Bài giảng Bài 1 : thành phần cấu tạo của nguyên tử ,kích thước, khối lượng nguyên tử

CHƯƠNG I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ (18 tiết )  Bài 1 : THÀNH PHẦN CẤU TẠO CỦA NGUYÊN TỬ ,KÍCH THƯỚC, KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ (Ngày soạn :........) Mục đích yêu cầu : Kiến thức : Giúp học sinh nắm được -Lịch sử phát minh ra các hạt prôtôn, nơtron, electron -Đặc điểm, tính chất cua mỗi hạt cơ bản đó -Nắm đựơc thành phần cấu tạo của nguyên tử -Kích thước, khối lượng của nguyên tử Kỹ năng: Dựa trên đặc tính của mỗi loại hạt cơ bản học sinh biết phân biệt được chúng và vai trò của mỗi loại hạt trong nguyên tử . Học sinh biết được nguyên tử gần như rỗng II.Nội dung: 1.Ổn định lớp 2.Bài giảng: Hoạt động của GV Nội dung bài giảng Làm thế nào để phát hiện ra e-? Từ thí nghiệm trên ta rút ra được những kết luận gì ? (lấy điện tích của electron làm điện tích ngtố : 1-) Làm thế nào người ta phát hiện ra proton ? Lấy điện tích dương của proton làm điện tích ngtố :1+ Tia phóng xạ là gì ? Thế nào là sự phóng xạ tự nhiên ? Thành phần của tia phóng xạ ? Từ những vấn đề được trình bày trên, hãy cho biết nguyên tử có khả năng bị phân chia không? Làm thế nào để biết được nguyên tử có chứa hạt nhân? Từ những vấn đề trên ta rút ra những kết luận gì? Nơtron được Chatvich tìm ra năm 1932 Từ những nghiên cứu trên em hãy cho biết ngtử chứa những loại hạt cơ bản nào ? Đặc điểm của mỗi loại hạt đó ? Hãy cho biết kích thước của ngtử ? 1Ao = 10-10 m I.Tia âm cực và sự tìm ra electron 1.Thí nghiệm về tia âm cực: -Phóng điện với hiệu điện thế 15000V qua 2 điện cực gắn ở 2 đầu của 1 ống thủy tinh kín (áp suất khí trong ống 0,001 mmHg) _Kq: Ống thủy tinh phát sáng . *Kết luận : Ống phát sáng là do những tra “không nhìn thấy được” phát ra từ cực âm đập vào thành ống. Người ta gọi đó là yia âm cực 2.Tính chất của tia âm cực -Tia âm cực là một chùm vật chất chuyển động rất nhanh -Tia âm cực truyền thẳng khi không có từ trường tác động. -Tia âm cực mang điện tích âm. Người ta gọi các hạt tạo ra tia âm cực là electron (hay điện tử ) *Electron là 1 trong những thành phần cơ bản cấu tạo nên ngtử và vật chất me = 1/1840mH (=9,1095.10-31Kg) Q1e= -1,6.10-19C (=1 đvđt âm) II.Sự tìm ra prôton (1906 – 1916) 1,Thí nghiệm (như ở I) žcó dòng các hạt magn điện khác có điện tích trái dấu với electron được tạo ra do các hạt electron va chạm mạnh vào các ngtử trung hòa làm bật electron của chúng ra žNếu khí trong ống là H thì H ž H+ + 1e Ion dương Hydro (H+) gọi là proton . proton có trong thành phần của mọi ngtử m1p=1,67.10-27Kg =1đvc Q1p=+1,66.10-19C(# 1đvđt dương) III.Sự phóng xạ tự nhiên 1,Tia phóng xạ Là những tia không nhìn thấy được nhưng tác dụng lên giấy ảnh, xuyên qua các vật mà tia sáng không xuyên qua được. 2, Sự phóng xạ tự nhiên Khi ngtố phóng xạ tự nhiên tạo ra các tia phóng xạ sau: -Tia a( anpha) a = (Vận tốc tia a:20000km/s) -Tia b (tia bêta ) b = (Vận tốc 100000km/s) -Tia g (tia gamma) không mang điwnj, có bản chất giống như tia sáng và có độ dìa sóng nhỏ hơn nhiều . Hiện tượng phóng xạ cho thấy :ngtử có khả năng phân chia thanh nững phần tử nhỏ hơn nhiều. Nếu có quá trình phân chia ngtử có thể tạo ra sự biến đổi của ngtố. IV. Thí nghiệm chứng tỏ sự tồn tại của hạt nhân ngtử (1911) Chiếu 1 chùm tia axuyên qua một lá vàng mỏng( khoảng 1 mm) và dùng 1 màn huỳnh quang theo dõi đường đi của những hạt a và theo dõi : -Hầu hết các hạt a đều xuyen qua lá vàng mà không bị lệch đường đi Þngtử có cấu tạo rỗng . -Một số ít các hạt a bị lệch hướng ban đầu và có thể bật trở lại sau khi đập vào lá vàng Giải thích: ÞCác hạt a tích điện dương nên bị đẩy ra bởi điện tích dương của hạt nhân. ÞPhần mang điện tích dương trong ngtử nhỏ so với ngtử . Kết luận : -Hạt nhân ngtử chiếm 1 phần thể tích rất nhỏ ở tâm ngtử, mang điện tích dương. -Các electron quay xung quanh hạt nhẩntong thể tích ứng với thể tích của ngtử . V.Sự tìm ra Nơtron(1932) Thí nghiệm: Dùng tia a bắn phá 1 tấm kim loại Beri ( Be) mỏng thấy phát sinh ra 1 loại hạt mới có khối lượng gần bằng prôtôn và không mang điện và gọ là hạt nơtron -Hạt nơtron có trong thành phần hạt nhân của mọi ngtử (trừ ) -Ngtử Hchỉ có 1p và 1e mà me<< → mH=m1p -Ngtử Hecó 2p và 2n. Vỏ có 2e mngtử He = 4 mH VI. Thành phần cấu tạo của ngtử -Ngtử được cấu tạo bởi 3 loại hạt cơ bản :p,n,e -Hạt nhân ngtử có chứa p,n . Hạt proton: Q1p= +1,6.10-19C » đtngtố(1+) m1p=1,67.10-24(g) » 1đvc . Hạt nơtron: -Trung hòa điện - m1n=1,67.10-24(g) »1đvc -Vỏ nguyên tử :chỉ gồm các e m1e=9,108.10-28(g) » me » 0,00055đvc Q1e= -1,67.10-19C » 1- VII. Kích thước, khối lượng của ngtử -Kích thước : Kết quả thực nghiệm (Rơzơfo) .Ngtử,hạt nhân ngtử và các hạt cơ bản có dạng hình khối cầu . dngtử = 1Ao VD: RH= 0,59Ao . dh/nhân=10-4Ao . dhạtcơbản=10-7Ao ÞKL: ngtử gần như 1 khối rỗng -Khối lượng : Mngtử= mp + mn + me Vì me<< Nên Mngtử » mp + mn = mnhân VD: mH =1,67.10-24(g) Þ 1 lượng chất rất nhỏ chứa một số ngtử vô cùng lớn . Tính khối lượng riêng của ngtử H ( có 1e và 1p). Biết RH =0,53Ao Cho 1 ngtử X có hạt nhân chứa 11 prôtô, 12 nơtron. Hãy cho biết : Điện tích hạt nhân, điện tích vỏ ngtử số hạt e của vỏ ngtử . khối lượng của ngtử X Củng cố và bài tập : Bài 2: HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ T3,4,5,6,7 (Ngày soạn: ) I, Mục đích yêu cầu Kiến thức : Giúp cho HS nắm được -Đặc điểm cấu tạo của hạt nhân -Hiểu được khái niệm về ngtố hóa học trên cơ sở cấu tạo hạt nhân -Đồng vị của ngtố và cách xác định KL ngtử TB -Phản ứng hạt nhân 2)Kỹ năng: _Vận dụng những hiểu biết về thành phần ,cấu tạo của hạt nhân để giải quyết các bài tập có liên quan _Viết được các phương trình phản ứng hạt nhân II, Các bước lên lớp 1)Ổn định lớp và kiểm tra a,Bằng thí nghiệm ntn mà người ta xác định được các hạt e, p,n và hạt nhân. b, Làm thế nào để tính được kích của ngtử 2)Bài giảng : Hoạt động của GV Nội dung bài