intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

Bài giảng Hóa đại cương A - ThS. Đặng Đình Khôi

Chia sẻ: Nguyen Uyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:176

402
lượt xem
90
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa đại cương A do ThS. Đặng Đình Khôi biên soạn cung cấp cho sinh viên những kiến thức đại cương cần thiết về cấu tạo chất (cấu tạo nguyên tử, phân tử, liên kết hóa học...được xây dựng dựa trên lý thuyết cơ học lượng tử hiện đại, và về các quy luật diễn ra của các quá trình hóa học (động lực, chiều, mức độ, tốc độ, cơ chế, các điều kiện xảy ra...) trên cơ sở các lý thuyết nhiệt động học.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương A - ThS. Đặng Đình Khôi

  1. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC TOÂN ÑÖÙC THAÉNG KHOA KHOA HOÏC ÖÙNG DUÏNG ----- ----- MOÂN HOÏC HOÙA ÑAÏI CÖÔNG A GIAÛNG VIEÂN: ThS. ÑAËNG ÑÌNH KHOÂI
  2. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu ÑEÀ CÖÔNG CHI TIEÁT MOÂN HOÏC HOÙA ÑAÏI CÖÔNG A 1 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1. Teân hoïc phaàn: Hoùa Ñaïi Cöông A 2. Soá tín chæ: 3. 3. Trình ñoä: Cho sinh vieân naêm thöù 1. 4. Phaân boå thôøi gian: (2 lyù thuyeát, 1 baøi taäp) 5. Ñieàu kieän tieân quyeát: khoâng 6. Muïc tieâu cuûa hoïc phaàn: Cung caáp cho sinh vieân nhöõng kieán thöùc ñaïi cöông veà hoùa hoïc 2 1
  3. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 7. Moâ taû vaén taét noäi dung hoïc phaàn: Moân Hoùa Ñaïi Cöông A cung caáp cho sinh vieân nhöõng kieán thöùc ñaïi cöông caàn thieát veà caáu taïo chaát (caáu taïo nguyeân töû, phaân töû, lieân keát hoùa hoïc…) ñöôïc xaây döïng döïa treân lyù thuyeát cô hoïc ng löôïng töû hieän ñaïi, vaø veà caùc qui luaät dieãn ra ng cuûa caùc quaù trình hoùa hoïc (ñoäng löïc, chieàu, ng möùc ñoä, toác ñoä, cô cheá, caùc ñieàu kieän xaûy ra…) treân cô sôû caùc lyù thuyeát nhieät ñoäng hoïc. ng 3 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 8. Nhieäm vuï cuûa sinh vieân: - Döï lôùp - Laøm baøi taäp 9. Taøi lieäu hoïc taäp: - Saùch, giaùo trình chính: ch [1] BAØI GIAÛNG TOÙM TAÉT HOÙA HOÏC ÑAÏI NG CÖÔNG A Nguyeãn Ñình Soa, Khoa KHÖD, Tröôøng ÑHBC Toân Ñöùc Thaéng, 2001. ng ng 4 2
  4. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu [2] BAØI TAÄP HOÙA HOÏC ÑAÏI CÖÔNG Nguyeãn Kim Phuïng, Löông Thò Söûu, Khoa KHÖD, Nguyeã ng Tröôøng ÑHBC Toân Ñöùc Thaéng, 2001. ng ng 10. Tieâu chuaån ñaùnh giaù sinh vieân: nh - Thi giöõa hoïc kyø (2 laàn): chieám 30% ñieåm hoïc phaàn. - Thi cuoái kyø: 70% ñieåm hoïc phaàn. 11. Thang ñieåm : 10 5 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 12. Noäi dung chi tieát hoïc phaàn: CHÖÔNG I CH Caáu taïo nguyeân töû vaø heä thoáng tuaàn hoaøn caùc ng nguyeân toá hoùa hoïc. CHÖÔNG II CH Lieân keát hoaù hoïc vaø caáu taïo phaân töû. 6 3
