advertisement

BAI GIANG CAU TAO NGUYEN TU TRUONG DAI HOC Y THAI BINH

43 %
57 %
advertisement
Information about BAI GIANG CAU TAO NGUYEN TU TRUONG DAI HOC Y THAI BINH
Education
amu

Published on October 18, 2017

Author: daykemquynhon

Source: authorstream.com

advertisement

Slide1: Nguyên tử Thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại theo cơ lượng tử Nguyên tử nhiều electron Slide 1 of 48 NỘI DUNG CẤU TẠO NGUYÊN TỬ Slide2: Slide 2 of 48 1.1. Thành phần nguyên tử Hạt Điện tích Khối lượng (amu) (Kg) Proton (p) + 1 1,6726.10 -27 Electron (e) - ~0: 9,1095.10 -31 Neutron (n) 0 1 1,6750.10 -27 Hạt nhân electron Kí hiệu nguyên tử Số khối Số nguyên tử 1. Nguyên tử Slide3: Slide 3 of 48 Nguyên tử: cùng p, khác n. 1.2. Đồng vị Slide4: dựa vào : Tỷ số n/p biến đổi từ 1 - 1,524. Hạt nhân nguyên tử có proton hay nơtron là các số chẵn thường bền hơn hạt nhân nguyên tử có proton hay nơtron là các số lẻ . Kể từ Poloni (Z = 84) trở đi các nguyên tố đều có tính phóng xạ , các nguyên tố mới , nguyên tố điều chế nhân tạo thường kém bền . Slide 4 of 48 Độ bền hạt nhân Slide5: Nguyên tố Khối lượng Hàm lượng Nguyên tố Khối lượng Hàm lượng 28 Ni 58 60 61 62 67,76% 26,16% 2,42% 3,66% 29 Cu 63 65 69,09% 30,91% 8 O 16 17 18 99,75% 0,039% 0,211% Slide 5 of 48 Khối lượng nguyên tử trung bình Số khối trung bình-nguyên tử khối trung bình Slide6: Slide 6 of 48 Một nguyên tố được gọi là phóng xạ khi hạt nhân của nó tự phân rã thành nguyên tố khác. Ví dụ : 239 94 Pu  235 92 U + 4 2 He (hạt anpha) 2 1 H + 7 3 Li  2 4 2 He + 0 1 n + E Sự phóng xạ Slide7: General Chemistry: Slide 7 of 48 Vụ nổ bom hạt nhân tại Nagasaki, tháng 9, 1945. Slide8: Slide 8 of 48 Ứng dụng của hiện tượng phóng xạ 61 Co dùng tiêu diệt tế bào ung thư. 14 C dùng xác định tuổi của các cổ vật. 131 I dùng chẩn đoán bệnh bướu cổ. 18 O dùng nghiên cứu cơ chế phản ứng hoá sinh. 30 P dùng theo dõi sự hấp thu phốtpho của cây. 238 U dùng trong lĩnh vực năng lượng nguyên tử. Slide9: " Electron quay chung quanh hạt nhân nguyên tử giống như hành tinh quay xung quanh mặt trời“. Slide 9 of 48 Thuyết Bohr 1.3. Thuyết cấu tạo nguyên tử cổ điển Slide10: Slide 10 of 48 Electron chỉ quay trên một số quỹ đạo nhất định, ứng với một năng lượng xác định (quỹ đạo dừng) Ba định đề của Bohr Khi quay trên quỹ đạo dừng electron không mất năng lượng . Nguyên tử phát ra hay hấp thụ năng lượng khi electron nhảy từ quỹ đạo dừng này sang quỹ đạo dừng khác . Slide11: Slide 11 of 48 r n = n 2 a o E n = - 13.6 eV / n 2 Thuyết Bohr Slide12: Slide 12 of 48 E có giá trị âm điều này có nghĩa năng lượng eletron bên trong nguyên tử nhỏ hơn năng lượng eletron ở vô cực. Năng lượng electron ở vô cực được quy ước bằng 0. Electron khi thu năng lượng sẽ nhảy từ qủy đạo gần nhân ra xa hơn E n = - 13.6 eV / n 2 n = 1 ( lớp K). Người ta nói nguyên tử hyđro ở trạng thái cơ bản. Khi n càng lớn giá trị âm của năng lượng càng bé đi khi đó electron ở trạng thái bị kích động. n = ∞, E=0 electron tách