Bài giảng hóa đại cương (Phần 2)

Chia sẻ: Kata_10 Kata_10 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:14

Thêm vào BST

Báo xấu

113
lượt xem 14
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'bài giảng hóa đại cương (phần 2)', khoa học tự nhiên, hoá học phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng hóa đại cương (Phần 2)

11 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com + Chu kyø 4, 5 coù 18 nguyeân toá (8 nguyeân toá phaân nhoùm chính, 10 nguyeân toá phaân nhoùm phuï hay nguyeân toá chuyeån tieáp). + Chu kyø 6 coù 32 nguyeân toá (8 nguyeân toá phaân nhoùm chính, 10 nguyeân toá phaân nhoùm phuï vaø 14 nguyeân toá hoï lantanit. + Chu kyø 7 veà lyù thuyeát cuõng coù 32 nguyeân toá nhöng chæ môùi phaùt hieän 19 (2 chính, 3 chuyeån tieáp vaø 14 actinit) goïi laø chu kyø dôû dang. - Soá thöù töï oâ truøng vôùi soá ñieän tích haït nhaân Z. - Soá thöù töï chu kyø truøng vôùi soá n (soá lôùp electron) - Nguyeân toá s (hoï s) laø caùc nguyeân toá coù electron cuoái cuøng ñieàn vaøo phaân möùc s ngoaøi cuøng. ns (kieàm), ns 2 (kieàm thoå), coù hai nguyeân toá s ôù ñaàu chu kyø. 1 - Nguyeân toá p (hoï p) coù electron cuoái cuøng ñieàn vaøo phaân möùc p ngoaøi cuøng, ñoù laø 6 nguyeân toá cuoái chu kyø: ns 2 np16 . - Giöõa chu kyø laø 10 nguyeân toá d coù electron vaøo ON (n ‟ 1)d sau nguyeân toá d thöù nhaát laø 14 nguyeân toá f (n ‟ 2)f 2.2. Nhoùm: Laø daõy doïc caùc nguyeân toá coù toång soá electron lôùp ngoaøi cuøng (n) baèng nhau vaø baèng soá thöù töï cuûa nhoùm hay phaân nhoùm. Rieâng caùc nguyeân toá nhö: Co, Ni. Tuy coù soá electron ôû phaân lôùp ngoaøi cuøng lôùn hôn 8 vaãn ñöôïc ñaët vaøo nhoùm VIII. Ngoaøi ra caùc nguyeân toá lantanit vaø actinit coù caáu taïo ñaëc bieät ñöôïc xeáp vaøo nhoùm III (saùch giaùo khoa trang 83).  Coù phaân nhoùm chính vaø phaân nhoùm phuï. a. Phaân nhoùm chính: (A) Goàm caùc nguyeân toá s hoaëc p coù coâng thöùc electron ôû lôùp x2 ngoaøi cuøng töông ñöông vôùi ns x hoaëc ns 2 np Ví duï: Chu kyø III, phaân nhoùm IA: 3s1 b. Phaân nhoùm phuï: (B) goàm caùc nguyeân toá d coù coâng thöùc electron lôùp ngoaøi cuøng n  1d x2 ns 2 , moãi phaân nhoùm coù 3,4 nguyeân toá, ñaëc bieät nhoùm VIIIB coù 9 nguyeân toá. - Soá thöù töï phaân nhoùm phuï baèng soá electron phaân möùc ngoaøi cuøng. + Caùc ngoaïi leä: I B vaøII B : Thay vì n  1d x2 ns 2  n  1d10ns x VIII B : x > 8 (Co, Ni….) - Caùc tröôøng hôïp gaàn caáu truùc baõo hoøa hoaëc baùn baûo hoøa ñeàu chuyeån veà ñoù. Ví duï: Neáu coù ns 2 n  1d 4 thì  ns1 n  1d 5 ns 2 n  1d 9  ns1 n  1d10 ns (n ‟ 1)d ns (n ‟ 1)d                         
12 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 2.3. OÂ: Laø vò trí cuï theå cuûa moãi nguyeân toá trong baûng, laø soá thöù töï nguyeân toá truøng soá Z, cuõng laø soá electron trong nguyeân töû. Veà nguyeân taéc, khi bieát nguyeân toá naèm ôû oâ naøo laø xaùc ñònh ñöôïc caáu truùc electron nguyeân töû. 3. Caáu truùc electron, nguyeân töû vaø söï thay ñoåi tính chaát cuûa caùc nguyeân toá trong heä thoáng tuaàn hoaøn: 3.1. Baùn kính nguyeân töû vaø ion: (r) - Trong cuøng chu kyø: Traùi sang phaûi baùn kính nguyeân töû giaûm, do Z taêng vaø n khoâng ñoåi. ÔÛ caùc chu kyø lôùn khoâng roõ raøng, do hieäu öùng chaén. - Trong nhoùm chính: Treân xuoáng baùn kính nguyeân töû taêng do n taêng vaø hieäu öùng chaén chieám öu theá so vôùi Z taêng. - Phaân nhoùm phuï: Nguyeân toá 1 ñeán nguyeân toá 2 baùn kính nguyeân töû taêng, sau ñoù haàu nhö khoâng taêng. 