ BAN 2.1 Đinh luât phân không đôi “Một hợp chất dù điều chế cách nào có thành phần xác định và không đổi.” Vi du: nươc phân tich gồm nguyên tô H va O, vơi m H = 11,1% va m O = 88,9% –NaCl: có 39,34% Na và 60,66% Cl Moi hơp chât tương ưng vơi môt công thưc phân tư xac đinh 2.2 Đinh luât ti lê bôi (John Dalton) “nêu hai nguyên tô kêt hơp vơi cho môt sô hơp chât, thi ưng vơi cung môt khôi lương nguyên tô nay, cac khôi lương nguyên tô ti lê vơi sô nguyên đơn gian” Vi du: Nitơ tạo vơi oxy oxid (N2O, NO, N2O3, NO2, N2O5), nêu ưng vơi môt đơn vi khôi lương nitơ thi khôi lương cua oxi cac oxid đo lân lươt la: 0,57 : 1,14 : 1,71 : 2,28 : 2,85 = : : : : Hinh khai niêm hoa tri cua cac nguyên tô 2.3 Đinh luât đương lương (Richter) Đương lương cua môt nguyên tô la khôi lương nguyên tô đo kêt hơp (hay thay theá) vơi phân khôi lương oxi hay phân khôi lương hydro (tuy vao loại phan ưng) ÑH = 1; ÑO = Đinh luât đương lượng : Các nguyên tố kết hợp(hay thay thế) theo các khối lượng tỉ lệ với đương lượng chúng m A ÑA  m B ÑB Mối quan hệ đương lượng Đương lượng nguyên tố A (hoặc hợp chất A) có liên hệ đơn giản sau: • Trong phản ứng trung hòa: n = số nguyên tử H (OH) phân tử axit (bazơ) thực tế tham gia phản ứng • Muối: n = tổng điện tích dương phần kim loại • Phản ứng oxi hóa khử: n = số e mà phân tử chất khử cho và ngược lại Khi đó ta có công thức tổng quát sau ĐA = MA/ n Ví dụ cách tính đương lượng 1) Tính đương lượng axit H2SO4 hai phản ứng sau • H2SO4 + NaOH  NaHSO4 + H2O (1) • ĐH2SO4 = 98/1 = 98 • H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O (2) • Đ H2SO4 = 98/2 = 49 ) Fe2(SO4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3 + 3Na2SO4 • ĐFe2(SO4)3 = 400/6 = 66,66 3) 2FeCl3 + SnCl2  2FeCl2 + SnCl4 M FeCl M SnCl Ñ FeCl   162,5 tương tự Đ SnCl   94,85 Đương lượng gam • Đương lượng gam: đơn chất hay hợp chất là lượng chất đó tính gam có trị số đương lượng nó • Mối liên hệ số gam (m) và số đương lượng gam (n’) chất có đương lượng Đ theo biểu thức sau: Sốđương lượng gam (n' )  ÑA mA  ÑB mB Soá gam (m ) Đương lượng ( Đ) mA mB hay   n'A  n 'B ÑA ÑB 10 Bài tập áp dụng Tính đương lượng axít, bazơ các phản ứng: H3PO4 + NaOH  NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 3NaOH  Na3PO4 + 3H2O 2HCl + Cu(OH)2  CuCl2 + 2H2O HCl + Cu(OH)2  Cu(OH)Cl + H2O Tính đương lượng các chất gạch đây: FeSO4 + BaCl2  BaSO4 + FeCl2 Al2O3 + 6HCl  2AlCl3 + 3H2O CO2 + NaOH  NaHCO3 CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O Al2O3 + 2NaOH  2NaAlO2 + H2O KCr(SO4)2.12H2O + 3KOH  Cr(OH)3 + 2K2SO4 + 12H2O 2FeCl3 + SnCl2  2FeCl2 + SnCl4 2KMnO4+5HNO2+3H2SO4  2MnSO4 + K2SO4 + 5HNO3 + 3H2O 