giảng T3 Hãy cho biết đặc điểm của hạt nhân ( về điện tích, số hạt cơ bản ...) Dp = = 5.1010 Kg/m3 » 50 triệu tấn/1cm3 Z 1 2 3 4 5 6 7 8 NT H He Li Be B C N O 9 10 11 12 13 14 15 16 F Ne Na Mg Al Si P S 17 18 19 20 Cl Ả K Ca ( Yêu cầu HS học thuộc lòng các ngtố có Z từ 1 đến 20 nêu trên) Cho các ngtử sau, hãy xác định số hạt mỗi loại của chúng ? S , K, O T4 Đồng vị là gì ? Cho các ngtố sau : hỏi những ngtử nào là đồng vị ngtử đồng khối , , , Làm thế nào để đo KLNT ? Giữa khối lượng ngtử và khối lưọng mol ngtử giống nhau hay khác nhau ? Khối lượng các ngtử đồng vị cảu cùng ngtố giống nhau hay khác nhau ? Þ Cách tính KLNT của ngtố ? T5 Để phân biệt phản ứng hóa học với phản ứng hạt nhân, ta dựa vào những đặc điểm nào ? ( GV giới thiệu các khái niệm về hạt nhân ) T6 Chu kỳ bán hủy là gì ? Cho biết mối quan hệ giữa độ bền của đòng vị với chu kỳ bán hủy (T) của ngtố ? T7 Thế nào là phản ứng tổng hợp hạt nhân ? Q = 2.1010KJ/mol Thế giới có khoảng >350 lò hạt nhân Năng lượng hạt nhân dùng để sản xuất điện, chạy tàu phá băng . Q = 2,5 tỉ KJ/mol Q = 2,9.108 KJ/mol I-Hạt nhân nguyên tử Kí hiệu : Z :số proton N: số nơtron Các hạt cơ bản trong nhân liên kết chặt chẽ với nhau. 1.Điện tích hạt nhân Là điện tích dương của các proton :Z+ Số đt hạt nhân = số proton = số e- =Z VD: Oxi có 8p Þ có 8e ,có Z+ =8+ 2.Số khối (A) là tổng các hạt cơ bản trong hạt nhân A = Z + N VD: Al có 13p, 14n Þ AAl= 13 +14 =27 3.Khối lượng nguyên tử Mngtử » Mhạtnhân Þ Hạt nhân tuy rất nhỏ nhưng tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử . II- Nguyên tố hóa học : 1.Định nghĩa : Nguyên tố hóa học là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân. VD:Các ngtử có Z+ = 17+ Î ngtố Cl hiện nay đã tìm thấy khoảng hơn 109 ngtố ( 92 ngtố tự nhiên và 17 ngtố nhân tạo )có Z từ 1 – 109 . Tính chất của các ngtố là tính chất của tất cả các ngtử của ngtố đó . 2.Số hiệu nguyên tử :Z Z = số hiệu ngtử =số proton = số electron VD: ZU= 92 U có 92p 92e đthn: 92+ Þ U: nằm ở vị trí thứ 92 trong bảng HTTH 3.Kí hiệu nguyên tử X: kí hiệu ngtố Z: số hiệu ngtử A: số khối (A = Z + N) Ví dụ: Cl ( 17p,18n) Z=17 A= 17 + 18 = 35 Kh: ( Biết được kí hiệu ngtử Þbiết được đầy đủ về ngtử ) III- Đồng vị 1, Là hiện tượng của các ngtử cùng ngtố, khác nhau về số nơtron (số khối ). Các ngtử đó gọi là các đồng vị . VD: H có 3 đồng vị : ,, (H) (D) (T) O có 3 đv: ,, Cl có 2 đv : , .Các đồng vị của 1 ngtố có tính chất hóa học như nhau nhưng có khối lượng khác nhau nên tính chất vật lý cũng khác nhau (d,Tonc ....) 