Bài giảng Hóa đại cương A3: Chương 3 - Từ Thị Trâm Anh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:65

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hóa đại cương A1" Chương 3 - Cấu trúc electron trong nguyên tử, được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Một số khám phá vật lý quan trọng đầu thế kỷ XX; Mô hình nguyên tử H của Bohr; Những luận điểm cơ sở và những ý tưởng chính dẫn đến thuyết cơ học lượng tử; Mô hình nguyên tử Hydrogen theo thuyết cơ học lượng tử; Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương A3: Chương 3 - Từ Thị Trâm Anh

Sửa bài tập cuối giờ ngày 28/9/2023 a. Năng lượng cần thiết để ion hóa một nguyên tử Cesi là 3,89 eV. Nếu chiếu một chùm ánh sáng có bước sóng 5830 Å vào bề mặt kim loại Cesi thì có thể ion hóa được nguyên tử Cesi hay không? Giải thích. (1 eV = 1,602.10-19 J). Kiến thức liên quan câu a ✓ Năng lượng Eo trong hiện tượng quang điện là năng lượng liên kết của electron ở lớp bề mặt của mạng tinh thể kim loại chứ không phải là năng lượng ion hóa. ✓ Năng lượng ion hóa nguyên tử (hoặc ion), thường được gọi ngắn gọn là năng lượng ion hóa, là năng lượng cần thiết để lấy electron ra khỏi nguyên tử (hoặc ion) cô lập ở trạng thái khí. 1
Kiến thức liên quan câu a Ion hóa nguyên tử ∞ - + 2
Kiến thức liên quan câu a 0 ∞ Năng lượng ion hóa nguyên tử Eion hóa Cs = 3,89 eV c Eánh sáng= h λ - Để ion hóa được nguyên tử Cs thì Eánh sáng > Eion hóa Cs 3
Cách giải câu a Bước 1: • Tìm năng lượng E của quang tử (photon) của ánh sáng có bước sóng đã cho. Bước 2: • So sánh giá trị của E và Eo. Nếu E > Eo thì ánh sáng đã dùng có thể ion hóa được nguyên tử Ce. 4
Giải câu a • Năng lượng liên kết của electron ở lớp bề mặt của mạng tinh thể kim loại Cs: Eo Ce = 3,89 eV = 3,89 eV x 1,602 x10-19 J/eV = 6,231 x 10-19 J • Năng lượng của quang tử (photon) của ánh sáng có bước sóng 5830 Å: 𝑐 3.00 × 108 m/s E=h = 6,625 x 10−34 (J. s) 𝜆 5830 × 10−10 (m) = 3,409 x 10−19 J = 2,13 eV • So sánh giá trị của E và Eo ta thấy E = 2,13 eV < Eo Ce = 3,89 eV nên không thể ion hóa được nguyên tử Cs. 5
Thống kê các lỗi sai câu a hc 1. ΔE =  SAI. Dùng kí hiệu ΔE để đề cập đến E là sai. 𝜆 2. 5830 Å = 5830 x 1010 m  SAI ❖ Đổi đơn vị sai. ❖ Cần nhớ: • 1 Å (đọc là armstrong) = 10-1 nm = 10-10 m • 1 μm = 10-6 m • 1 nm = 10-9 m • 1 m = 103 cm = 106 μm = 109 nm = 1012 pm 3. Không ghi đơn vị kèm theo giá trị của các đại lượng khi ráp số vào công thức  Dễ dẫn đến sai sót vì tính toán trên những đại lượng không cùng đơn vị. Cần nhớ: Ghi đơn vị kèm theo giá trị của các đại lượng khi ráp số vào công thức. 6
Thống kê các lỗi sai câu a (tt) 5. Nhầm lẫn giá trị hằng số Planck và số Avogaro 6. Viết kí hiệu E thành  epsilon  SAI 7. Kết luận sai: đang hỏi ion hóa, trả lời hiện tượng quang điện. 7
b. Không cần tính toán cụ thể, hãy xác định bước chuyển electron nào sau đây trong phổ hấp thu của nguyên tử hydro cần năng lượng lớn nhất? Giải thích. (1) n = 4 đến n = 3; (2) n = 1 đến n = 2; (3) n = 1 đến n = 6; (4) n = 3 đến n = 2. Kiến thức liên quan câu b Mô hình nguyên tử H ∆𝐸 = 𝐸2 (𝑐𝑢ố𝑖) − 𝐸1 (đầ𝑢) −𝑅𝐻 −𝑅𝐻 = − 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 1 1 ∆𝐸 = ℎν = - RH − 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 −18 1 1 = - 2,178. 10 − J 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 Lưu ý: ∆𝐸 = ℎν n1>n2: photon phát xạ, phóng thích năng lượng, ∆𝐸 < 0 n1 0 8
