1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
TS. Vũ Thị Hậu
BÀI GIẢNG
CƠ SỞ HÓA HỌC CHUNG 1
Thái Nguyên, 2023
1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM
PGS.TS. Nguyễn Thị Hiền Lan
TS. Vũ Thị Hậu
BÀI GIẢNG
CƠ SỞ HÓA HỌC CHUNG 1
Thái Nguyên, 2023
2
MỤC LỤC
CƠ SỞ HÓA HỌC CHUNG 1 .................................................................................. 4
A. MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ .......................................................................... 4
B. THỜI LƯỢNG THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ ....................................................... 4
C. NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA CHUYÊN ĐỀ........................................................... 4
D. NỘI DUNG CHI TIẾT CỦA CHUYÊN ĐỀ ........................................................ 5
CHƯƠNG 1. MỘT SỐ ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HÓA HỌC ........................... 5
1.1. Định luật thành phần không đổi (Prut, 1801) ........................................................ 5
1.2. Định luật tỉ lệ bội (Danton, 1804) ......................................................................... 5
1.3. Định luật bảo toàn khối lượng (Lomonoxop, 1756) ............................................... 5
1.4. Định luật Gay – Luytxăc (Gay – Lussac, 1808) ..................................................... 5
1.5. Định luật Avogadro (Avogadro, 1811) .................................................................. 5
1.6. Phương trình trạng thái khí lí tưởng ...................................................................... 5
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG KHỐI LƯỢNG NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ .................. 7
2.1. Số Avogadro. Mol ............................................................................................... 7
2.2. Đơn vị khối lượng nguyên tử amu (atomic mass unit) ...................................... 7
2.3. Nguyên tử khối, phân tử khối ............................................................................. 7
2.4. Khối lượng mol nguyên tử. Khối lượng mol phân tử ........................................ 7
CHƯƠNG 3. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ.................................................................... 8
3.1. Thành phần, cấu trúc của nguyên tử, số điện tích, số khối ............................... 8
3.2. Nguyên tố hóa học, đồng vị ................................................................................. 8
3.3. Hệ một electron - một hạt nhân .......................................................................... 8
3.3.1. Công thức tính năng lượng electron. Giải thích phổ phát xạ của nguyên tử
hydrogen ...................................................................................................................... 8
3.3.2. Orbital nguyên tử (AO) ................................................................................... 10
3.3.3. Các số lượng tử n, l, ml, ms ............................................................................... 11
3.4. Hệ nguyên tử nhiều electron ............................................................................. 13
3.4.1. Lớp, phân lớp electron (theo các số lượng tử) .................................................. 13
3.4.2. Nguyên lí vững bền, quy tắc Klechkowski: Thứ tự tăng dần mức năng lượng các
phân lớp ..................................................................................................................... 13
3.4.3. Nguyên lí loại trừ Pauli .................................................................................... 15
3.4.4. Quy tắc Hund ................................................................................................... 15
3.4.5. Cấu hình electron nguyên tử ............................................................................. 15
3.4.6. Năng lượng của electron trong nguyên tử nhiều electron: Phương pháp gần đúng
Slater ......................................................................................................................... 15
CHƯƠNG 4. HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ ............................. 17
4.1. Cơ sở xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn: Sự lặp lại tuần hoàn về cấu hình
electron nguyên tử ................................................................................................... 17
4.1.1. Định luật tuần hoàn .......................................................................................... 17
3
4.1.2. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn .................................. 17
4.1.3. Cấu trúc của bảng tuần hoàn ............................................................................ 17
4.1.4. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố ................................................ 18
4.1.4.1. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố xếp theo chu ki .................... 18
4.1.4.2. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố xếp theo nhóm ..................... 19
4.2. Sự biến thiên tuần hoàn một số tính chất của các nguyên tố hóa học ............ 21
4.2.1. Bán kính nguyên tử .......................................................................................... 21
4.2.2. Năng lượng ion hóa nguyên tử ......................................................................... 21
4.2.3. Ái lực electron ................................................................................................. 22
4.2.4. Độ âm điện....................................................................................................... 22
4.2.5. Tính acid, bazơ của các hidroxit ....................................................................... 24
CHƯƠNG 5. CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC .......................... 25
5.1. Quy tắc octet...................................................................................................... 25
5.2. Thuyết Kossel về liên kết ion ............................................................................ 25
5.3. Thuyết Lewis về liên kết cộng hóa trị. Điện tích hình thức, cách viết công thức
Lewis ......................................................................................................................... 25
5.4. Một số đặc trưng của liên kết ........................................................................... 27
5.4.1. Năng lượng liên kết .......................................................................................... 27
5.4.2. Độ dài liên kết .................................................................................................. 27
5.4.3. Góc liên kết ...................................................................................................... 27
5.4.4. Mômen lưỡng cực phân tử ............................................................................... 27
5.5. Thuyết sức đẩy giữa các cặp electron hóa trị (VSEPR) và hình học phân tử 28
5.5.1. Luận điểm chính của VSEPR ........................................................................... 28
5.5.2. Hình học phân tử theo VSEPR ......................................................................... 29
E. CÂU HỎI, BÀI TẬP, THẢO LUẬN .................................................................. 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 39
4
CƠ SỞ HÓA HỌC CHUNG 1
A. MỤC TIÊU CỦA CHUYÊN ĐỀ
Sau khi học tập học phần này, học viên có thể:
- Trình bày và vận dụng được các kiến thức về cấu tạo chất với các nội dung chính
về cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học trong dạy học môn KHTN; thông qua đó góp
phần phát triển năng lực dạy học môn KHTN qua việc học tập và rèn luyện các kĩ năng
sư phạm, kĩ năng giải bài tập trong việc dạy học và học tập môn KHTN. Sử dụng được
các kiến thức cơ sở hoá học chung làm nền tảng để hiểu rõ bản chất và các qui luật trong
các học phần hoá học khác cũng như các học phần có liên quan trong chương trình môn
KHTN. Từ đó góp phần phát triển năng lực nhận thức KHTN của người học. Vận dụng
được các kiến thức về cấu tạo chất để giải thích một số vấn đề liên quan đến thực tiễn
trong đời sống và sản xuất.
- Chỉ ra được logic phát triển kiến thức, kĩ năng có liên quan trong chương trình
môn KHTN: chất, bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, nguyên tử, phân tử, đơn chất,
hợp chất, liên kết hoá học.
- Sử dụng được học liệu đa phương tiện trong dạy học các nội dung liên quan (ví
dụ sử dụng được một số phần mềm hóa học lượng tử để biểu diễn cấu trúc phân tử).
B. THỜI LƯỢNG THỰC HIỆN CHUYÊN ĐỀ
Tổng số tiết 45 (30 tiết lí thuyết, 15 tiết bài tập, thảo luận)
C. NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA CHUYÊN ĐỀ
Học phần này trình bày các kiến thức, kĩ năng cơ sở về:
Một số định luật cơ bản của hoá học: Định luật thành phần không đổi, định luật tỉ
lệ bội, định luật bảo toàn khối lượng, ... Hệ thống khối lượng nguyên tử, phân tử: Đơn
vị khối lượng nguyên tử (amu), số Avogadro, mol, nguyên tử khối, phân tử khối. Hệ
thống tuần hoàn các nguyên tố hoá học và một số quy luật biến đổi. Cấu tạo nguyên tử
và phân tử. Học viên sẽ được cung cấp một số tài liệu đa phương tiện phù hợp với các
nội dung của học phần để tự học.