2,Thang khối lượng ngtử tương đối Thang khối lượng ngtử tương đối . Thang H(1860) : mH =1đvc .Thang O (1906) : mO =16 đvc .Thang C (1962) : mC = 12 đvc Theo tahng khối lượng C m1p = 1,007276đvc m1n =1,008665đvc m1e = 0,0005486đvc MNa = 22,999768đvc MMg = 23,98504 đvc b, Mối liên hệ giữa ngtử khối và ngtử gam (Mol) giống nhau về trị số Mngtử : đvc Mmolngtử gam VD: H = 1đvc MH= 1 g/mol 1đvc = 1,67.10-24(g) c,Khối lượng ngtử TB của các ngtố hh: Giả sử ngtố X có các đ/v :,,.. phần trăm đồng vị trong tự nhiên là :a1%,a2%,... ÞKhối lượng ngtử ngtố X là TB cộng khối lượng các đồng vị : MX = Ví dụ : Cl có 2 đv: (75%) ,(25%) ÞMCl = =35,5 (đvc) IV- Phản ứng hạt nhân 1, Phân biệt phản ứng hóa học với phản ứng hạt nhân a, Phản ứng hóa học Phản ứng hạt nhân .Xảy ra trên lớp vỏ ngtử hạt nhân được bảo toàn Þkhông làm XH ngtố mới .Năng lượng hóa học bé . .Xảy ra bên trong hạt nhân ngtử biến thành những hạt nhân mới Þngtử mới .Năng lượng hạt nhân lớn . b, Các khái niệm liên quan đến phản ứng hạt nhân Tia phóng xạ ( Xem bài 1) sự phóng xạ tự nhiên :sự tự phân rã của hạt nhân ngtử, làm cho các ngtố nọ thành các ngtố kia . Sự phóng xạ nhân tạo : Quá trình bắn phá hạt nhân bằng các hạt cơ bản hoặc hạt nhân khác được gia tốc gây ra sự biến đổi hạt nhân, làm cho ngtố nọ thành ngtố kia. Sự phân chia hạt nhân : sự phá vỡ các hạt nhân nặng thành hạt nhân nhẹ hơn . sự tổng hợp các hạt nhân nhẹ thành hạt nhân nặng hơn . năng lượng hạt nhân : Là năng lượng khổng lồ được giải phóng do phản ứng hạt nhân tạo ra . 2,Các kiểu phóng xạ tự nhiên – phương trình hạt nhân. a)Phóng xạ a (a = ) Khi hạt nhân mất đi 1 hạt a, phần còn lại có số khối giảm đi 4 đơn vị so với ngtử ban đầu và có số hiệu giảm đi 2 đơn vị . PtTQ: ® + a VD : ® + (phương trình hạt nhân bảo toàn số khối và bảo toàn điện tích ) Khi Z > 83 : ngtố thường phóng xạ a Vd: 226Ra, 238Pu, 218Po, 220Rn... b, Phóng xạ b (b = ) khi hạt nhân ngtử mất đi 1e, số khối của ngtử vẫn không đổi ,tuy nhiên số hiệu ngtử tăng lên 1 đơn vị . ® + (b ) Ví dụ: ® + b Khi Z < 83 : nguyên tố thường phóng xạ kiểu b không phóng xạ kiểu a) c, Sự thâu đoạt 1 electron: Khi hạt nhân ngtử thâu nhận 1e- , số khối của ngtử vẫn không thay đổi nhưng số hiệu ngtử sẽ giảm đi 1 đơn vị Ví dụ : + ® + ® 3, Đồng vị bền và không bền – Chu kỳ bán hủy a, Chu kỳ bán hủy : là thời gian để phản hủy một nữa số ngtử ban đầu VD: TCo =5,2 năm ,TSr =28 năm TU= 4,5.109năm , TI = 8,1 ngày TC =5,7.103 năm , TBi =19,7 phút TPo = 1,5.10-4 (s) Gọi n :số chu kỳ bán huủa mẫu ngtử Ao: lưọng ngtử ban đầu A lượng ngtử còn lại Ta có : 2n = T = n.T b, Độ bền của đồng vị T càng bé ® đồng vị càng kém bền T càng lớn ® đồng vị càng bền Vậy : Chu kỳ bán hủy của 1 ngtố phóng xạ là số đo độ bền tương đối của ngtố đó 4, Điều chế đồng vị phóng xạ nhân tạo Quá trình bắn phá hạt nhân ngtử biến ngtố thành những đồng vị mới có tính chất phóng xạ như các ngtố phóng xạ tự nhiên. Các ngtố đó gọi là ngtố phóng xạ nhân tạo. Ví dụ : Al + He ® P ( có tính phóng xạ) P : ngtố phóng xạ nhân tạo Nhờ có phóng xạ nhân tạo, giúp tìm ra được các ngtố Tecnexi(43), prometi(63), Atin (85), Franxi(87) . Ngoài ra còn tìm được các ngtố có Z > 82. 