11 2.4 Đinh luât Avogadro Nhưng thê tich băng cung điêu kiên nhiêt đô, ap suât cua cac chât khac đêu chưa môt sô cac phân tư 2.5 Đinh luât bao toan khôi lương Tông khôi lương cac chât thu đươc đung băng tông khôi lương cac chât ban đâu đa tac dung 12 BÀI 1: CÂU TAO NGUYÊN TỬ - ĐLTH Mục tiêu: Phân tich đươc ưu nhươc điêm mẫu nguyên tư cua Rutherford va Bohr Trinh bay đươc luân điêm ban cua thuyêt CHLT nghiên cưu NT Mô ta đươc đăc trưng cua cac AO Vân dung đươc quy luât phân bô e NT đê biêu diễn câu hinh e cua NT Mô ta đươc câu truc cua bang HTTH va quy luât biên thiên cua cac nguyên tô 13 THUYẾT NGUYÊN TỬ VỀ VẬT CHẤT • John Dalton: • – Các nguyên tố cấu tạo từ các nguyên tử • – Nguyên tử nguyên tố hoàn toàn giống • – Nguyên tử không bị thay đổi các phản ứng hoá hoïc • – Hợp chất hình thành các nguyên tử khác kết hợp với • Những bác học cổ Hy lạp cho các hợp chất cấu tạo từ các đơn chất • Cuối kỷ 19 người ta khám phá nguyên tử bao goàm caùc haït mang ñieän tích 14 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 1897: Thomson với thí nghiệm “tia âm cực” phaùt hieän electron mang ñieän tích aâm 15 16 SỰ TÁCH CÁC TIA PHÓNG XẠ - Tia β lệch nhiều chứng tỏ hạt mang điện tích âm có khối lượng nhỏ Đó chính là dòng electron - Tia γ gồm hạt không tích điện - Tia α lệch ít, chứng tỏ khối lượng các hạt mang điện tích dương lớn - Nguyên tử gồm các hạt không mang điện tích, hạt dương và hạt 17 aâm Moâ hình Thomson • - Nguyên tử cầu rỗng • - Ñieän tích döông phaân boá • treân maët caàu • - Điện tử chuyển động phía • 1911: Rutherford duøng tia α baén qua laù vaøng dát mỏng  có mặt hạt nhân mang ñieän döông 19 •Thí nghieäm cuûa Rutherford (1908) 20 Kết thực nghiệm Giải thích kết thực nghiệm • - Phần lớn thể tích nguyên tử là khoảng trống • - Hạt nhân có kích thước nhỏ (cấu trúc đặc) nằm • - Caùc haït alpha seõ bò leäch hướng tiếp cận gần hạt nhaân + + Mô hình cấu tạo nguyên tử Rutherford •- Nguyên tử hình cầu •- Ñieän tích döông taäp trung tâm •- Ñieän tích aâm phaân taùn xung quanh ñieän tích döông 24 Cách nhìn cấu tạo nguyên tử Nguyên tử gồm các hạt mang ñieän tích döông, ñieän tích âm, và trung hoà (proton , electron , vaø neutron ) Proton và neutron nằm hạt nhân nguyên tử và có thể tích raát nhoû (r = 10-14 m) Phần lớn khối lượng nguyên tử tập trung hạt nhaân 25 CAÙC HAÏT CÔ BAÛN TRONG NGUYÊN TỬ Haït Khối lượng (kg) Ñieän tích Khối lượng (amu) Electron 9.1095x10-31 - 1.602x10-19 C 5.486x10-4 Proton 1.6726x10-27 + 1.602x10-19 C 1.0073 neutron 1.6750x10-27 1.0087 Amu (atomic mass unit) = 1.66054x10-24 gam 26 KÝ HIỆU NGUYÊN TỬ A z x X: kyù hieâu teân nguyeân toá Z: ñôn vò ñieän