  5. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu CHÖÔNG III: Nhieät ñoäng löïc hoïc cuûa caùc quaù trình hoùa hoïc. CHÖÔNG IV: Ñoäng hoïc cuûa phaûn öùng hoùa hoïc. CHÖÔNG V: Dung dòch CHÖÔNG VI: Ñieän hoùa hoïc 7 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu CHÖÔNG I CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛ VAØ HEÄ THOÁNG TUAÀN HOAØN NG CAÙC NGUYEÂN TOÁ HOÙA HOÏC 8 4
  6. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1 NHÖÕNG KHAÙI NIEÄM VAØ ÑÒNH LUAÄT CÔ SÔÛ CUÛA HOÙA HOÏC 1.1.1 Nguyeân töû vaø phaân töû 1.1.2 Khoái löôïng nguyeân töû, khoái löôïng phaân töû vaø khaùi nieäm mol 1.1.3 Nguyeân toá hoùa hoïc 1.1.4 Chaát hoùa hoïc 1.1.5 Ñôn chaát vaø hôïp chaát 9 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1.6 Ñònh luaät baûo toaøn khoái löôïng 1.1.7 Ñònh luaät thaønh phaàn khoâng ñoåi 1.1.8 Ñònh luaät tyû leä boäi 1.1.9 Ñònh luaät tyû leä theå tích 1.1.10 Ñònh luaät Boyle-Mariotte vaø Charler-Gay-Lussac 1.1.11 Ñònh luaät Avogadro 10 5
  7. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1.12 ÑÖÔNG LÖÔÏNG VAØ ÑÒNH LUAÄT ÑÖÔNG LÖÔÏNG Ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá, moät hôïp chaát laø soá phaàn khoái löôïng cuûa nguyeân toá hay hôïp chaát ñoù keát hôïp hoaëc thay theá vöøa ñuû vôùi 1,008 phaàn khoái löôïng hydro hoaëc 8 phaàn khoái löôïng oxy. 11 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Ñònh luaät ñöông löôïng: Caùc nguyeân toá hoùa hoïc keát hôïp vôùi nhau theo nhöõng löôïng khoái löôïng tyû leä vôùi ñöông löôïng cuûa chuùng: m A ÑA = m B ÑB 12 6
  8. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Trong moät öùng hoùa hoïc soá ñöông löôïng cuûa caùc chaát tham gia phaûn öùng phaûi baèng nhau hoaëc trong caùc phaûn öùng hoùa hoïc moät ñöôïng löôïng cuûa chaát naøy chæ keát hôïp hoaëc thay theá moät ñöông löôïng chaát khaùc maø thoâi. A Ñ= n 13 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Ñöông löôïng cuûa moät nguyeân toá phuï thuoäc vaøo KLNT vaø traïng thaùi hoùa trò cuûa nguyeân toá: Ñöông löôïng hôïp chaát vaø soá ion trao ñoåi coù quan M heä: Ñ= n M, n laø khoái löôïng vaø soá ion hoùa trò (Soá e trao ñoåi) phaân töû cuûa hôïp chaát. Ñöông löôïng gam cuûa moät chaát laø löôïng tính baèng gam cuûa chaát ñoù coù soá ño baèng ñöông löôïng cuûa noù. 14 7
  9. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1.13 PHÖÔNG TRÌNH TRAÏNG THAÙI KHÍ Ñoái vôùi khí lyù töôûng : m PV = nRT hay PV = RT M Ñoái vôùi khí thöïc: a⎞ ⎛ ⎜ P + 2 ⎟(V − b) = nRT V⎠ ⎝ 15 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1.14 XAÙC ÑÒNH KHOÁI LÖÔÏNG NGUYEÂN TÖÛ VAØ PHAÂN TÖÛ a. Theo tyû khoái cuûa khí vaø hôi. b. Döïa treân phöông trình: Clapeyron – Mendeleev. c. Xaùc ñònh khoái löôïng phaân töû chaát tan. + Phöông phaùp nghieäm soâi vaø nghieäm ñoâng. + Phöông phaùp thaåm thaáu. d. Phöông phaùp söùc caêng beà maët. 16 8