5, Phản ứng phân chia hạt nhân và phản ứng tổng hợp hạt nhân: a)Phản ứng phân chia hạt nhân (nổ hạt nhân ) : là phản ứng trong đó hạt nhân vở ra làm nhiều mảnh có khối lượng xấp xỉ nhau . VD: + ® Kr + Ba +3+Q Các nơtron tạo ra tiếp tục bắn phá hạt nhân của b, Phản ứng tổng hợp hạt nhân Là phản ứng trong đó các hạt nhẹ kết hợp với nhau thành hạt nhân nặng hơn ,đồng thời giải phóng năng lượng rất lớn Vd: 4 H ® He + 2 + Q H + H ® He + + Q ® dùng phản ứng này để chế Bom kinh khí (H) ,phản ứng tổng hợp hạt nhân có năng lượng vô cùng lớn nên chưa thể chế ngự được vì với nhiệt độ đó sẽ làm cho các phân tử bị phân li, ion hóa tạo thành trạng thái mới của vật chất gọi là trạng thái Plasma T8 – T16 VỎ NGUYÊN TỬ (Ngày soạn: ) I-Mục đích yêu cầu Kiến thức : giúp cho HS nắm được Electron trong ngtử vừa mang bản chất hạt và sóng nắm được thế nào là năng lượng ion hóa Chuyển động của electron trong ngtử Sự sắp xếp electron trong ngtử Đặc điểm của elecron lớp ngoài cùng 2.Kỹ năng HS biết quá trình thực nghiệm tìm ra cấu trúc của electron Viết đựoc cấu hình e của ngtử ,từ đó biết được đặc điểm hóa học cơ bản của ngtố II-Các bước lên lớp Ổn định lớp Bài giảng Hoạt động của GV Nội dung bài giảng T8 Ánh sáng vừa mang bản chất hạt vừa mang bản chất sóng l Bước sóng = độ dài sóng Tần số sóng : 1/s =Hez VD: n = 4s-1 = 4 Hz Áp dụng: Cho n đỏ = 4,57.1014s-1 ntím = 7,31.1014s-1 Tìm l mỗi màu sắc trên: lđỏ = 6.56.10-7 m ltím = 4,10.10-7m Ánh sáng dơn sắc: là ánh sáng có 1 bước sóng xác định trong 1 khoảng nào đó . Goi HS lên bảng T9 Năng lượng ion hóa là gì ? Từ định nghĩa trên hãy cho biết : Năng lượng ion hóa ảnh hưởng như thế nào đến khả năng tách e ? So sánh năng lượng ion hóa giữa các e trong ngtử . Những kết luận được rút ra từ những vấn đề trên ? T10 Giải thích vì sao ngtử chỉ có 1 vài e nhưng lại tạo ra lớp vở ngtử ? Mỗi e chuyển động trong ngtử được quy định bởi những lượng tử nào ? n= 1 ® e liên kết chặt chẽ nhất L cho biết hình dạng obitan. T11 T12 Viết cấu hình e của các ngtử so Z = 1 đến Z =20. Biểu diễn cáu hình e theo ô lượng tử của Al(Z =27) ,Na (Z = 11), F( Z = 9) T13 Lớp e ngoài cùng có vai trò như thế nào đối với ngtử ? I-Những cơ sỏ thự nghiệm cho biết sự sắp xếp e- trong nguyên tử Bản chất của ánh sáng Ánh sáng và sóng -Ánh sáng lan truyền trong không gian như sóng cơ học các đặc trưng của sóng ánh sáng : .Bước sóng (l) :khoảng cách giữa 2 đỉnh sóng . Tần số sóng (n): số bước sóng đi qua 1 điểm trong 1 đơn vị thời gian . Vận tốc sóng (v) : tốc độ chuyển dời của 1 ngọn sóng v = l .n Khi v = Cónst : ­ ® n ¯ .Vận tốc ánh sáng trong chân không v = C = 300000Km/s =3.108 m/s .Ánh sáng mặt trời là ánh sáng đa sắc khi chiếu ánh sáng mặt trời qua lăng kính sẽ bị phân giải thành các màu liên tục , từ đỏ đến tím gọi là quang phỏ liên tục . . Mỗi màu sắc ánh sáng có l khác nhau Do đó : C = l .n ® n = C/l Chú ý : Dãy bước sóng nhìn thấy từ 4000Ao đến 7500Ao ( Vùng khả kiến ) Nếu l < 4000Ao: tia tử ngoại Nếu l > 7500Ao : tia hồng ngoại b, Bản chất hạt của ánh sáng Theo Plank : ánh sáng gồm những hạt photon , mỗi hạt mang 1 năng lượng riêng .Gọi là lượng tử