3.2. Naêng löôïng ion hoùa: (I) - Laø naêng löôïng caàn thieát böùt electron ra khoûi nguyeân töû khoâng bò kích thích ñeå taïo ion döông. X  I  X  e 0 Naêng löôïng ion hoùa caøng nhoû thì caøng deã nhöôøng electron, do ñoù tính kim loaïi vaø khöû taêng. - Taùch ion caøng veà sau caøng khoù. Ví duï: Taùch electron thöù hai cho ra X 2 coù I 2  I1 - Z taêng vaø hieäu öùng xaâm nhaäp taêng daãn ñeán I taêng. Hieäu öùng chaén taêng daãn ñeán I giaûm  Trong 1 chu kyø töø traùi sang phaûi I taêng, tính kim loaïi giaûm (Z taêng). Töø treân xuoáng, phaân nhoùm chính I giaûm. Phaân nhoùm phuï I taêng (ít) do hieäu öùng xaâm nhaäp taêng. 3.3. Aùi löïc electron (F) Laø naêng löôïng phaùt ra (hay thu vaøo) khi keát hôïp moät electron vaøo nguyeân töû trung hoøa, taïo ion aâm. X0  e  X   F Tính phi kim taêng  aùi löïc electron (F) taêng. Trong chu kyø: Traùi sang phaûi F taêng. Phaân nhoùm chính: Töø treân xuoáng F giaûm. 3.4. Ñoä aâm ñieän: Cho bieát khaû naêng moät nguyeân töû cuûa moät nguyeân toá huùt maät ñoä electron veà phía mình khi taïo lieân keát vôùi nguyeân töû cuûa moät nguyeân toá khaùc. Ñoä aâm ñieän theo Mulliken X  1/ 2(F  I) X lôùn thì söï huùt electron lôùn.
13 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Theo Pauling E  E AB  E AA .E BB  X A  X B  2 Vôùi X vaø E tính baèng eV. - Trong chu kyø: Traùi sang phaûi X taêng. - Trong nhoùm: Töø treân xuoáng X giaûm. 3.5. Soá oxy hoùa: Laø ñieän tích döông hay aâm cuûa nguyeân toá trong hôïp chaát ñöôïc tính vôùi giaû thieát raèng hôïp chaát ñöôïc taïo thaønh töø caùc ion. Moät soá quy taéc xaùc ñònh soá oxy hoùa cuûa caùc nguyeân toá: - Soá oxy hoùa cuûa nguyeân toá töï do baèng 0. - Soá oxy hoùa cuûa moãi ion moät nguyeân töû baèng ñieän tích cuûa ion ñoù. - Soá oxy hoùa cuûa moãi nguyeân toá trong hôïp chaát coäng hoùa trò baèng ñieän tích cuûa nguyeân töû ñoù khi xem caëp electron lieän keát seõ chuyeån haún veà nguyeân töû coù ñoä aâm ñieän lôùn hôn. (Ví duï NH 3 ). - Soá oxy hoùa cuûa kim loaïi kieàm luoân baèng +1, kieàm thoå +2. 2 - Soá oxy hoùa cuûa Oxy baèng -2 (tröø F2 OvaO2  2va  1) - Soá oxy hoùa Hydro baèng +1 (tröø caùc hôïp chaát Hidrua cuûa kim loaïi hoaït ñoäng baèng -1) “Toång soá oxy hoùa trong phaân töû trung hoøa cuûa caùc nguyeân toá baèng 0”  Theo nguyeân taéc naøy tính soá oxy hoùa cuûa caùc nguyeân toá. CHÖÔNG IV LIEÂN KEÁT HOÙA HOÏC VAØ CAÁU TAÏO PHAÂN TÖÛ 1. Moät soá khaùi nieäm cô baûn: - Baûn chaát lieân keát: Coù baûn chaát ñieän giöõa caùc haït nhaân tích ñieän döông vaø electron tích ñieän aâm. - Caùc electron thöïc hieän lieân keát hoùa hoïc chuû yeáu laø caùc electron nhöõng phaân lôùp ngoaøi cuøng: ns, np, (n-1)d, (n-2)f, goïi laø caùc electron hoùa trò. - Ñoä daøi lieân keát: Khoaûng caùch giöõa hai haït nhaân cuûa caùc nguyeân töû töông taùc vôùi nhau. (thöôøng tính baèng A 0 ) - Goùc hoùa trò laø goùc taïo thaønh bôûi hai ñoaïn thaúng töôûng töôïng noái haït nhaân nguyeân töû trung taâm vôùi haït nhaân hai nguyeân töû lieân keát. Ví duï: H 2 O O-2 0 104.5 H+ H+ - Naêng löôïng lieân keát: (kcal (KJ)/mol) laø naêng löôïng caàn tieâu toán ñeå phaù huûy leân keát. - Ñoä boäi lieân keát: Laø soá moãi lieân keát ñöôïc hình thaønh giöõa hai nguyeân töû trong lieân keát. Ví duï: C ‟ C ñoä boäi 1, C  C ñoä boäi 3.