khỏi lực hút hạt nhân, tức nguyên tử hyđro bị ion hoá. Thuyết Bohr Slide13: Slide 13 of 48 Ví dụ : n = 2, dãy Bamer Dãy Balmer n t = 2 n=3 λ = 656.2 nm ( đỏ ) n=4 λ = 486.1 nm (lam) n= 5 λ = 430.1 nm ( tràm ) n= 6 λ = 410.1 nm ( tím ) Dãy Lyman n t = 1 Dãy paschen : n t = 3 Dãy Brackett: n t = 4 Dãy Dfund : n t = 5 1.4. Giải thích quang phổ hydro dựa vào thuyết Bohr Slide14: quang phổ của nguyên tử hyđro có số vạch nhiều hơn số vạch tiên đoán theo thuyết Bohr. Mỗi vạch trong tách làm 2 vạch . Khi đặt nguyên tử trong điện trường hay từ trường số vạch quang phổ còn tăng nhiều hơn nữa (hiệu ứng Ziman). Thuyết Bo không thể giải thích được các hiện tượng vừa nêu. Slide 14 of 48 Nhược điểm của thuyết Bohr Slide15: 2.1. Thuyết Plank : Slide 15 of 48 ε là năng lượng 1 photon υ là tần số bức xạ h là hằng số Planck bằng 6,625.10 -27 erg.sec. Một dao động tử dao động với tần số ν chỉ có thể bức xạ hay hấp thụ năng lượng từng đơn vị gián đoạn, từng lượng nhỏ một, nguyên vẹn, hay gọi lượng tử năng lượng ε ε = h υ 2. Tiên đề cơ sở của thuyết lượng tử Slide16: Tính chất hạt: Theo thuyết lượng tử về ánh sáng: Bản chất hạt của ánh sáng thể hiện ở hiệu ứng quang điện; E = h ν (1) Năm 1903 Einstein tìm ra hệ thức E= mc 2 (2) Từ 1 và 2, m=h ν /c 2 tức là ánh sáng cũng có một khối lượng do đó có tính hạt. Trên cơ sở hiệu ứng quang điện: h ν = E= E 0 + mv 2 /2 Slide 16 of 48 2.2. Tính chất sóng hạt của ánh sáng Slide17: Tính chất sóng Slide 17 of 48 hiện tượng nhiễu xạ và giao thoa Ánh sáng truyền đi trong không gian với vận tốc c, bước sóng λ tần số ν : c= λ ν  λ =h/mc hay λ =h/mv Slide18: Năm 1924, De Broglie trên cơ sở thuyết sóng hạt của ánh sáng đã đề ra thuyết sóng hạt của vật chất: Mọi hạt chuyển động đều liên kết với một sóng gọi là sóng vật chất hay sóng liên kết, có bước sóng  tính theo hệ thức: 2.3. Sóng vật chất De Broglie Slide19: Tích số giữa độ bất định về tốc độ ∆v và độ bất định về vị trí ∆x thỏa mãn biểu thức sau: Slide 19 of 48 Không thể xác định chính xác đồng thời vị trí và tốc độ của hạt vi mô : Δ v: độ bất định về tốc độ Δ x: độ b ất định v ề v ị tr í W. Heisenberg 1901-1976 2.4. Nguyên lý bất định Heisenberg Slide20: Ví dụ electron m = 9,1.10 -28 g, chuyển động với với độ chính xác tốc độ v = 10 8 cm thì độ bất định về vị trí nhỏ nhất ∆x sẽ là :  x ≥ Slide 20 of 48 nếu xác định chính xác vị trí hạt vi mô thì không thể xác định chính xác tốc độ của nó và ngược lại Độ sai số xác định vị trí là quá lớn so với kích thước bản thân nguyên tư (r =1A o ). Slide21: Mục tiêu: Giải phương trình Schrodinger để tìm ra hàm sóng ψ , x ác định tr ạng th á i c ủa h ạt vi m ô Slide 21 of 48 • M ỗi  ứng với một ORBITAL — v ùng không gian tìm thấy electron . •  kh ông mô tả chính xác vị trí của electron. •  2 cho bi ết xác suất tìm thấy electron tại một vị trí xác định . 