tích haït nhaân = soá proton = số electron nguyên tử A: Soá khoái = soá proton + soá neutron 27 ĐỒNG VỊ Các nguyên tử có cùng số proton khác số neutron 28 Ví du :ïClo có đồng vị Cl-35 và Cl-37, có khối lượng là 34.96885 và36.96590 amu Khối lượng nguyên tử trung bình cuûaClo laø 35.453 amu Haõy tính phaàn traêm đồng vị tự nhiên 29 Goïi x = % Cl-35 y = % Cl-37 x + y = <=> y = - x (M Cl-35)(% Cl-35) + (M Cl-37)(% Cl-37) = 35.453 34.96885*x + 36.96590*y = 35.453 34.96885*x + 36.96590*(1-x) = 35.453 (34.96885 - 36.96590)x + 36.96590 = 35.453 (34.96885 - 36.96590)x = (35.453 - 36.96590) - 1.99705x = - 1.5129 1.99705x = 1.5129 x = 0.7553 <=> 75.53% Cl-35 y = - x = 1.0000 - 0.7553 = 0.2447 24.47% Cl-37 30 Baøi taäp • Tính khối lượng nguyên tử trung bình các nguyên tố sau ñaây: • a) Iridi: 191Ir (37,3%), 193Ir (62,7%) • b) Antimon: 121Sb (57,25%), 123Sb (42,75%) • c) Baïc: 107Ag (51,82%), 109Ag (48,18%) • d) Argon: 36Ar (0,34%), 38Ar (0,07%), 40Ar (99,59%) • e) Saét: 54Fe (5,85%), 56Fe (91,68%), 57Fe (2,17%), 58Fe (0,41%) • f) Niken: 58Ni (67.76%), 60Ni (26,16%), 61Ni (2,42%), 62Ni (3,66%) Baøi taäp Đồng có hai đồng vị 63Cu và 65Cu, khối lượng nguyên tử trung bình đồng là 63,54 Tìm thành phần phần trăm loại đồng vị 31 CAÁU TAÏO VOÛ ELECTRON  Mô hình nguyên tử Rutherford đề nghị: - Nguyên tử gồm: + Moät haït nhaân tích ñieän döông + Caùc electron quay xung quanh noù - Nguyên tử trung hòa điện - Lực ly tâm cân với lực hút tĩnh điện - Kích thước hạt nhân nhỏ so với nguyên tử  Electron chuyển động quanh hạt nhân phát E dạng xạ điện từ và cho phổ liên tục => e seõ maát daàn E vaø cuoái cuøng rôi vaøo haït nhaân => nguyên tử bị phá vỡ (ngtử không tồn tại) 32 Nhược điểm thuyết Rutherford: - Không giải thích tính bền nguyên tử - Không giải thích có mặt phổ vạch nó  Cấu Tạo Vỏ electron Theo Niels Bohr Tiên đề 1: e quay quanh hạt nhân theo số quỹ đạo tròn, đồng tâm và có bán kính xác định (quỹ đạo dừng) Tiên đề 2: E e bảo toàn, nghĩa là các điện tử không hấp thu xạ điện từ Tiên đề 3: Sự xạ xảy electron nhảy từ quỹ đạo dừng này sang quỹ đạo dừng khác E = Ecuối – Eđầu 33 * Kết Quả Rút Ra Từ Các Tiên Đề Cua Niels Bohr a) Tính bán kính quỹ đạo bền, tốc độ và lượng electron chuyển động trên quỹ đạo đó Theo Borh moment động lượng nó (mvr) phải bội soá cuûa h/2 h h => v n  mvr n  2 2 mr h=6,626.10-34 J.s laø haèng soá Planck m là khối lượng e v là tốc độ chuyển động e r là bán kính quỹ đạo dừng n laø soá nguyeân 34 Do quay trên quỹ đạo thì lực hút hạt nhân lên điện tử và lực li tâm điện tử phải nhau, ta có: mv Ze  r 4 o r Thế giá trị v biểu thức trên ta được: + Bán kính r quỹ đạo: n  oh r  Z