năng lượng Năng lượng của 1 photon : E = h.n = h.C/l h: hằng số Plank(h= 6,602.10-34 (J.s) n : tần số ánh sáng (1/s) khi l càg lớn ® E càng nhỏ VD : Tính E photon của các màu áng sáng trên : Etím = 4,85.10-19J ( l = 4,1.10-7) Edỏ = 3,03.10-19J phổ T/N Vùng khả kiến phổ H/N Tím chàm lam lục vàng da cam đỏ 7500Ao 4200Ao 2.Quang phổ vạch (Quang phổ nguyên tử) .Khi ánh sáng đơn sắc đi qua lăng kính ® ánh sáng sẽ bị phản giải thành 1 số vạch đơn giản . Gọi là quang phổ vạch Mỗi vạch quang phổ tương ứng với 1 bước sóng riêng và đặc trưng riêng cho ngtử VD: Quang phổ ngtử H gồm 4 vạch : Vạch đỏ : Ha Vạch xanh : Hb Vạch chàm:Hg Vạch tím : Hd Ví dụ: Quang phổ phát xạ vạch b có l = 4,86.10-7m ® Eb = h.n Ta có : n = C/l = = 6,17.1014 s-1 Theo Plank: E = h.n= 6,63.10-34 .6,17.1014=4.09.10-9 J/photon Giải thích sự hình thành quang phổ vạch : . Trong nguyên tử, ở điều kiện thường electron chiếm mức năng lượng thấp, khi bị kích thcíh năng lương ( đun nóng, phóng điện ) ,Các e- hấp thụ năng lượng và nhảy lên những mức năng lượng cao hơn . Ngtử ở trạng thái kích thích kém bền, e-+ trở về mức năng lượng cố định dưới dạng các photon tạo ra màu sắc xác định . Như vậy, ta có thể suy đoán : .Trong ngtử, các electron có thể chiếm 1 số mức năng lưọng xác định ( lớp) ® Khi năng lượng bên ngoài đủ lớn, e- bị tách ra khỏi nguyên tử và nguyên tử sẻ biến thành ion dương. Quá trình đó gọi là sự ion hóa. Năng lượng dùng để tách e- ra khỏi nguyên tử gọi là nan\ưng lưọng ion hoá . Biết E H = 1305,792KJ/mol 2,Năng lượng ion hóa : a,Định nghĩa: Năng lựơng ion hóa là năng lưọng cần thiết cần thiết cần cung cấp để tách ra khỏi nguyên tử thành ion dương . Tách 1e- thứ nhất : I1 Tách 1e- thứ hai: I2 .... b, Đặc điểm : Khi I càng bé dễ tách e- và ngược lại : I1< I2 <I3.. Các e- khác mức năng lưọng thì khi e- ở phân lớp càng cao có năng lưọng I nhỏ và ngựoc lại. Do đó các e- có năng lượng và được phân bố ở những khu vực riêng . 4 . Kết luận trong nguyên tử các e- được săp xếp theo từng lớp phù hợp với mức năgn lượng . Các mức năng lượng được đánh số thứ tự ( lớp ) : n: 1,2,3... Kí hiệu : 1(K), 2( L), 3 (M), 49 N)... Trong mỗi mức năng lượng có 1 số phân mức năng lượng ( phân lớp) : *)Mức năng lượng thứ nhất (K) có 1 phản mức *) Mức năng lượng thứ 2 (L) có 2 phân mức . .................. II- Chuyển động của electron trong nguyên tử : 1. Chuyển động của electron trong ngtử Obitan nguyên tử (AO) Trong nguyên các e- chuyển động với vận tốc vô cùng lớn và không theo qũy đạo xác định Chuyển động của e- đã tạo ra xung quanh hạt nhân những đám mây điện tích âm gần nhân thì mật đọ đám mây càng dày, xa nhân thì thưa thưa dần. Nhưng không gian xung quanh nhân chứa hầu hết điện tích âm gọi là obitan (AO). Obitan là khu vực xung quanh hạt nhân ở đó xác suất có mặt e- được xác xác định bằng một tổ hợp gồm 4 số lượng tử. Cụ thể : 2. Các số lượng tử: a)Số lượng tử chính (n) n có giá trị nguyên : n = 1,2,3,.. n quy định mức năng lưọng cơ bản của electron (Ec Î chủ yếu vào n) n càng bé ® E càng thấp, e- liên kết chặt chẽ với nhân, ngược lại .... E càng cao càng kém bền . n quy định kích thước của obitan n càng lớn ® kích thước của obitan càng lớn b, Số lượng tử phụ (l) Quy định hình dạng của obitan, hay kiểu obitan Trong 1 lớp n , l có giá trị 0,1,....