3. Cơ học lượng tử 3.1. Phương trình Schrodinger Slide22: Hàm trạng thái: Năng lượng toàn phần: Momen động lượng M z : Hình chiếu momen động lượng: 3.2. Kết quả phương trình Schrodinger : Slide23: Slide 23 of 48 3.3. Ý nghĩa 4 số lượng tử n, l, m và m s Số lượng tử chính n: n 1 2 3 4 …… Lớp K L M N …… Lớp orbital, kích thước mây e Năng lượng e Số mặt nút giữa các AO Số obitan ở lớp n có n 2 obitan. Slide24: Slide 24 of 48 l 0 1 2 3 …… Phân lớp s p d f …… Số lượng tử phụ l Số lượng tử l quyết định giá trị của momen động lượng obitan của electron. M = . Trong đó: M là momen động lượng l số lượng tử phụ, = 0, 1, 2, …(n-1) Các obitan ở các lớp khác nhau nhưng có cùng giá trị l thì có cùng momen động lượng M. Ví dụ: Obitan s ở lớp 1, 2, 3 đều có l = 0. Nên có M = 0. Do đó còn được gọi là số lượng tử obitan. - l cho biết hình dạng các obitan - l cho biết phân lớp obitan. - l cho biết có bao nhiêu mặt nút đi qua hạt nhân Slide25: Slide 25 of 48 Hình dạng các AO, l = 0, 1, 2 (AO-s, p, d) Slide26: Slide 26 of 48 Số lượng tử từ m M z = m. Số lượng tử m gọi là số lượng tử từ Xác định = 0, ±1, ±2, …, ±l có 2l + 1 giá trị m Ví dụ: l = 2; có cùng momen M = nhưng lại có 5 obitan đều có cùng M, và 5 obitan này có 5 phương khác nhau. Nếu chiếu lên trục z thì có M z = 0, ± ; ± 2 . Slide27: Slide 27 of 48 ví dụ: Thì với n = 2 ta có: l = 1 → m = 0 - ψ 210 → m = 1 - ψ 211 → m = -1 - ψ 21-1 ­ l = 0 → m = 0 - ψ 200 Kí hiệu hàm sóng ψ nml ở lớp n có n 2 obitan. Slide28: Slide 28 of 48 Spin là sự xoắn, sự quay quanh trục của mình, hay sự tự quay. Spin của electron có được nhờ momen động lượng vốn có, còn gọi là momen riêng, momen spin của nó. Spin của electron cũng là một đặc trưng cơ bản giống như điện tích và khối lượng của electron. . Nếu chiếu momen này lên 1 trục ta có momen: Số lượng tử spin -Obitan toàn phần. Momen spin được xác định: M s = M s(z) = m s . m s = ± s = ± ½ Với s = ½ Slide29: Slide 29 of 48 Mối quan hệ giữa 4 số lượng tử n, l, m, m s Bốn số lượng tử n, m, l, s, m s xác định đầy đủ trạng thái của electron trong nguyên tử n l Orbital m l m s AO e tối đa 1 0 1s 0 +1/2 , -1/2 2 2 0 1 2s 2p 0 -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 2 6 3 0 1 2 3s 3p 3d 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 +1/2 , -1/2 2 6 10 4 0 1 2 3 4s 4p 4d 4f 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 +1/2 , -1/2 2 6 10 14 Slide30: Slide 30 of 48 6.1. Quy tắc năng lượng Klegkowski Chu kỳ 1 1s chu kỳ 2 2s 2p Chu kỳ 3 3s 3p 3d Chu kỳ 4 4s 4p 4d 4f Chu kỳ 5 5s 5p 5d 5f Chu kỳ 6 6s 6p 6d 6f Chu kỳ 7 7s 7p 7d 7f 6. Sự phân bố các electron trên lớp vỏ-cấu hình electron Năng lượng tăng khi giá trị (n + l) tăng, trường hợp có cùng giá trị (n + l) thì n lớn có E lớn. n l 0 1 2 3 Slide31: Slide 31 of 48 Trong nguyên tử ở trạng thái cơ bản, các electron phân bố vào các obitan có mức năng lượng từ thấp đến cao. 6.2. Nguyên lý vững bền 6.3. Nguyên lý loại trừ Paoli Trong nguyên tử không thể tồn tại hai electron có cùng 4 số lượng tử Ví dụ: n=1, l=0, m=0 Mỗi electron có thêm số lượng tử m s =±1/2 Điều đó có nghĩa, các electron ưu tiên phân bố độc thân với