me e 2 Ñaët  oh -11 ao   5,292.10 m me e => n r  ao Z ao laø baùn kính Bohr 35 • Năng lượng toàn phần điện tử: Bằng tổng động naêng vaø theá naêng: 2 2 mv Ze Ze Ze Ze E     4 o r 4 o r 4 o r 4 o r n2 Thay r  Z ao vào biểu thức trên ta được: Z2 e2 Z2 E    2 2n 4 o ao 2n (a.u ) e2 1hartree 1a.u  4,3598.10 18 J 4 o ao 36 b) Mô hình nguyên tử Bohr cho phép giải thích chất vật lý quang phổ vạch nguyên tử và tính toán vị trí các vạch quang phổ hydro và các hạt có điện tử bên ngoài Thaáu kính buoàng toái Khí hidro Đỏ luïc tím Ñieän aùp cao Khe saùng Thaáu kính chuẩn trực Laêng kính Kính aûnh 37   - Mỗi vạch quang phổ ứng với sóng Đại lượng đặc tröng cho soùng laø: Tần số : số lần dao động sóng thực giaây, ñôn vò: Hz Độ dài sóng : quãng đường sóng truyền dao động, đơn vị: m, nm, … Mối quan hệ tần số và độ dài sóng:  x  = c (c: tốc độ truyền sóng) Quang phổ vạch nguyên tử hidro có vùng : Vùng thuộc phần tử ngoại quang phổ gọi là dãy Lyman Vùng thuộc phần hồng ngoại quang phổ gọi là daõy Paschen Vùng phần lớn thuộc phần nhìn thấy là dãy Balmer 38 Ở điêu kiên thương, đa sô electron tồn tại mưc lương thâp nhât (n = 1) Khi bi kich thich, electron hâp thu lương va chuyên lên quy đạo xa nhân, co lươg cao va nhanh chong quay vê quy đạo gân nhân, phat bưc xạ tân sô ν thoa man Eđ - Ec = hν = - Z2 ( nc2 - nđ2 ) đvnlnt (1 a.u.) Cac vạch day Lyman co sư chuyên electron tư quy đạo n = 2,3,4, … vê n = Cac vạch day Balmer co sư chuyên electron tư quy đạo n = 3,4,5 … vê n = Cac vạch day Paschen co sư chuyên electron tư quy đạo n = 4,5,6 … vê n = 39 40 Caùc giaù trò ñôn vò nlnt Tổ hợp các haèng soá vaät lí e2 Ne 4 o ao e 4 o ao 4 o ao e2 h 4 o ao e2 2hc 4 o ao Teân ñôn vò nlnt J (hartree) Soá trò kJ/mol 2625,5 Hz 6,579684x1015 eV 27,21161 Haèng soá Rydberg, R 1,09737318x10417 m-1 4,35981x10-18 • Sử dụng bảng đvnlnt không tính tần số mà còn tính độ dài sóng các vạch thuộc dãy Balmer Eđ - Ec = hν = - • • • • • Z2 ( nc2 - nđ2 ) đvnlnt (1 a.u.)  1  e2 υ      n ñ  h4 o ao 1   1  e2         xR  c  n ñ  2hc 4 o ao  n ñ  Aùp duïng n=3 ta coù vaïch H: 656,1 nm Aùp duïng n=4 ta coù vaïch H: 486,1 nm Aùp duïng n=5 ta coù vaïch H: 434,0 nm Aùp duïng n=6 ta coù vaïch H: 410,0 nm Các giá trị tính toán lí thuyết trên hoàn toàn phù hợp với42 • Ví dụ: Hãy tính lượng các quỹ đạo có n là và nguyên tử hydrogen (Từ đó, suy tần số  và bước sóng  xạ) cần thiết để kích thích điện tử từ quỹ đạo có n = lên quỹ đạo có n =  Z 12   18 E   x 4,3598.10 ( J )   2n  nd nc  1  18  2,18.10 J    1,64.10  18 J 1  E 1,64.10 18 J 15     , 48 10 s - 34 h 6,626.10 J.s c 3.1010 (m / s) 5    , 21 10 m 12,1m 15   2,48.10 s 43 Mô hình Borh