(n-1) Tương ứng : l 0 1 2 3 4 Pl s p d f ... Mỗi giá trị của l tương ứng với 1 kiểu obitan : l =0 ® phân mức s ® obitan s l =1 ................ p ..... ... p l =2 ....................d ..................d Hình dạng của các obitan : AOs : hình dạng cầu AOp : hình số 8 cân đối AOd,f: rất phức tạp 6) Số lượng tử từ (m) Xác định sự định hướng của các obitan trong không gian. Quy định số obitan trong 1 mức năng lượng : - Mỗi giá trị của l có (2l +1 ) giá trị của m : -l, -l +1, ....0,1,..l-1,l Mỗi giá trị của m tương ứng với 1 obitan l = 0 ® m =0 : có 1 obitan l = 1 ® m =-1,0,+1 : có 3 obitan l =2 ® m= -2,-1,0,1,2 : có 5 obitan Þ Kết luận: Mỗi obitan trong nguyên tử dặc trưng bởi 3 số lượng tử: n,l,m d) Số lượng tử spin: Xác định hướng chuyển động của electron trong obitan S có 2 giá trị S = + ½, S = - ½ Tóm lại : 1e- chuyển động trong nguyên tử được đặc trưng bởi 1 bộ 4 số lượng tử . 2,Cách biểu biễn obitan ngtử Obitan s: - Dạng hình cầu (l = 0) - Obitan khác lớp có kích thước khác nhau . Khi lớp e- càng bé, kích thước obitan càng nhỏ . obitan p: l = 1 ® m = -1,0,+1 : có 3 obitan p hình dạng giống nhau , năng lượng bằng nhau . các obitan p hướng ra 3 trục tọa độ vuông góc ( px, py, pz ) Obitan d, f : phức tạp III- Sự sắp xếp electron trong nguyên tử 1, Nguyên lí Pauli: Mỗi obitan chỉ chứa tối đa 2 e- có spin ngược dấu . Quy ước : S = + ½ (­) S = - ½ ( ¯) Ví dụ : H(Z =1) có 1e- ( n=1, l =0, m =0 , S = + ½) ­ He (Z = 2 ) có 2e- ( n =1, l= 0, m =0, S = + ½) ­¯ Số e- tối đa trong phân lớp : PL s p d f AO 1 3 5 7 etối đa 2 6 10 14 Þ Số e- tối đa trong phân lớp Lớp 1 – 1 phân lớp : 1s ...... 1 obitan ® 2e- 2 .. 2 ......... :2s,2p....4AO.......... 8e- n ....n ......... :ns,np ...n2 AO........ 2n2e- 2. Nguyên lý vững bền: Trng nguyên tử các electron sẽ lần lượt chiếm các mức năng lượng từ thấp đến cao. * Thứ tự các mức năng lượng từ thấp đến cao : 1s< 2s< 2p< 3s<3p< 4s < 3d< 4p<5s<4d< 5p.... Chú ý : Khi n ³ 4 mức năng lượng của : 4s < 3d ; 5s < 4d ; 7s < 5f < 6d;.... Hiện tượng này gọi là sự chèn năng lượng . Hay là sự nén obitan. 3,Sự sắp xếp e- trong nguyên tử a)Cấu hình electron: Quy ước : cách biểu diễn cấu hình e- . Lớp e- = số 1,2,3.. . phân lớp = chữ s,p,d... . số e- = số mũ trên plớp Ví dụ: He (Z= 2) : 1s2 Na( Z = 11): 1s22s22p63s1. b) Biểu diễn theo ô lượng tử : obitan = 1 ô vuông . Các obitan có cùng phân mức năng lượng : liền nhau . Các obitan khác nức năng lượng cách nhau 1 khoảng rộng . ­ VD: H (Z=1) : He ( Z = 2): Li (Z =3) : c) Sự sắp xếp electron: Quy tắc Hund: Trong cùng 1 phân lớp các e- phân bố vào các obitan