14 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com  Sau ñaây ta seõ xeùt hai phöông phaùp khaûo saùt lieân keát coäng hoùa trò. 2. Phöông phaùp lieân keát hoùa trò: (L – H) Coøn goïi laø phöông phaùp caëp electron cuûa Haâyle-London. Döïa treân cô sôû nghieân cöùu söï hình thaønh phaân töû H 2 . + + Hb Ha ra2 rb2 ra1 rb2 - - e1 e2 Khi H a , H b ôû xa nhau thì    a . b (1) 1 2  : Haøm soá soùng phaân töû moâ taû söï chuyeån ñoäng cuûa hai electron.  a , b : Haøm soùng nguyeân töû (giöõa a vaø 1, giöõa b vaø 2) 1 2 Khi H b , H a laïi gaàn nhau thì ta coù theâm löïc huùt giöõa a  e 2 , b  e1 do ñoù caàn boå sung:  '   a . b 2 1  haøm soùng gaàn ñuùng laø toå hôïp cuûa (1) vaø (2), daïng:  H2  C1 a  b  C 2 a  b 1 2 2 1 C1  C 2  Giaûi phöông trình soùng Sôroâñingô, ta coù: C1  C 2  Coù hai haøm soùng ñaëc tröng cho chuyeån ñoäng cuûa hai electron.   Haøm soá ñoái xöùng  S  CS  a  b   a  b 1 2 2 1 C   Haøm soá baát ñoái xöùng A   b  a  b 1 2 2 1 A a  S öùng vôùi traïng thaùi hai electron coù spin ngöôïc nhau.  YÙ nghóa cuûa haøm soùng: Haøm  S Töông öùng vôùi tröôøng hôïp hai electron cuûa H a , H b coù spin ngöôïc nhau, ñeán - gaàn nhau daãn ñeán huùt nhau taïo phaân töû Hydro (coù lieân keát) - Haøm  A coù hai electron spin gioáng nhau, tieán gaàn nhau daãn ñeán ñaåy nhau, töùc khoâng taïo phaân töû Hydro. - Ñöôøng cong theá naêng cuûa nguyeân töû Hydro:  S     Ha Hb Ha Hb
15 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Moät soá ñieåm cô baûn cuûa phöông phaùp L ‟H veà lieân keát coäng hoùa trò: + Lieân keát coäng hoùa trò laø lieân keát hai electron hai taâm. + Lieân keát coäng hoùa trò hình thaønh do söï che phuû laãn nhau giöõa caùc ON hoùa trò cuûa caùc nguyeân töû töông taùc. + Lieân keát coäng hoùa trò caøng beàn khi ñoä che phuû cuûa caùc ON töông taùc caøng lôùn. Ñoä che phuû phuï thuoäc kích thöôùc, hình daïng caùc On vaø höôùng che phuû cuûa chuùng.  Lieân keát coäng hoùa trò coù tính ñònh höôùng, baõo hoøa vaø phaân cöïc. Bieåu dieãn lieân keát coäng hoùa trò baèng hai chaám ( hay gaïch ngang (-) H:H hay H ‟ H coù moät lieân keát coäng hoùa trò N:::N hay N  N coù ba lieân keát coäng hoùa trò Ví duï: Khaûo saùt söï taïo thaønh H 2 Se      1s1 4s2 4p4 Se Löu yù: ON s bao giôø cuõng coù daáu + ON p coù moät ñaàu döông moät ñaàu aâm. Caùc kieåu lieân keát coäng hoùa trò: - Lieân keát coäng hoùa trò  taïo thaønh do söï che phuû giöõa caùc ON xaûy ra theo truïc noái hai haït nhaân nguyeân töû. s ‟ s, s ‟ p, p ‟ p, s ‟ d, …. Chuù yù: Cuøng daáu thì che phuû, khaùc daáu khoâng che phuû. - Lieân keát coäng hoùa trò  : Khi caùc ON töông taùc che phuû vôùi nhau veà hai beân cuûa truïc noái hai haït nhaân: p ‟ p, p ‟ d, d ‟ d. - Lieân keát coäng hoùa trò  xuaát hieän khi 20N d naèm trong hai maët phaúng song song che phuû nhau theo caû 4 “caùnh hoa”. - Xeùt ví duï: Taïo thaønh phaân töû N 2