không giải thích được: + Quang phổ các nguyên tử phức tạp có nhiều điện tử + Sự tách các vạch quang phổ tác dụng điện – từ trường (hiệu ứng Zeeman) - Bởi vậy, mẫu nguyên tử Borh cần thay quan điểm đại học lượng tử 44 SOÙNG VAØ TÍNH CHAÁT CUÛA SOÙNG Sóng là dạng truyền lượng khoâng phaûi truyeàn vaät chaát (quaû boùng daäp deành) Tính chaát cuûa soùng  Hiện tượng giao thoa : sóng có thể làm tăng cường yếu sóng khác (biên độ sóng có tính cộng)  Hiện tượng nhiễu xạ: sóng bị đổi hướng chạm vào góc vật chướng ngại 45  Sóng điện từ: là dạng truyền lượng  Aùnh sáng là sóng điện từ  Tốc độ sóng điện từ : c = 3.108 m/s  Bước sóng λ ; Tần số sóng  c =  λ E1 > E2 E = h.= h.c/ λ h = 6.6310-34 Js λ ngaén,  cao λ daøi,  thaá46p - Bản chất hạt ánh sáng thể hiệu ứng quang điện (là phát các electron từ kim loại tác dụng ánh sáng chiếu vào) - Trong các hiệu ứng này, ánh sáng thể tính chất các dòng hạt có khối lượng và xung lượng xác định với động tính công thức:  = mc2 c E h h mc  h  mc 47 QUANG PHOÅ 48 Naêng lượng cao NAÊNG LƯỢNG THAÁP Radio Micro Infrared waves waves Taàn soá thaáp Bước sóng dài Ultra- XGamma violet Rays Rays AS khaû kieán taàøn soá cao Bước sóng ngaén Ví duï • CO2 hấp thu xạ có bước sóng 0.018 mm Hãy xác định tần số xạ này? m 3.0010 s c 13 -1 = = 1.710 s = -3  0.01810 m Ñôn vò: Hertz (Hz)  s-1 • Hãy tính bước sóng sóng FM có tần số 90.7 MHz 8m 3.0010 s c = = = 3.31 m  61 90.710 s 50 Ví duï Năng lượng tối thiểu để bứt electron khỏi cesium laø 3.0510-19 J Coù theå duøng aùnh saùng màu xanh có  = 505 nm để bứt electron từ cesium hay khoâng? m  6.6310 Js 3.0010 s hc Ephoton = h =  = 50510-9 m -34 = 3.9410-19 J Được! 51 Mô hình LƯỢNG TỬ Dựa trên chất nhị nguyên (sóng – hạt) vật chất Baûn chaát soùng cuûa vaät chaát Năm 1925 , theo Debroglie: “ Nếu xạ có thể coi laø caùc doøng haït photon thì caùc haït vi moâ nhö elctron, proton, neutron cuõng theå hieän tính chaát soùng” Debroglie cho bước sóng hạt vi mô là hàm số vận tốc và khối lượng nó h  m V với λ : bước sóng (m); h: số Plank (Js); m: khối lượng hạt (g) ; V vận tốc hạt (m/s) 52 ( 1J = kg m2 /s2) Ví duï Tính bước sóng chuyển động electron chuyển động với vận tốc 3.00x106 m/s, và golf (45,3g) chuyển động với vận tốc 62 m/s -34 6.6310 Js h h e   p mv = 9.1110-31 kg  3.00108 m s  -12 -12 J s = 2.4210 m = 2.4210 kgm 6.6310-34 Js -34 gb = = 2.410 m m 0.0453 kg  62 s 53  Nguyeân lí baát ñònh Heisenberg Về nguyên tắc không thể xác định đồng thời chính xác tọa độ và vận tốc hạt vi mô, đó không thể vẽ hoàn toàn chính xác quỹ đạo chuyển động hạt h x.v x  2m x: sai số phép đo tọa độ theo trục x laø sai soá cuûa pheùp ño vaän