  10. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.1.14 XAÙC ÑÒNH ÑÖÔNG LÖÔÏNG a. Döïa theo ñònh nghóa ñöông löôïng. b. Döïa treân ñònh luaät ñöông löôïng. c. Döïa theo moái lieân quan giöõa ñöông löôïng Ñ, khoái löôïng nguyeân töû A vaø hoaù trò n. d. Xaùc ñònh ñöông löôïng cuûa axit vaø baz. e. Xaùc ñònh ñöông löôïng cuûa muoái. f. Xaùc ñònh ñöông löôïng cuûa chaát oxy hoùa vaø khöû. 17 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.2 KHAÙI NIEÄM VEÀ NGUYEÂN TÖÛ VAØ QUANG PHOÅ NGUYEÂN TÖÛ 1.2.1 NGUYEÂN TÖÛ VAØ QUANG PHOÅ NGUYEÂN TÖÛ a. Nguyeân töû vaø caùc haït electron (e), proton, neutron: Nguyeân töû goàm 2 thaønh phaàn chính: haït nhaân vaø e: Haït nhaân mang ñieän tích döông. Electron mang ñieän tích aâm Trong nguyeân töû caùc e chuyeån ñoäng trong xung quanh haït nhaân taïo neân lôùp voû e. 18 9
  11. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Trong moät nguyeân töû trung hoøa: Soá e = soá proton (Z) = soá hieäu nguyeân töû (Z) = trò soá ñieän tích haït nhaân nguyeân töû (Z) Khoái löôïng haït nhaân = (Z+N) ñvC. Khoái löôïng nguyeân töû = (Z+N)x1ñvC + ex549.10-6 ñvC. Tính gaàn ñuùng : Khoái löôïng nguyeân töû = (Z+N)x1ñvC = (Z+N) ñvC. Soá khoái = Toång soá haït Proton vaø Neutron: A ZX A = Z + N. Kyù hieäu nguyeân töû : 19 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Khoái löôïng Ñieän tích Haït Töông Töông Tuyeät ñoái Tuyeät ñoái ñoái ñoái Ñôn Kg ñvC Culong Culong Ñôn vò e vò Electro 9,109390.10 -31 0,000549 -1,602177.10 -19 -4,802298.10 -10 -1 n Proton 1,672623.10 -27 1,007277 +1,602177.10 -19 +4,802298.10 -10 +1 Neutro 1,674929.10 -27 1,008665 0 0 0 n 20 10
  12. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu b. Khaùi nieäm veà quang phoå nguyeân töû Quang phoå cuûa nguyeân töû laø quang phoå vaïch, nghóa laø goàm moät soá vaïch rieâng bieät coù maøu saéc nhaát ñònh töông öùng vôùi nhöõng tia böùc xaï coù böôùc soùng xaùc ñònh, ñaëc tröng cho nguyeân toá ñoù. 21 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.3 CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛ THEO CÔ HOÏC LÖÔÏNG TÖÛ Lyù thuyeát caáu taïo nguyeân töû hieän ñaïi cô sôû treân cô hoïc löôïng töû (CHLT), ra ñôøi vaøo ñaàu theá kyû XX . 1.3.1. CAÙC LUAÄN ÑIEÅM CÔ BAÛN CUÛA CH LT 22 11
  13. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu a. Baûn chaát soùng - haït cuûa caùc haït vi moâ: -Haït vi moâ (coù kích thöôùc r, khoái löôïng m voâ cuøng nhoû beù, coù toác ñoä chuyeån ñoäng v raát lôùn) nhö aùnh saùng (photon), electron, nguyeân töû, phaân töû …vöøa coù baûn chaát haït (ñaëc tröng baèng m, r, v), vöøa coù baûn chaát soùng (ñaëc tröng baèng böôùc soùng λ, toác ñoä v), theå hieän trong bieåu thöùc: h λ= mv 23 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu h: haèng soá Planck; m, v: khoái löôïng, toác ñoä haït vi moâ; λ: böôùc soùng. Phaùt bieåu: Haït vi moâ coù khoái löôïng m khi chuyeån ñoäng vôùi toác ñoä v seõ taïo neân soùng truyeàn ñi vôùi böôùc soùng λ. b. Nguyeân lyù baát ñònh Heisenberg: “ Khoâng theå xaùc ñònh chính xaùc ñoàng thôøi caû toác ñoä laãn vò trí cuûa haït vi moâ”: h h Δx × Δv ≥ = 2πm m 24 12