Giải câu b (1) n = 4 đến n = 3 → phát xạ Trong các bước chuyển electron đã cho, (2) n = 1 đến n = 2 → hấp thu năng lượng chỉ có bước chuyển (2), và (3) là hấp thu (3) n = 1 đến n = 6 → hấp thu năng lượng năng lượng. (4) n = 3 đến n = 2 → phát xạ 1 1 1 1 Vì |∆𝐸| = |-RH − | nên nếu | 𝑛2 − 2 𝑛đầ𝑢 | càng lớn thì |∆𝐸| càng lớn 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 𝑐𝑢ố𝑖 1 1 1 1 3 (2) 1→2: | − = − 1| = | −1| = |− | = −0,75 = 0,75 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 22 4 4 ⇒ ∆𝐸 (3) > ∆𝐸 (2) 1 1 1 1 35 (3) 1→6: | − |=| −1| =| −1| =| − | = −0,972 = 0,972 𝑛2 𝑐𝑢ố𝑖 2 𝑛đầ𝑢 62 36 36 Bước chuyển electron (3) n = 1 đến n = 6 trong phổ hấp thu của nguyên tử hydro cần năng lượng lớn nhất. 9
Thống kê các lỗi sai câu b 1. Hỏi phổ hấp thu nhưng lại chọn phổ phát xạ. 2. Tính toán sai 3. Ghi sai công thức 4. Gọi phổ “phát xạ” là “phản xạ”.  SAI 5. Gọi “phổ hấp thu” là “phổ hấp thụ” .  SAI 10
CHƯƠNG 3 CẤU TRÚC ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ (tt) GV: Từ Thị Trâm Anh Năm học 2022-2023, HKI
NỘI DUNG 3.1. Một số khám phá vật lý quan trọng đầu thế kỷ XX 3.2. Mô hình nguyên tử H của Bohr 3.3. Những luận điểm cơ sở và những ý tưởng chính dẫn đến thuyết cơ học lượng tử 3.4. Mô hình nguyên tử Hydrogen theo thuyết cơ học lượng tử 3.5. Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử 3.6. Một số thuật ngữ thông dụng 12
NỘI DUNG 3.1. Một số khám phá vật lý quan trọng đầu thế kỷ XX 3.2. Mô hình nguyên tử H của Bohr 3.3. Những luận điểm cơ sở và những ý tưởng chính dẫn đến thuyết cơ học lượng tử 3.4. Mô hình nguyên tử Hydrogen theo thuyết cơ học lượng tử 3.5. Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử 3.6. Một số thuật ngữ thông dụng 13
3.5. Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử Ước lượng gần đúng để giải phương trình Schrödinger cho nguyên tử có nhiều electron – năng lượng orbital của nguyên tử có nhiều electron Cấu hình electron của nguyên tử có nhiều electron 14
3.5. Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử Ước lượng gần đúng để giải phương trình Schrödinger cho nguyên tử có nhiều electron – năng lượng orbital của nguyên tử có nhiều electron Cấu hình electron của nguyên tử có nhiều electron 15
BỐN SỐ LƯỢNG TỬ ( n, ℓ, m ℓ, ms ) Địa chỉ: quận, số nhà, số phòng 16
Xác định loại vân đạo Ví dụ 3.13: Cho ba số lượng tử của một điện tử trong nguyên tử Hydro là n=4, ℓ =2. Hỏi điện tử này ở trong AO loại nào? • n=4 ⇒ 4 4d • ℓ =2 ⇒ d Ví dụ 3.14: Cho ba số lượng tử của một điện tử trong nguyên tử Hydro là n=3, ℓ =1, m=-1. Hỏi điện tử này ở trong AO loại nào? • n=3 ⇒ 3 • ℓ =1 ⇒ p • 3p ⇒ 3pz • m = +1 ⇒ pz 17
Cách viết: trạng thái cơ bản của 1 electron trong nguyên tử hydro 1s1 n số electron trong phân lớp ℓ ↑ Biểu đồ vân đạo 1s1 18
3.5. Cấu trúc của nguyên tử có nhiều electron theo thuyết cơ học lượng tử Ước lượng gần đúng để giải phương trình Schrödinger cho nguyên tử có nhiều electron – năng lượng orbital của nguyên tử có nhiều electron Cấu hình electron của nguyên tử có nhiều electron 19
Trong nguyên tử nhiều electron, mức năng lượng của các vân đạo trong cùng lớp có sự khác nhau Nguyên tử Hydro Nguyên tử nhiều electron Li (Z = 3) Na (Z = 11) K (Z = 19) E 20