BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN
------ ------
ĐẶNG THỊ TỐ NỮ
TẬP BÀI GIẢNG
CƠ SỞ HOÁ HỌC
TRONG KHOA HỌC SỰ SỐNG
GIA LAI, 2025
MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1. VẬT CHẤT VÀ NGUYÊN TỬ .................................................. 1
1.1. Vật chất là gì? ............................................................................................... 1
1.1.1. Các trạng thái của vật chất .............................................................. 1
1.1.2. Sự chuyển đổi giữa các trạng thái ................................................... 3
1.1.3. Chất tinh khiết, hỗn hợp, dung dịch, dung môi .............................. 5
1.1.4. Các phương pháp tách chất đơn giản .............................................. 6
1.2. Cấu tạo nguyên tử ........................................................................................ 7
1.2.1. Cấu tạo nguyên tử và các mô hình cấu tạo nguyên tử .................... 7
1.2.2. Nguyên tố và đồng vị ...................................................................... 9
1.2.3. Cấu tạo lớp vỏ electron ................................................................. 11
1.3. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học .................................................... 14
1.4. Định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học ............................................. 16
1.5. Các nguyên tố trong hệ thống sinh học .................................................... 18
1.5.1. Nguyên tố đa lượng ....................................................................... 18
1.5.2. Nguyên tố vi lượng ....................................................................... 18
1.5.3. Các dạng tồn tại của nguyên tố hoá hoc trong tế bào ................... 19
CHƯƠNG 2. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ ................ 22
2.1. Các đại lượng liên quan đến liên kết hoá học .................................. 22
2.1.1. Độ âm điện .................................................................................... 22
2.1.2. Năng lượng liên kết ....................................................................... 22
2.1.3. Độ dài liên kết ............................................................................... 22
2.1.4. Góc liên kết ................................................................................... 23
2.1.5. Độ phân cực của liên kết ............................................................... 23
2.2. Khái niệm và phân loại liên kết hóa học .......................................... 23
2.2.3. Liên kết cộng hóa trị, hợp chất cộng hóa trị và phân tử ............... 24
2.2.4. Liên kết ion và hợp chất ion ......................................................... 25
2.2.5. Hóa trị ........................................................................................... 26
2.2.5. Liên kết phối trí ............................................................................. 27
2.2.6. Liên kết hydrogen và các tương tác yếu ....................................... 27
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ......................................................................... 30
CHƯƠNG 3. NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC TRONG CÁC HỆ THỐNG SỐNG
............................................................................................................................. 32
3.1. Một số khái niệm và đại lượng cơ bản trong nhiệt động lực học .......... 32
3.2. Định luật bảo toàn năng lượng ................................................................. 34
3.2.1. Nội dung ........................................................................................ 34
3.2.2. Nhiệt sơ cấp và nhiệt thứ cấp ........................................................ 34
3.2.3. Nguyên lý thứ nhất áp dụng cho hệ thống sống ........................... 35
3.3. Một vài quá trình biến đổi năng lượng trong cơ thể người.................... 36
3.3.1. Năng lượng trong quá trình cơ sở ................................................. 36
3.3.2. Công trong hô hấp ......................................................................... 37
- Cung cấp nền tảng cho các lĩnh vực như sinh lý học, y học, công nghệ sinh
học, và dược lý học. ........................................................................................... 38
3.4. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học ...................................................... 38
3.4.1. Nhiệt của phản ứng hóa học.......................................................... 39
3.4.2. Phương pháp xác định hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học ...... 40
3.4.3. Phân loại phản ứng tỏa nhiệt, thu nhiệt và ứng dụng ................... 43
3.5. Cân bằng hóa học, nguyên lí Le Chatelier và ứng dụng .................. 44
3.5.1. Cân bằng hóa học .......................................................................... 44
3.5.2. Nguyên lí Le Chatelier .................................................................. 45
3.5.3. Ứng dụng....................................................................................... 46