toác theo truïc x h = 6,626.10-27 ec.s = 6,626.10-34 J.s m = 9.10-31 kg, Δx = 10-10 cm, Δvx = 1010 cm/s vx Hệ thức trên cho thấy việc xác định toïa độ càng chính xác thì việc xác định tốc độ càng kém chính xaùc 54 Tiên đề về phương trình sóng Schrodinger  Ham sô song cua môt hạt hay nhiêu hạt la nghiêm cua phương trinh vi phân, goi pt song Schrodinger ∂2 Ψ ∂x2 ∂2 ∂x - h2 8π2m + + ∂2Ψ ∂y2 ∂2 ∂y + + ∂2Ψ ∂z2 ∂2 ∂z ▼2Ψ + VΨ = EΨ + 8π2m h (E – V)Ψ = = ▼2 Toan tư Laplace - h2 8π2m ▼2Ψ + 8π2m h2 (E – V)Ψ = ▼2 + V = H Toan tư Hamilton 55 Trương thê co đôi xưng câu nên đê cho dễ tinh toan chuyên toạ đô Decard sang toạ đô câu Ψ2 biểu thi mât đô xác suất tìm thấy hạt tại môt điểm nhất đinh không gian Ψ2dv biểu thi xác suất tìm thấy hạt tại môt thể tích dv Ψ phai đơn tri nghĩa la chi co môt gia tri tại môt điêm xac đinh Ψ phai đươc chuẩn hoa Vê măt toan hoc điêu kiên đươc thê hiên ∞ ∫ Ψ2dv = Xác suất tìm thấy hạt toàn bô không gian là 56 Giai phương trinh song Schroedinger đê tim môt sô đại lương đăc trưng cho môt AO Sô đại lương đăc trưng cho môt AO còn đươc goi la cac sô lương tư Môt hàm sóng Ψ tương ưng vơi bô sô lương tư (n, l, m, ml ) mô tả trạng thái môt electron đươc goi là môt orbital nguyên tư AO 57 Sô lương tư chính n, nhân gia tri nguyên dương, xac đinh lương electron E = - Z2 dvnlnt (1 a.u.)4,3598 x 10-18 J 2n2 n = 1, 2, 3, Tương ưng vơi lơp K, L, M, Va mưc lương E1, E2, E3, Sô lương tư moment góc orbital l, nhân gia tri nguyên tư đên (n – 1), l xac đinh hinh dạng va tên cua orbital M= h l(l + 1) 2π l = 0, 1, 2, … Tương ưng vơi orbital s, p, d, f … 58 59 Sô lương tư từ m, nhân gia tri tư – l đên + l, kê ca sô 0, đăc trưng cho sư đinh hương cua orbital nguyên tư tư trương, va quyêt đinh sô orbital môt phân lơp m xac đinh hinh chiêu moment đông lương Mz cua electron trên môt phương z cua trương ngoai, biêu thưc h m Mz = 2π - Khi  = coù giaù trò cuûa m = - Khi  = coù giaù trò cuûa m = -1, 0, +1 - Khi  = coù giaù trò cuûa m = -2, -1, 0, 1, - Khi  = coù giaù trò cuûa m: m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 60 LỚP VAØ PHÂN LỚP 61 Sô lương tư spin electron ms, nhân gia tri – 1/2 va + 1/2, xac đinh moment đông lương riêng cua electron  Mỗi orbital đặc trưng số lượng tử: n, l, m  Mỗi điện tử đặc trưng số lượng tử n, l, m, s 62 Toùm laïi Bốn số lượng tử n, l, ml , ms xác định hoàn toàn trạng thái electron nguyên tử n l Orbital ml ms 1s +1/2 , -1/2 2s 2p -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 3s 3p 3d -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 4s 4p 4d 4f -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 +1/2 , -1/2 +1/2 , -1/2 