Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Nguyên tử và quang phổ nguyên tử, sơ lược về các thuyết cấu tạo nguyên tử, cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử theo cơ học lượng tử, nguyên tử nhiều electron. Mời các bạn cùng tham khảo.
Chƣơng II CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Giảng viên: Nguyễn Minh Kha CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt TÓM TẮT I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ II SƠ LƢỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ III CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ THEO CƠ HỌC LƢỢNG TỬ IV NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ Nguyên tử Quang phổ nguyên tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ngun tử Tên Ký Khối lượng hiệu (kg) đvklnt Điện tích (C) Tương đối đ/v e Điện tử e 9,1095.10-31 5,4858.10-4 –1,60219.10-19 –1 Proton p 1,6726.10-27 1,007276 +1,60219.10-19 +1 Neutron n 1,6745.10-27 1,008665 0 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quang phổ nguyên tử Quang phổ liên tục ánh sáng trắng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quang phổ vạch (Line Spectra) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quang phổ phát xạ ngtử (atomic emission spectra) Dãy Lyman => Tử ngoại (ultraviolet) n > ==> n = Dãy Balmer => Khả kiến (visible light) n > ==> n = Dãy Paschen => Hồng ngoại (infrared) n > ==> n = CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II SƠ LƢỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Thuyết cấu tạo nguyên tử John Dalton (1803) Thuyết cấu tạo nguyên tử Thompson (1898) Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford (1911) Mẫu nguyên tử theo Bohr (1913) Mẫu nguyên tử Sommerfeld CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt BA TIÊN ĐỀ CỦA BOHR Electron quay quanh nhân quỹ đạo tròn đồng tâm xác định, gọi quỹ đạo bền mvr = nh/2 Khi quay quỹ đạo bền electron không xạ (không lƣợng) Năng lƣợng đƣợc phát hay hấp thụ electron chuyển từ quỹ đạo bền sang quỹ đạo bền khác: E = | Et - Ec | = h CuuDuongThanCong.com Niels Bohr https://fb.com/tailieudientucntt ƢU ĐIỂM CỦA THUYẾT BORH Áp dụng cho hệ ng tử có 1electron, gần cho ng tử nhiều electron Tính bán kính quỹ đạo, lƣợng, tốc độ electron quỹ đạo bền Xác minh tính lƣợng tử hóa lƣợng electron En = –13,6Z22 /n42 [eV] c 2 me 1 E h h Z 2 n h2 n c t Giải thích đƣợc quang phổ vạch ng tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ℓ = mℓ= ± 1, ± 2, ± 3, orbital f CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Số lƣợng 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 tƣơng ứng 1e CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nguyên tắc xác định n l ml ms Lớp e Phân lớp e AO e CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ỨNG DỤNG Nếu điện tử có có giá trị mℓ = -2 giá trị nhỏ n ℓ bao nhiêu? Ký hiệu sau không đúng: 3s,1p, 2d, 3f , 4g, 5h CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt IV NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON Trạng thái lượng e nguyên tử nhiều e Các quy luật phân bố e vào ngtử nhiều e Công thức electron nguyên tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trạng thái E e ngtử nhiều e Giống e nguyên tử 1e: Đƣợc xác định số lƣợng tử n, l, ml ms Hình dạng, độ lớn, phân bố, định hg AO Khác nguyên tử 1e nhiều e: Năng lƣợng: phụ thuộc vào n l Lực tƣơng tác: + lực hút hạt nhân – e + lực đẩy e – e → Xuất hiệu ứng chắn hiệu ứng xâm nhập CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hiệu ứng chắn Các 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hiệu ứng xâm nhập Ngƣợc lại với hiệu ứng chắn: Khả xâm nhập giảm n ℓ tăng → Thứ tự lƣợng phân lớp ngtử nhiều e: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f 6d CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 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 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt a Nguyên lý ngoại trừ Pauli Trong ngtử khơng thể có 2e có số lượng tử Một AO chứa tối đa 2e có spin ngƣợc dấu Lớp Giá trị l n Phân số ph.lớp Gía trị lớp trg lớp n ml 1s 0 2s 2p 3s 3p 3d CuuDuongThanCong.com số AO trg lớp n số e max trg lớp n 18 0, 1 0, 1 0, 1, 2 https://fb.com/tailieudientucntt b Nguyên lý vững bền Trong điều kiện bình thường nguyên tử 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 khơng đủ để bão hịa phân mức: Emin - AO sử dụng tối đa Quy ƣớc: Điền e có spin dƣơng trƣớc, âm sau CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Quy tắc thực nghiệm xếp electron n l (s) (p) (d) (f) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7s 7p 7d 7f CuuDuongThanCong.com Trên mũi tên, orbital có tổng (n+l), từ xuống tổng (n+l) tăng từ đến 10 https://fb.com/tailieudientucntt CHÚ Ý Cấu hình e khơng bền ns2 (n-1)d4 ns2 (n-1)d9 → → → Cấu hình e bền ns1 (n-1)d5 (bán bão hòa, bền) ns1 (n-1)d10 (bão hịa, bền nhất) Ví dụ: Z= 24; Z=29 Từ tính: Kết tự quay electron (spin) Nghịch từ – Khơng có electron tự Thuận từ – Có hay nhiều electron tự CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CHÚ Ý Cần phân biệt hai loại phân lớp: Phân lớp cùng: phân lớp có số lƣợng tử n lớn cấu hình e nguyên tử Phân lớp cuối cùng: phân lớp chứa e cuối có lƣợng cao (viết theo qui tắc Klechkowski) Cấu hình e cation Mn+: tách n e khỏi phân lớp ngồi ngun tử Cấu hình e anion Xm-: nhận m e vào phân lớp cuối nguyên tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Thuyết cấu tạo nguyên tử John Dalton (1803) Thuyết cấu tạo nguyên tử Thompson (1898) Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford (1911) Mẫu nguyên tử theo Bohr (1913) Mẫu nguyên tử. ..TÓM TẮT I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ II SƠ LƢỢC VỀ CÁC THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ III CẤU TRÚC LỚP VỎ ELECTRON NGUYÊN TỬ THEO CƠ HỌC LƢỢNG TỬ IV NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt I NGUYÊN TỬ VÀ QUANG PHỔ NGUYÊN TỬ Nguyên tử Quang phổ nguyên tử CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nguyên tử Tên Ký Khối lượng hiệu (kg) đvklnt