16 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Phaân töû coù moät lieân keát  , hai lieân keát  . Baäc lieân keát: Lieân keát ñôn baäc baèng 1, lieân keát ñoâi baäc baèng 2, lieân keát ba baäc baèng 3. Ngoaøi ra lieân keát coøn coù theå coù giaù trò leû. 2 Ví duï: Baäc lieân keát Cl ‟ Cl laø 1,12, cuûa C ‟ O trong CO 2 laø 1,33…. Giaûi thích: Do Cl coù 7 electron ngoaøi, trong ñoù ba electron tham gia taïo moät lieân keát, coøn laïi laø 2  4  8e taïo moät lieân keát  baäc leû laø 1 : 8 = 0.12 Lieân keát  di ñoäng (khoâng ñònh choã) hai electron, ña taâm. Ví duï: Lieân keát F ‟ F , O = O , NN Baäc lieân keát 1 2 3  Ñoä daøi lieân keát A 1.42 1.207 1.095 0 Naêng löôïng lieân keát 151 493 940 (KJ/Kmol) Baäc lieân keát caøng lôùn thì ñoä daøi lieân keát caøng giaûm, E caøng lôùn. Baäc lieân keát leû do coù moät lieân keát  vaø moät lieân keát  di ñoäng. 2 Ví duï: CO 3 vaøC 6 H 6 Caùc tính chaát lieân keát coäng hoùa trò: a. Tính baõo hoøa cuûa lieân keát coäng hoùa trò: Lieân keát coäng hoùa trò ñöôïc hình thaønh theo hai cô cheá: + Cô cheá gheùp ñoâi: Lieân keát coäng hoùa trò ñöôïc hình thaønh do söï goùp chung hai electron hoùa trò ñoäc thaân coù spin ngöôïc nhau cuûa hai nguyeân töû töông taùc, trong ñoù moãi nguyeân töû ñöa ra moät cho ñeán soá lieân keát coäng hoùa trò baèng soá electron gheùp ñoâi. + Cô cheá cho – nhaän: Söï hình thaønh caëp electron gheùp ñoâi cuûa lieân keát coäng hoùa trò chæ do moät trong hai nguyeân töû töông taùc ñöa ra, coøn nguyeân töû kia nhaän laáy. Caëp electron coù saün cuûa nguyeân toá cho ñöôïc goïi laø caëp electron hoùa trò töï do. Ví duï: b. Tính ñònh höôùng cuûa lieân keát coäng hoùa trò:
17 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Theo lyù thuyeát thì lieân keát Nhöng thöïc nghieäm thì cho thaáy do ñoù chæ ñôn thuaàn xeùt söï che phuû cuûa caùc ON töông taùc maø keát luaän caáu hình khoâng gian laø khoâng chính xaùc. Töø ñoù Paolinh vaø Xtaâyle ñaõ ñöa ra thuyeát lai hoùa. Thuyeát lai hoùa: - Caùc nguyeân töû töông taùc vôùi nhau coù theå khoâng duøng nhöõng ON s, p, d, … thuaàn tuùy maø duøng nhöõng ON “troän laãn” môùi ñöôïc taïo thaønh trong noäi boä nguyeân töû ñeå che phuû vôùi nhöõng ON khaùc. Hieän töôïng naøy goïi laø söï lai hoùa caùc ON. Ví duï: Lai hoùa sp, sp2 , sp3 , sp3 d, sp3 d 2 .... Sp: lai hoùa ON s vôùimoät ON p - Caùc ON lai hoùa coù hình daïng vaø naêng löôïng hoaøn toaøn gioáng nhau, trong ñoù coù bao nhieâu ON tham gia lai hoùa seõ coù baáy nhieâu ON lai hoùa ñöôïc taïo thaønh vaø phaân bo á ñoái xöùng trong khoâng gian. + Ñieàu kieän coù lai hoùa beàn vöõng: - Caùc ON tham gia lai hoùa phaûi coù naêng löôïng gaàn nhau. - Maät ñoä electron cuûa caùc ON phaûi ñuû lôùn. - Maät ñoä che phuû cuûa caùc ON caøng taêng thì lai hoùa caøng beàn. + Moät soá lai hoùa ñôn giaûn: 1. Lai hoùa sp: Do söï toå hôïp moät ON s vôùi moät ON p (cuûa cuøng moät nguyeân töû) Taïo ra hai ON lai hoùa sp phaân boá ñoái xöùng goùc 180 0 2. Lai hoùa sp 2 : Xaûy ra giöõa moät ON s vaø hai ON p (cuøng moät nguyeân töû) taïo ba ON lai hoùa sp 2 vaø goùc laø 120 0 .