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ......................................................................... 47
CHƯƠNG IV. ĐỘNG HỌC CÁC PHẢN ỨNG HOÁ HỌC .................. 49
4.1. Những khái niệm cơ bản............................................................................ 49
4.1.1. Tốc độ phản ứng ........................................................................... 49
4.1.2. Định luật tác dụng khối lượng ...................................................... 49
4.1.3. Một số phản ứng cơ bản ................................................................ 51
4.2. Ảnh hưởng của nồng độ ............................................................................. 53
4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng ........................................ 54
4.3.1. Quy tắc Van’t Hoff ....................................................................... 54
4.3.2. Phương trình Arrhenius ................................................................ 54
4.3.3. Năng lượng hoạt hóa Arrhenius .................................................... 55
4.4. Ảnh hưởng của áp suất .............................................................................. 55
4.5. Ảnh hưởng của diện tích bề mặt ............................................................... 55
4.6. Ảnh hưởng của chất xúc tác ...................................................................... 56
4.6.1. Xúc tác .......................................................................................... 56
CHƯƠNG 5. NƯỚC, DUNG DỊCH, PH, CÂN BẰNG ION ................... 63
5.1. Tính chất của nước ..................................................................................... 63
5.2. Dung dịch nước của chất điện li ............................................................... 64
5.2.1. Chất điện li và sự solvate hoá ....................................................... 64
5.2.2. Cặp acid base ................................................................................ 65
5.2.3. Tích số tan ..................................................................................... 67
5..2.4. Cặp oxi hóa khử ........................................................................... 68
5.2.5. Ví dụ về phản ứng acid - base và phản ứng oxi hoá khử trong hệ
thống sống ............................................................................................... 68
5.3. Tính pH trong dung dịch nước ................................................................. 69
5.4. Đường cong chuẩn độ acid-base và những ví dụ về đệm sử dụng trong
nghiên cứu khoa học sự sống ............................................................................ 70
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ......................................................................... 72
1
CHƯƠNG 1. VẬT CHẤT VÀ NGUYÊN TỬ
1.1. Vật chất là gì?
Định nghĩa: Vật chất (matter) là bất kì cái gì có khối lượng (kí hiệu là m) và thể tích (kí
hiệu là V). Vật chất được tạo thành từ các “hạt rất nhỏ”.
Có hàng triệu, hàng triệu loại vật chất khác nhau, mỗi loại đó được gọi là vật liệu (material).
Ví dụ: vàng, đá, không khí, nước đều là vật chất, chúng được tạo nên từ các “hạt rất nhỏ”
mà mắt thường không nhìn thấy được.
Trong một số loại vật chất như chất lỏng và chất khí, các hạt rất nhỏ di chuyển tự do, nhưng
trong các chất rắn thì chúng chuyển động khá hạn chế. Lý do khiến các hạt rất nhỏ trong
chất lỏng và khí có thể chuyển động khá tự do là nhờ sự khuếch tán – các hạt va chạm vào
nhau và bắn ra tất cả các hướng.
Các hạt nhỏ nhất cấu thành vật chất là những hạt mà cấu trúc của chúng không thể bị phá
vỡ bởi các quá trình biến đổi hóa học. Chúng có thể là hạt:
- Nguyên tử trong một số chất như khí argon (Ar).
- Phân tử trong một số chất như nước (H
2
O), khí oxygen (O
2
), khí nitrogen (N
2
).
- Ion trong một số chất như muối ăn NaCl (ion Na
+
và ion Cl
-
)
Câu hỏi:
1. Giải thích tại sao khi nấu ăn bạn ngửi được mùi thơm của đồ ăn.
Trả lời: Mùi của đồ ăn được tạo ra bởi những “hạt chất khí” hòa vào trong hơi
nước và đi vào mũi của chúng ta, làm cho chúng ta nhận ra được mùi của đồ ăn
Mùi của đồ ăn là một phần vật chất đi ra từ đồ ăn.
2. Giải thích tại sao khi một luồng ánh sáng chiếu vào không khí, bạn sẽ nhìn thấy
những hạt bụi chuyển động trong khí.
Trả lời: Những hạt bụi chính là tập hợp của một số hạt vật chất rất nhỏ, chúng
chuyển động trong không khí vì bị va chạm với các hạt không khí. Khi một luồng
ánh sáng mạnh chiếu vào không khí, ta sẽ nhìn thấy rõ những hạt bụi đó.
1.1.1. Các trạng thái của vật chất
Chúng ta dễ dàng nhận ra 3 trạng thái tồn tại phổ biến của vật chất là trạng thái
rắn, trạng thái lỏng và trạng thái khí.
Đăc điểm vĩ mô dễ nhận thấy nhất của 3 trạng thái trên là:
o Vật chất ở trạng thái rắn có hình dạng xác định, thể tích không đổi, không
chảy được.
o Vật chất ở trạng thái lỏng có hình dạng không xác định, thể tích không đổi
và chảy được. Vật chất ở trạng thái lỏng có hình dạng của bình chứa.
o Vật chất ở trạng thái khí không có hình dạng và thể tích xác định. Vật chất ở
trạng thái khí có hình dạng và thể tích của bình chứa, nhờ có tính chất khuếch