  14. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu h Δ x, Δ v: ñoä baát ñònh veà vò trí vaø toác ñoä; ħ = 2π -Keát luaän: haït vi moâ khi bieát chính xaùc toác ñoä chuyeån ñoäng thì khoâng theå bieát ñöôïc chính xaùc ñöôøng ñi, chæ coù theå bieát ñöôïc xaùc suaát coù maët cuûa noù ôû choã naøo ñoù trong khoâng gian maø thoâi. c. Phöông trình soùng Schrödinger: - YÙ nghóa, vai troø: - Phöông trình soùng Schrödinger moâ taû söï chuyeån ñoäng cuûa moät haït vi moâ trong tröôøng theá naêng V: 25 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu ∂ 2ψ ∂ 2ψ ∂ 2ψ 8π 2 m [E − V ]ψ = 0 + + + 2 2 2 2 ∂x ∂y ∂z h x, y, z: toïa ñoä; m: khoái löôïng haït vi moâ; h: haèng soá Planck. E: naêng löôïng toaøn phaàn; V: theá naêng cuûa haït vi moâ phuï thuoäc x, y, z. ψ: haøm soùng (ñoái vôùi caùc bieán x, y, z) moâ taû söï chuyeån ñoäng cuûa haït vi moâ . 26 13
  15. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu -YÙ nghóa: ψ ñaëc tröng cho traïng thaùi chuyeån ñoäng cuûa haït vi moâ lieân quan vôùi xaùc suaát coù maët cuûa haït vi moâ: ψ² dv xaùc ñònh xaùc suaát coù maët cuûa haït vi moâ trong theå tích dv vaø ψ² xaùc ñònh maät ñoä xaùc suaát coù maët cuûa haït vi moâ. 27 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu 1.3.2. TRAÏNG THAÙI E TRONG NGUYEÂN TÖÛ HYÑRO VAØ CAÙC HAÏT TÖÔNG TÖÏ (HE+, LI2+) Giaûi phöông trình soùng Schrödinger ñoái vôùi heä nguyeân töû naøy. Keát quaû: traïng thaùi cuûa e trong nguyeân töû hyñro ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc soá löôïng töû vaø ñöôïc ñaëc tröng baèng khaùi nieäm ñaùm maây e. a. Ñaùm maây e: - Khaùi nieäm: - Ñònh nghóa: 28 14
  16. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu b. Caùc soá löôïng töû vaø yù nghóa Caùc soá löôïng töû laø nhöõng soá nguyeân khoâng coù soá ño, xaùc ñònh haøm soùng ψ (traïng thaùi chuyeån ñoäng cuûa e) vaø goàm coù: soá löôïng töû chính n, soá löôïng töû orbital l, soá löôïng töû töø ml , soá löôïng töû spin ms . * Soá löôïng töû chính n vaø möùc naêng löôïng, lôùp e: - Xaùc ñònh naêng löôïng cuûa e: 2 Z2 −18 Z E n = − 2,818.10 x 2 J = − 13,6x( 2 ) eV n n 29 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu - n coù giaù trò nguyeân, döông, töø 1 ñeán ∞: 1 , 2 , 3 , … , ∞. Giaù trò cuûa n giaùn ñoaïn. - Traïng thaùi naêng löôïng cuûa e ñöôïc xaùc ñònh baèng giaù trò nhaát ñònh cuûa n ñöôïc goïi laø möùc naêng löôïng. Möùc naêng löôïng coù giaù trò taêng theo giaù trò cuûa n. n 1 2 3 … ∞ En E1 < E2 < E3 … < E∞ Nguyeân nhaân xuaát hieän quang phoå vaïch nguyeân töû. Ví duï: quang phoå nguyeân töû hyñro. 30 15