18 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3. Lai hoùa sp 3 : Xaûy ra giöõa moät ON s vaø ba ON p taïo ra boán ON lai hoùa sp 3 phaân phoái ñoái xöùng nhau trong khoâng gian theo höôùng ñeán boán ñænh moät töù dieän ñeàu  goùc laø 109 0 28' . Ví duï: CCl 4 , CH 4 ... Ngoaøi ra coøn caùc kieåu lai hoùa khaùc phöùc taïp hôn. Ñaëc bieät: Xuaát hieän caùc giaù trò goùc 104 0 ,50 ,107 0 ,30 (gaàn vôùi 109 0 28' ) hoaëc 118 0 (gaàn  120 0 ) ôû CCl2 laø do coù maët caëp electron hoùa trò töï do trong nguyeân töû trung taâm taïo neân hieäu öùng ñaåy. Ví duï: Lieân keát coäng hoùa trò coù cöïc, khoâng cöïc vaø söï phaân cöïc: - Söï phaân cöïc laø do caëp electron hoùa trò chuyeån (bò huùt) veà nguyeân toá coù ñoä a âm ñieän cao hôn, laøm cho noù bò phaân cöïc aâm, nguyeân toá kia phaân cöïc döông. Daàn daàn tieán ñeán giôùi haïn lieân keát ion, goïi laø söï ion hoùa (khi ñoä cheânh leäch cuûa ñoä aâm ñieän giöõa hai nguyeân toá lôùn). Toùm laïi: - Öu ñieåm cuûa phöông phaùp L _ H laø giaûi thích ñöôïc khaû naêng taïo lieân keát, caùc ñaëc tröng lieân keát, giaûi trích ñöôïc caáu truùc vaø tính chaát cuûa nhieàu phaân töû vaø nhaát laø coù tính chaát roõ raøng deå hình dung. - Nhöôïc ñieåm: Chöa giaûi thích ñöôïc heát caùc tính chaát, nhö tính thuaän töø, ñoä maøu saéc, söï  taïo thaønh ion H 2
19 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 3. Phöông phaùp Ocbitan phaân töû (OP) - Phöông phaùp naøy do hai nhaø baùc hoïc Hund vaø Mulliken ñöa ra. Khaûo saùt tröôøng hôïp  ion H 2 Thay vì phaân töû H 2 . Trong tröôøng hôïp naøy haøm soá soùng ñöôïc xaùc ñònh nhö sau:  H   C1 a  C 2 b 2 Giaûi phöông trình soùng Sôroâñingô treâncuõng cho hai lôøi giaûi. C1  C 2 vaø C1  C 2 Töùc laø ta coù:  s  Cs  a   b  laø haøm soùng bieåu dieãn caùc Ocbitan phaân töû lieân keát.  A  C A  a  b  Laø haøm bieåu dieãn caùc OP phaûn lieân keát. Ñöôøng bieåu dieãn caùc haøm soá soùng  A , S  OP lieân keát coù naêng löôïng thaáp hôn OP phaûn lieân keát. e - ra rb + + Ha Rab Hb  Moät soá luaän ñieåm cuûa phöông phaùp OP: Phaân töû laø toå hôïp thoáng nhaát cuûa caùc haït nhaân nguyeân töû vaø e, trong ñoù moãi electron chuyeån ñoäng trong tröôøng caùc haït nhaân vaø nhöõng e coøn laïi. Caùc haït nhaân vaø electron laø cuûa chung phaân töû neân coù theå xem laø “nguyeân töû phöùc taïp”. Trong phaân töû traïng thaùi electron ñöôïc ñaëc tröng baèng haøm soá soùng phaân töû  , töùc laø baèng OP. Caùc OP ñöôïc taïo thaønh do söï toå hôïp tuyeán tính (+ hoaëc -) caùc ON (söï che phuû), soá OP taïo thaønh baèng soá ON tham gia che phuû. Söï toå hôïp tuyeán tính + caùc ON  OP lieân keát. Söï toå hôïp tuyeán tính ‟ caùc ON  OP phaûn lieân keát. E OP lk  Exuaátphaù t  E OP plk Bieåu dieãn söï taïo thaønh caùc OP töø caùc ON. Moät soá ví duï taïo thaønh caùc OP töø caùc ON.
20 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Ñieàu kieän ñeå caùc ON toå hôïp thaønh OP: + CaÙc ON phaûi gaàn nhau veà naêng löôïng, phaûi che phuû nhau ñaùng keå vaø phaûi coù ñoái xöùng gioáng nhau ñoái vôùi ñöôøng lieân keát trong phaân töû. + Caùc electron trong phaân töû seõ phaân boá treân caùc OP theo nhöõng quy luaät gioáng nhö treân caùc ON: Theo traät töï taêng daàn naêng löôïng, treân moãi OP toái ñachæ coù hai electron, xeáp sao cho soá electron ñoäc thaân nhieàu nhaát …. - Lieân keát trong phaân töû ñöôïc xaùc ñònh baèng soá electron lieân keát khoâng bò trieät tieâu bôûi electron phaûn lieân keát (moät electron phaûn lieân keát trieät tieâu moät electron lieân keát). soáe lk  soáe plk Baäclieânk eát  2 Vaø lieân keát coù teân goïi cuûa OP chöùa e lk khoâng bò trieät tieâu. Khaûo saùt moät soá phaân töû ñôn giaûn baèng phöông phaùp OP: 1. Caùc phaân töû caáu taïo töø hai nguyeân töû cuøng loaïi cuûa chu kyø I: p lk lk Caùc OP taïo thaønh töø caùc ON 1s trong ñoù coù 1 OP  1s coù naêng löôïng cao hôn OP  1s .