spin song song trong các orbitan của một phân lớp. 6.4. Quy tắc Hund Trong cùng một phân lớp, các electron có xu hướng phân bố sao cho tổng spin của chúng là cực đại. Slide32: Slide 32 of 48 3.4. Các cách biểu diễn nguyên tử Có 2 cách: Biểu diễn dạng chữ: Ví dụ: Z = 6: 1s 2 2s 2 2p 2 Biểu diễn dạng ô (ô lượng tử) Xác định được số electron độc thân BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN: Slide 33 of 48 BẢNG HỆ THỐNG TUẦN HOÀN NỘI DUNG Bảng tuần hoàn Mendeleyev Định luật tuần hoàn Sự biến thiên một số tính chất nguyên tố Slide34: Bảng hệ thống tuần hoàn dạng thiên hà Slide35: Bảng hệ thống tuần hoàn của Emil Zmaczynski Slide37: Slide 37 of 48 1.1. Nguyên tắc sắp xếp và cấu trúc của BTH C ùng số lớp electron được xếp thành 1 hàng . Cùng số electron hóa trị được xếp thành 1 cột . T heo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử . Bảng tuần hoàn Mendeleyev Slide38: Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào 1 ô . Al 13 Nhôm 26,98 1,61 [Ne] 3s 2 3p 1 +3 Số hiệu nguyên tử Nguyên tử khối trung bình Độ âm điện Kí hiệu hóa học Tên nguyên tố Cấu hình electron Số oxi hóa 1.2. Cấu tạo bảng HTTH Ô nguyên tố Slide39: Chu kì : 11 Na [Ne] s 1 12 Mg [Ne] s 2 13 Al [Ne] s 2 p 1 14 Si [Ne] s 2 p 2 15 P [Ne] s 2 p 3 16 S [Ne] s 2 p 4 17 Cl [Ne] s 2 p 5 18 Ar [Ne] s 2 p 6 3 Li 1s 2 s 1 4 Be 1s 2 s 2 5 B 1s 2 s 2 p 1 6 C 1s 2 s 2 p 2 7 N 1s 2 s 2 p 3 8 O 1s 2 s 2 p 4 9 F 1s 2 s 2 p 5 10 Ne 1s 2 s 2 p 6 Trong cùng 1 dãy , các nguyên tố có cùng số lớp vỏ nguyên tử . 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 Slide40: 1 2 3 4 5 6 7 Chu kì 1 : có 2 nguyên tố Chu kì 2 : có 8 nguyên tố Chu kì 3 : có 8 nguyên tố Chu kì 4 : có 18 nguyên tố Chu kì 5 : có 18 nguyên tố Chu kì 6 : có 32 nguyên tố Chu kì 7 : đang xây dựng Slide41: Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố có cấu hình electron nguyên tử lớp ngoài cùng tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau được xếp trong một cột. 1.3. Nhóm nguyên tố Có 2 loại nhóm : nhóm A và nhóm B. Số thứ tự của nhóm A được đánh số bằng chữ số La Mã từ IA đến VIIIA. Số thứ tự của nhóm A trùng với số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm . Nhóm A có cả nguyên tố thuộc chu kì nhỏ và chu kì lớn . Nhóm A Đặc biệt: - H được xếp vào cột 1 (vì có 1 electron ở lớp ngoài cùng). - He được xếp vào cột thứ 18 cùng với các khí hiếm khác. Là các nguyên tố s, p Slide42: Slide 42 of 48 Các nguyên tố họ s ( ns 1,2 ) : ns 2 np 1 ns 2 np 2 ns 2 np 3 ns 2 np 4 ns 2 np 5 ns 2 np 6 B - Al C - Si N - P O - S Halogen Khí trơ Các nguyên tố họ p (ns 2 np 1-6 ) : ns 1 – kim loại kiềm ns 2 – kim loại kiềm thổ Slide43: Nhóm B Số thứ tự của nhóm A được đánh số bằng chữ số La Mã từ IIIB đến VIIIB rồi mới tới IB và IIB, trong đó VIIIB gồm 3 cột . Nhóm B chỉ gồm các nguyên tố của các chu kì lớn . Các nguyên tố họ d (n-1)d 1-10 ns 1,2 : KL chuyển tiếp Các nguyên tố họ f (n-2)f 1-14 (n-1)d 0,1 ns 2 : Các nguyên tố đất hiếm 4f 1 – 14 : lantanoit 5f 1 – 14 : actinoit Slide44: Slide 44 of 48 2. Định luật tuần hoàn Tính chất cũng như thành phần của các nguyên tố và các hợp chất của chúng biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng dần tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố. Slide45: Slide 45 of 48 3. Biến thiên một số tính chất của nguyên tố Tính kim loại , phi kim Bán kính nguyên tử và ion Năng lượng ion hóa Ái lực electron Độ âm điện Số oxy hóa Slide46: HUI© 2006 General Chemistry: Slide 46 of 48 Chu kỳ Nhóm Tính kim loại , phi kim Tính phi kim giảm Tính kim loại tăng Tính kim loại , phi kim Bán kính nguyên tử và ion Năng lượng ion hóa Ái lực electron Độ âm điện Số oxy hóa Bán kính ion: Bán kính ion cation của cùng một ngtố: khi n↑ thì r n +↓ r(Fe 2+ ) > r(Fe 3+ ) các ion trong cùng phân nhóm có điện tích ion giống nhau: khi Z ngtử ↑thì r ↑ r(Li + )<r(Na + )<r(K + )<r(Rb + )<r(Cs + )<r(Fr + ) Slide48: lực hút đối với 1e  → Đối với các ion của cùng một ngtố : r  khi lực hút của hạt nhân đối với e ngoài cùng  Đối với các ion đẳng e : r ion ↓ khi Z ↑ Đối với các ion trong cùng phân nhóm có điện tích ion giống nhau: r ↑ khi Z ngtử ↑ Đối với cation của cùng một ngtố: ↓ khi n↑ Slide49: Năng lượng ion hóa I là năng lượng cần tiêu tốn để tách một e ra khỏi nguyên tử ở thể khí và không bị kích thích. X(k) + I = X + (k) + e I càng nhỏ nguyên tử càng dễ nhường e, do đó tính kim loại và tính khử càng mạnh. e - + Năng lượng ion hóa Năng lượng ion hóa trong phân nhóm chính giảm theo chiều z tăng: Năng lượng ion hóa trong phân nhóm chính giảm theo chiều z tăng IA I 1 (eV) 3 Li 5,39 11 Na 5,14 19 K 4,34 37 Rb 4,18 55 Cs 3,89 87 Fr 3,98 Năng lượng ion hóa trong phân nhóm phụ tăng theo chiều Z tăng IVB I 1 (eV) 22 Ti 6,82 40 Zr 6,84 72 Hf 7,0 Ái lực electron F: Ái lực electron F Ái lực e F là năng lượng phát ra hay thu vào khi kết hợp một e vào nguyên tử ở thể khí không bị kích thích . X(k) + e = X - (k), F =  H F có giá trị càng âm thì nguyên tử càng dễ nhận e, do đó tính phi kim và tính oxi hóa của nguyên tố càng mạnh. Độ âm điện : Độ âm điện  * Chú ý: độ âm điện không phải là đại lượng cố định của một nguyên tố vì nó được xác định trong sự phụ thuộc vào thành phần cụ thể của hợp chất. Đặc trưng cho khả năng hút mật độ e về phía mình khi tạo liên kết với nguyên tử của nguyên tố khác. Mối liên hệ giữa độ âm điện và các loại liên kết: Mối liên hệ giữa độ âm điện và các loại liên kết Độ khác biệt về độ âm điện Loại liên kết 0 Cộng hóa trị Trung bình Cộng hoá trị có tính ion Lớn (∆ χ > 1,7) Ion Số oxy hóa: Số oxy hóa Hóa trị - số liên kết hóa học mà một ngtử tạo nên trong phân tử. Số oxi hóa: là điện tích dương hay âm của ngtố trong hợp chất được tính với giả thiết rằng hợp chất được tạo thành từ các ion Số oxi hóa dương cao nhất của các nguyên tố = số thứ tự của nhóm (trừ Cu ở nhóm IB) Số oxi hóa âm thấp nhất của phi kim = 8 - số thứ tự nhóm Slide55: Slide 55 of 48 Chân thành cảm ơn !

Add a comment

Related presentations