  17. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu E =0.00 J n= ∞ n=4 E = -1.36*10 -19J 4 n=3 E = -2.42*10 -19J 3 n=2 E = -5.45*10 -19J 2 E = -2.18*10 -18J n=1 1 31 Lyman Balmer Paschen Bracket Pfund Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu - Caùc e coù cuøng möùc naêng löôïng hoïp thaønh lôùp e hay lôùp löôïng töû. Hieän coù 7 lôùp e, ñöôïc kyù hieäu nhö sau: n 1 2 3 4 5 6 7 K.h. K L M N O P Q * Soá löôïng töû orbital l vaø hình daïng ñaùm maây e, phaân möùc naêng löôïng vaø phaân lôùp e: - Soá löôïng töû l xaùc ñònh hình daïng ñaùm maây e. - l coù giaù trò nguyeân, döông töø 0 ñeán n −1: giaù trò cuûa n coù n giaù trò cuûa l cuõng nhö coù n hình daïng ñaùm maây e. Ví duï: öùng vôùi n=3 coù 3 giaù trò cuûa l laø 0, 1, 2 (3 −1) vaø coù 3 hình daïng ñaùm maây e. 32 16
  18. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu - Ñoái vôùi nguyeân töû nhieàu e, l coøn xaùc ñònh caû traïng thaùi naêng löôïng cuûa e: goïi laø phaân möùc naêng löôïng. - Caùc e trong moãi lôùp löôïng töû coù cuøng phaân möùc naêng löôïng hoïp thaønh phaân lôùp e hay phaân lôùp löôïng töû. Caùc phaân lôùp e ñöôïc kyù hieäu: l 0 1 2 3 4 5 …… Kyù hieäu s p d f g h …… 33 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu - Hình daïng caùc ñaùm maây e: • ÖÙng vôùi l = 0 (s): ñaùm maây e coù daïng khoái caàu. • ÖÙng vôùi l = 1 (p): ñaùm maây e coù daïng 2 khoái caàu bieán daïng tieáp xuùc nhau. • ÖÙng vôùi l = 2 (d): caùc ñaùm maây ña soá coù daïng 4 khoái caàu bieán daïng tieáp xuùc nhau. z z z y y y x x x d s p 34 17
  19. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu * Soá löôïng töû töø ml vaø söï ñònh höôùng cuûa ñaùm maây e, khaùi nieäm orbital nguyeân töû: - Soá löôïng töû ml xaùc ñònh söï ñònh höôùng trong khoâng gian cuûa ñaùm maây e. - ml coù giaù trò nguyeân, döông hay aâm, töø 0 ñeán ± l : moãi giaù trò cuûa l coù 2l +1 giaù trò cuûa ml vaø do ñoù coù 2l +1 caùch ñònh höôùng cuûa ñaùm maây e. Ví duï: öùng vôùi l = 2 ml coù 5 giaù trò (−2 , −1, 0 , +1, +2 ) vaø coù 5 caùch ñònh höôùng cuûa ñaùm maây e töông öùng. 35 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu - ml ñaëc tröng cho töông taùc cuûa töø tröôøng ngoaøi (taùc duïng leân nguyeân töû ) vôùi töø tröôøng cuûa e. - Khaùi nieäm orbital electron nguyeân töû hay orbital nguyeân töû (AO): AO laø traïng thaùi cuûa e trong nguyeân töû ñöôïc xaùc ñònh bôûi caùc soá löôïng töû n , l , ml hay bôûi haøm soùng Ψ chöùa caùc thoâng soá n , l , ml (Ψn,l,m) . Moái lieân heä giöõa caùc soá löôïng töû n, l, ml vaø caùc lôùp, phaân lôùp e, soá AO, kyù hieäu (teân goïi) cuûa AO: 36 18
  20. Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Lôùp Phaân A lôùp O Soá Kyù Kyù n l ml Kyù hieäu Phaân Lôù hieäu hieäu lôùp p 1 K 0 s 0 1 1 1s 0 s 0 1 2s 2 L 4 0, ±1 p 3 2pz, 2px, 2py 1 0 3s s 0 1 . 0, ±1 p 3 3 M 1 3pz, 3px, 3py 9 0, ±1, ±2 d 5 2 3dz 2 ,3dxz, 3dxz, 3dyz,3dx2-y2 37 Baøi giaûng HOÙA ÑAÏI CÖÔNG Giôùi thieäu Caùch ñònh höôùng cuûa caùc AO töông öùng vôùi n=2: px,, py, pz: ñònh höôùng theo caùc truïc x, y, z. dxy, dxz, dyz: ñònh höôùng theo caùc ñöôøng phaân giaùc cuûa caùc goùc taïo bôûi caùc truïc kyù hieäu töông öùng. dx2 −y2 : ñònh höôùng theo caùc truïc x, z. dz 2 : ñònh huôùng chuû yeáu truïc z. 38 19
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2