21 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 2. Caùc phaân töû caáu taïo töø hai nguyeân töû cuøng loaïi cuûa nhöõng nguyeân toá chu kyø II: Ngoaøi ON 1s coøn coù 4 ON 2s, 2Px,y,z . Do söï sai khaùc veà naêng löôïng neân söï che phuû chæ xaûy ra giöõa caùc ON s vôùi nhau vaø P vôùi nhau. Töùc laø töø 10 ON toå hôïp tuyeán tính  10 OP. + Khi möùc naêng löôïng 2s vaø 2p caùch xa nhau (ñoái vôùi caùc nguyeân toá cuoái chu kyø) 10 OP phaân boá theo chieàu taêng daàn naêng löôïng nhö sau. lk plk lk plk lk lk lk plk plk p lk  1s   1s   2s   2s   2 px   2 py   2 pz   2 py   2 pz   2 px + Ñoái vôùi caùc nguyeân toá ñaàu chu kyø, naêng löôïng 2s vaø 2p gaàn nhau: lk plk lk plk lk lk lk plk plk p lk  1s   1s   2s   2s   2 py   2 pz   2 px   2 py   2 pz   2 px Giaûn ñoà naêng löôïng cuûa hai tröôøng hôïp treân trình baøy nhö sau:   Cuï theå ôû ñaây B2 (6e)C 2 (8e)N 2 (10e)N 2 (9e)O 2 (11e)O 2 (12e)F2 (14e)Ne2 (16e) laø caùc e hoùa trò.  Nhaän xeùt: Taêng caùc electron hoùa trò  taêng baäc lieân keát vaø naêng löôïng lieân keát, giaûm chieàu daøi lieân keát trong daõy B2  C 2  N 2 , nhöng ngöôïc laïi trong daõy N 2  O 2  F2  Ne2 laø do söï taêng electron lieân keát hay electron phaûn lieân keát (daõy sau). Ôû phaân töû khí trô soá electron lieân keát baèng soá electron phaûn lieân keát neân caùc phaân töû khí trô khoâng theå toàn taïi ôû ñieàu kieän bình thöôøng. Giaûi thích moät soá tính chaát: - Töø tính: Chaát thuaän töø khi phaân töû coù chöùa electron ñoäc thaân (do töø tröôøng electron taïo ra cuøng chieàu vôùi töø tröôøng ngoaøi neân bò nam chaâm huùt). Chaát coù hai electron gheùp ñoâi thì hai electron sinh ra töø tröôøng ngöôïc nhau (do spin ngöôïc nhau) daãn ñeán trieät tieâu nhau vaø daãn ñeán nghòch töø.
22 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com - Maøu saéc: Caùc electron khi bò kích thích seõ chuyeån töø OP naøy sang OP khaùc coù naêng löôïng cao hôn, söï chuyeån naøy keøm theo söï haáp thuï naêng löôïng töông öùng vôùi böôùc soùng  (A 0 ) öùng vôùi caùc tia ñôn saéc  taïo maøu. Ví duï: coù maøu tím khi electron chuyeån töø  plk   plk öùng vôùi   5200A 0 , töùc vaøng ‟ luïc ‟ tím. Thöôøng ta bieåu dieãn ñôn giaûn:      N2 :   s x  lk 2 plk 2 lk 4 lk 2 s  y ,z           F2 :   s plk 4  lk 2 plk 2 lk 2 lk 4 s x  y ,z  y ,z     3. Caùc phaân töû caàu taïo töø hai nguyeân töû khaùc nhau: Cuõng gioáng treân, tuy nhieân do caùch bieät naêng löôïng giöõa caùc On s vaø p taêng leân neân ta duøng tröôøng hôïp caùc nguyeân töû cuoái chu kyø. Baây giôø ta khaûo saùt söï phaân boá electron trong phaân töû coù soá electron hoùa trò gioáng vôùi phaân töû N 2 laø CO (ñaàu chu kyø). (CO, CN, CN  ) (cuoái chu kyø NO , NO, NO )   - Do caáu truùc saép xeáp 10e hoùa trò CO gioáng N 2 C 4 , O 6 neân chuùng coù nhieàu ñaëc tröng lyù hoùa gioáng nhau. 4. Caùc phaân töû nhieàu nguyeân töû: Trong phöông phaùp L ‟ H treân, ta ñaõ khaûo saùt vaø ñaõ bieát raèng phaân töû BeH 2 taïo thaønh do söï che phuû cuûa ON sp lai hoùa goùc 180 0 vaø caùc ON s cuûa H. CH 4 thì taïo thaønh do söï che phuû 4 On lai hoùa sp 3 cuûa C, taïo töù dieän ñeàu, goùc laø 109 0 28' vôùi caùc ON s cuûa H. Sau ñaây ta xeùt sô ñoà caáu truùc electron cuûa caùc