Số orbital ngtử e toái ña 2 6 10 10 14 63 Nguyên tử electron n l ml orbital Năng lượng 0 1s -RH 0 2s -RH/4 -1,0,1 2p -RH/4 0 3s -RH/9 -1,0,1 3p -RH/9 -2,-1,0,1,2 3d -RH/9 64 Nguyên tử nhiều Electron Do có tương tác các electron, các phân lớp cùng lớp có lượng khác nhau: s<p<d<f E 5s 4s 3s 2s 1s 5p 4p 3p 4d 3d 4f 2p 2p 65 Sự xếp electron vỏ nguyên tử Tuaân theo nguyeân taéc: • Nguyên lý bền vững • Nguyên lý loại trừ Pauli • Qui taéc Hund 66 Nguyên lý bền vững • Electron seõ chieám caùc orbital coù naêng lượng thấp trước • Ví duï: Li: 1s 2s or [He] 2s • Cấu hình electron thường viết dạng Li: 1s2 2s1 or [He] 2s1 67 Nguyên lý loại trừ Pauli • “Trong cùng nguyên tử , không thể có electron có số lượng tử giống nhau.” • Trong moät orbital chæ coù toái ña electron vaø electron này phải có spin ngược • Ví dụ: electron nguyên tử Heli có các số lượng tử n l ml ms electron 1 0 +½ electron 0 -½ 68 Qui taéc Hund Caáu hình electron beàn laø caáu hình coù nhieàu electron chöa gheùp caëp nhaát Carbon: lượng cao 1s 2s 2p Năng lượng thấp 1s 2s 2p 69 Caáu hình Electron 70 Caáu hình electron Vieát caáu hình electron cuûa: 2 1s 2s 2p 3s 3p Al: 13 [Ne] 3s2 3p1 [Ar] 4s 3d Fe: 26 [Ar] 4s 3d 10 [Kr] 5s 4d 5p Sn: 50 14 10 +2 [Xe] 6s 4f 5d Pb : 82 U: [Rn] 7s 6d 5f 92 71 Sơ đồ ô lượng tử • Vieát caáu hình electron cuûa Phospho • Löu yù Phospho coù 15 electron 7s 6s 5s Năng lượng 4s 3s 2s 1s 7p 6p 5p 4p 6d 5d 4d 3d 3p • electron đầu ñieàn vaøo orbital 1s 2p • Lưu ý spin ngược • còn 13 electron 5f 4f 7s 6s 5s Năng lượng 4s 3s 2s 1s 7p 6p 5p 4p 3p 6d 5d 4d 3d • electron tieáp theo ñieàn vaøo orbital 2s 2p • còn 11 electron 5f 4f 7s 6s 5s Năng lượng 4s 3s 2s 1s 7p 6p 5p 4p 3p 2p 6d 5d 4d 3d 5f 4f 7s 6s 5s Năng lượng 4s 3s 2s 1s 7p 6p 5p 4p 3p 2p 6d 5d 4d 3d 5f 4f 7s 6s 5s Năng lượng 4s 3s 2s 1s 7p 6p 5p 4p 3p 6d 5d 4d 3d • Caáu hình electron 2p • 2 1s 2s 2p 3s 3p 5f 4f Qui taéc Kleskovski 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 • electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 • electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 • 12 electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 • 20 electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 • 38 electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 • 56 electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 14 10 4f 5d 6p 7s • 88 electrons 7s 7p 7d 7f 6s 6p 6d 6f 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d 2s 2p 1s • 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 14 10 4f 5d 6p 7s 14 10 6d 7p • 5f 108 electrons Ví duï • Vieát caáu hình electron cuûa: • Fe • Fe2+ • Cl• S2• Ti 86