như thế nào để tổng spin của chúng là cực đại . VD: 2p3 ®åS = +1/2 +1/2+1/2 = 3/2 3d6 ®åS = +2 Áp dụng : Viết cấu hình e- của N(Z=7), S(Z=16), Cl(Z= 17) 4. Đặc điểm của lớp e- ngoài cùng : Lớp ngoài cùng có tối đa 8e . nguyên tử có 8e ngoài cùng ® bền vững ®khí hiếm . ngtử có 1,2,3e ............. ® Kim loại (trừ B) . Ngtử có 5,6,7e............. ® Phi kim . ngtử có 4e ngòai cùng có thể là kim loại hoặc phi kim. Như vậy: lớp e- ngoài cùng quy định nên tính chất của ngtố. Do đó, khi biết câú hình e- ® số e- ngoài cùng ® tính chất ngtố Củng cố và bài tập T15,16,17 ÔN TẬP ( Ngày soạn: ........) Mục đích yêu cầu 1, Kiến thức : Giúp cho HS : Hệ thống lại các kiến thức đã học ở chương Mối quan hệ giữa các phần tử trong ngtử và vị trí của ngtố 2, Kỹ năng : Viết cấu hình e- của ngtố Tính toán và xây dựng mqh giữa các loại hạt Iội dung Hoạt động của GV Nội dung giảng dạy Phần I: Giải đáp bài tập sách giáo khoa Phần II: làm nâng cao Bộ 4 số lượng tử của 1e chót cùng trong ngtử như sau : a, n= 3,l =1, m =1, ms = +1/2. b, n =3 , l =2, m =1, ms = -1/2 c, n = 4,l = 1, m =0, ms = +1/2 Viết cấu hình e đầy đủ cho các ngtố trên. Tổng đại số của bộ 4 số lượng tử của e chót cùng trong ngtử phi kim là 2,5. Xác định phi kim đó. Cấu hình e 2s22p6 là cấu hình e của ngtử hoặc ion nào ? Tổng số proton cấu tạo nên 2 ngtử A, B là 12. Xác định tên 2 ngtố A,B .Biết A tạo ion A+. Tổng các hạt cơ bản cấu tạo nên ngtử là S khi Z ¹1, Z£ 82, 1 £ N/Z £ 1,52. Hãy cho biết khi đó ? < S/Z < ? Vận dụng : S = 50 ® KH ngtử . Tổng số proton cấu tạo nên 2 ngtử A,B là 27. A,B cóp cùng chu kỳ, A tạo nên A+, B tạo nên Ba- Tìm A,B . Viết cấu hình e của A,B . Từ đó suy ra cấu hình của A+ ,Ba-. Kiểm tra 1 tiết (18) KIỂM TRA Đề bài : Câu 1: Ngtố A có cấu hình e lớp ngoài cùng là 4s1. Hãy cho biết cấu hình e đầy đủ của A Câu 2 : Cho biết số lượng tử cảu e chót cùng trong ngtử là : n = 2 , l=1 ,m =0 , ms = -1/2 n = 3, l = 2, m =2, ms = + ½ n =4 , l = 2 , m = 1, ms = - ½ Hỏi trong mỗi trường hợp trên ngtử đã cho là kim loại hay phi kim Câu 3 : Tổng số proton cấu tạo nên phân tử MXx là 35 trong hợp chất trên, phần trăm khối lượngngtố M là 54,93(%). Biết rằng trong M số hạt proton nhỏ hơn nơtron 1 đơn vị. X có số proton bằng số notron. 1, Viết kí hiệu ngtử của M và X 2, Cho biết tính chất đại lượng cơ bản của M và của X. Câu 4 :Cho Kim loại M hóa trị I: 2,32 g M khi hòa tan vào H2O thì thu được 1,12l khí (ĐKTC). XĐKL ngtử M Biết trong tự nhiên M có 2 đồng vị hơn kém nhau 2 notron, trong đó đồng vị nhẹ chiếm ưu thế. Xác định số khối của 2 đồng vị. Tính phần trăm mỗi dồng vị đó .  CHƯƠNG II: LIÊN KẾT HÓA HỌC Bài 1: ELECTRON HÓA TRỊ - QUY TẮC BÁT TỬ (Ngày soạn:......) Mục đích yêu cầu : 1, Kiến thức : Giúp cho Hs hiểu được : Thế nào là electron hóa trị, cách biểu diễn electron hóa trị của ngtố Quy tắc bát tử, nguyên nhân hình thành liên kết giữa các ngtố 2, Kỹ năng : Các bước lên lớp : 1, Trả lời kiểm tra và nhận x