phaân töû BeH 2 vaøCH 4 theo phöông phaùp OP. Töø giaûn ñoà naêng löôïng ta thaáy caùc lieân keát Be ‟ H töông öùng vôùi hai caëp  x , s  vaäy lk      coâng thöùc phaân töû cuûa BeH 2 coù daïng:   s lk lk 2 2   x            lk 2 lk 2 lk 2 lk 2 Coâng thöùc electron phaân töû CH 4 :   s x y z   5. Caùc phaân töû coäng hoùa trò: Laø nhöõng phaân töû ñöôïc hình thaønh treân cô sôû lieân keát coäng hoùa trò. Phaân töû coäng hoùa trò coù cöïc vaø khoâng cöïc: Tuøy thuoäc vaøo söï phaân boá maät ñoä electron ñoái xöùng hay khoâng ñoái xöùng, töùc laø lieân keát taïo thaønh coù cöïc hay khoâng cöïc. Ví duï: Phaân töû khoâng cöïc: N 2 , O 2 , H 2 hay coù caáu hình ñoái xöùng CO 2 , SO2 , CS2 , C6 H 6 , CCl 4 .... Phaân töû coù cöïc: HCl, HBr, HI, H 2 O, NH3 ... Löôõng cöïc vaø moment löôõng cöïc: Ta xem phaân töû coù cöïc cuõng nhö laø moät löôõng cöïc ñieän, töùc laø heä thoáng goàm hai ñieän tích   baèng nhau nhöng ngöôïc daáu   vaø  moment löôõng cöïc tính bôûi: l: Ñoä daøi löôõng cöïc.   l   : Ño baèng D (Ñô bai)  trong khoaûng 0 đến 4 D
23 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Quy öôùc:  coù chieàu töø cöïc döông ñeán cöïc aâm.  löôõng cöïc baát ñoái xöùng tính theo nguyeân taéc coäng vectô. Löôõng cöïc nhaát thôøi: Chæ xuaát hieän nhaát thôøi ôû moät thôøi ñieåm naøo ñoù (ví duï trong phaân töû Cl 2 ) laø do taùc duïng noäi. Löôõng cöïc caûm öùng: Xuaát hieän döôùi taùc duïng cuûa ñieän tröôøng ngoaøi, noù seõ maát khi ñieän tröôøng thoâi taùc duïng. 4. Lieân keát ion: 4.1. Baûn chaát lieân keát ion: - Laø löïc huùt tónh ñieän giöõa caùc ion traùi daáu (löïc Culong). - Khaû naêng taïo Cation: Phuï thuoäc naêng löôïng ion hoùa cuûqa nguyeân toá. I beù thì khaû naêng taïo cation lôùn. - Khaû naêng taïo anion: Phuï thuoäc aùp löïc electron cuûa nguyeân toá. E caøng lôùn thì khaû naêng taïo anion caøng lôùn. 4.2. Ñaëc ñieåm lieân keát ion: - Lieân keát ion coù hai tính chaát ñaëc tröng traùi ngöôïc haún vôùi lieân keát coäng hoùa trò laø khoâng ñònh höôùng vaø khoâng baûo hoøa. - Do ion laø quaû caàu coù ñieän tröôøng ñeàu neân noù huùt caùc ion ngöôïc daáu theo baát kyø höôùng naøo trong khoâng gian. Ñaëc bieät trong tinh theå moãi ion ñöôïc bao quanh baèng caùc ion ñoái daáu vôùi löïc lieân keát hoaøn toaøn nhö nhau daãn ñeán khoâng coù ion tuyeät ñoái.  - Ví duï: Cs  F  94% lieän keát ion, 6% lieân keát coäng hoùa trò. 4.3. Söï phaân cöïc ion: Laø söï dòch chuyeån caùc ñaùm maây electron ñoái vôùi haït nhaân cuûa moät ion döôùi taùc duïng cuûa moät ñieän tröôøng moät ion khaùc. - Ion coù ñaùm maây electron bò bieán daïng goïi laø ion bò phaân cöïc. - Ion coù ñieän tröôøng taùc duïng goïi laø ion phaân cöïc. Khaû naêng phaân cöïc ion phuï thuoäc vaøo ñieän tích, kích thöôùc vaø caáu hình electron cuûa chuùng: r caøng taêng thì ñoä phaân cöïc caøng taêng.Do ñoù ñoä bò phaân cöïc caøng taêng theo chieàu sau (daõy kieàm vaø halogen) Li   Na  K   Rb   Cs  F   Cl   Br   I  Caáu hình khí trô s 2 p 6 coù ñoä bò phaân cöïc nhoû nhaát, caáu hình s 2 , p 6 , d1 0 bò phaân cöïc lôùn nhaát. Khaû naêng phaân cöïc: Ñieän tích ion taêng thì ñoä phaân cöïc taêng. Kích thöôùc taêng thì ñoä phaân cöïc giaûm.  Ñoä phaân cöïc Li  Na   K   Rb   Cs  . 
24 Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 5. Lieân keát kim loaïi: 5.1. Caáu taïo kim loaïi vaø lieân keát kim loaïi: Trên nuùt maïng laø caùc ion döông (hoaëc nguyeân töû kim laïoi trung hoøa töùc thôøi), beân trong maïng laø caùc electron töï do (böùt khoûi nguyeân töû kim loaïi) chuyeån ñoäng hoån loaïn trong toaøn boä tinh theå. Do ñoù caùc lieân keát tónh ñieän khoâng oån ñònh cao ñoä, hay noùi caùch khaùc laø lieân keát raát nhieàu taâm vì khi electron lieân keát ñoàng thôøi thoäc veà toaøn boä caùc nguyeân töû trong tinh theå. 5.2. Lyù thuyeát mieàn naêng löôïng veà caáu taïo kim loaïi (Bloâc) Cô sôû cuûa lyù thuyeát naøy laø thuyeát OP aùp duïng cho heä khoaûng 10 2 3 nguyeân töû. Theo thuyeát OP thì hai nguyeân töû töông taùc nhau xaûy ra söï che phuû taïo ra caùc OP lieân keát vaø phaûn lieân keát. Töùc laø moãi traïng thaùi naêng löôïng nguyeân töû ñöôïc taùch thaønh hai traïng thaùi naêng löôïng phaân töû. Vaäy neáu coù 3, 4, 5…nguyeân töû töông taùc vôùi nhau thì moãi traïng thaùi naêng löôïng nguyeân töû laïi taùch thaønh 3, 4, 5… traïng thaùi naêng löôïng phaân töû. Xeùt 1cm 3 tinh theå coù 10 22  10 23 nguyeân töû töông öùng vôùi 10 2 3 möùc naêng löôïng tôû hôïp nhau taïo 10 2 3 OP. Caùc möùc naêng löôïng traûi ñeàu nhau trong moät giaûi naêng löôïng ñöôïc xem nhö lieân tuïc. Sô ñoà taùch traïng thaùi naêng löôïng nguyeân töû thaønh traïng thaùi naêng löôïng phaân töû.  MIEÀN NAÊNG LÖÔÏNG Chieàu roäng vaø vò trí cuûa mieàn naêng löôïng ñöôïc quyeát ñònh bôûi giaù trò cuûa khoaûng caùch caân baèng giöõa caùc nguyeân töû trong tinh theå chaát raén. - Mieàn chöùa caùc electron hoùa trò goïi laø mieàn hoùa trò(1). - Mieàn töï do naèm treân mieàn hoùa trò goïi laø mieàn daãn (2). - Mieàn xuaát hieän giöõa (1) vaø (2) (neáu coù) laø mieàn caám (3).  Caáu truùc kim loaïi, chaát baùn daãn vaø chaát caùch ñieän: 6. Caùc loaïi lieân keát yeáu. (giöõa caùc phaân töû) 6.1. Lieân keát Van der Waals: - Baûn chaát cuõng laø töông taùc tónh ñóen, goàm ba thaønh phaàn töông taùc sau: + Töông taùc ñònh höôùng: Xuaát hieän giöõa caùc phaân töû coù cöïc. Töông taùc taêng khi moment löôõng cöïc cuûa caùc phaân töû taêng vaø nhieät ñoä giaûm. + Töông taùc caûm öùng: Phaân töû khoâng cöïc tieán ñeán gaàn phaân töû phaân cöïc maïnh vaø bò phaân cöïc taïm thôøi, töông taùc vôùi nhau. + Töông taùc khuyeách taùn: Xuaát hieän giöõa caùc phaân töû coù cöïc hoaëc khoâng cöïc baát kyø, nhôø löôõng cöïc nhaát thôøi.  Löïc lieân keát Van der Walls yeáu, deã bò phaù vôõ. 6.2. Lieân keát Hydro: - Lieân keát taïo thaønh giöõa H ñaõ tham gia lieân keát trong phaân töû naøy vôùi nguyeân töû coù ñoä aâm ñieän maïnh trong phaân töû khaùc ( Caùc nguyeân töû coù theå cuøng loaïi hoaëc khaùc loaïi). Ví du: Cuøng loaïi HF, H 2 O .Khaùc loaïi C 2 H 5 O 4 , H 2 O... - Lieân keát Hydro (E = 8  40KJ/mol) aûnh höôûng ñeán nhieàu quaù trình.