Bài giảng Hóa học ĐH Nông lâm TP.HCM hay nhất

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CHƯƠNG I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

I. Các cấu tử chánh: 1. Các hạt cơ bản:

Electron(e) -1

Nguyên tử

Nhân Proton(p) +1 1dvc Neutron(n) 0 1dvc me/mp = 1/1840  Kl(ng.t) = Kl(nhân)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Ký hiệu nguyên tử:

Z: Bậc số ng.tử= ∑p trong nhân

A= Số khối = ∑p + ∑n

XA Z C12 6

∑p = 6 ∑n = 12 – 6 = 6

Nguyên tử ở trạng thái cơ bản trung hòa điện  ∑e = ∑p =6

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

H2 1

Cùng Z, khác A 1 protn. Có 0; 1; 2 neutron

3. Ng.tử đồng vị: H1 1 C12 6

H3 1 C13 6

35 17

37 17

6 proton. Có 6; 7; 8 neutron 17 proton. có 18; 19; 20 neutron

Các ng.t đồng vị có cùng Z  ∑e bằng nhau  hóa tính giống nhau.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

4. Nguyên tố – nguyên tử:

.%(i

)

(cid:229)

*Klnt (ng.tố) =

6,24.37

,35

453

*1 ng.tố x.định khi có 1 giá trị Z x.định. *Trong 1 ng.tố có thể gồm nhiều ng. tử đồng vị với thành phần xác định *1H gồm: 1H(99,985%) và 2H(0,015%) *17Cl gồm: 35Cl(75,4%) và 37Cl(24,6%) *6C gồm: 12C(98,982%) và 13C(1,108%) Ai 100 + 4,75.35

100

Td: klnt(Cl) =

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

II. Cấu tạo ng.tử theo thuyết cơ lượng tử.

e di chuyển trên các orbital ng.tử (AO) * Về ph.d vật lý: AO:vùng k.g quanh nhân trên đó x.s tìm thấy e cực đại từ 90→99% AO được biểu diễn bởi *Về ph.d toán học: hàm số Ѱn,l,m :nghiệm của p.t Schrodinger ∂2 Ѱ ∂2 Ѱ ∂2 Ѱ 8π2m ── + ── + ── + ─── (E – V) Ѱ = 0 ∂x2 ∂y2 ∂z2 h2 Giải p.t này các cặp nghiệm E; Ѱ

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

1. Hệ 1 electron:

1H : nhân 1+ và 1e di chuyển quanh nhân 2He→2He++e : nhân 2+ và 1e quanh nhân 3Li →3Li2++2e: nhân 3+và 1e quanh nhân  Hệ 1e Nhân có Z+ và 1(e) quanh nhân Giải p.t Schrodinger áp dụng cho hệ 1(e) Các hàm Ѱn,l,m biểu diễn các AO,và En AO có dạng x.định khi hàm Ѱn,l,m x.định. Ѱn,l,m xác định khi các số lượng tử n,l,m có giá trị xác định

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

a. Các số lượng tử: lớp mà e di chuyển trên α. Số l.tử chánh n: đó, và kích thước của AO.. 6 5

7…..∞ n = 1 2 3 4 Lớp K L M N O P Q……

(cid:246) (cid:230)

.6,13

(cid:247) (cid:231)

ł Ł En< 0 và En ↑ khi n↑ n↑kích thước AO↑

(cid:246) (cid:230)

.6,13

6,13

(cid:247) (cid:231)

ł Ł

(cid:246) (cid:230)

.6,13

4,3

(cid:247) (cid:231) Td: 1H:

1 1 1 2

ł Ł

Z n E 1 n=1 E 2 n=2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

(cid:246) (cid:230)

6,13

4,54

E n =1=> 1

(cid:247) (cid:231)

ł Ł

(cid:246) (cid:230)

6,13

(cid:247) (cid:231)

2He+(Z=2):

E n =2=> 2

ł Ł

(cid:246) (cid:230)

6,13

05,6

E n =3=>

(cid:247) (cid:231)

2 1 2 2 2 3

ł Ł

(cid:246) (cid:230)

6,13

0 eV

(cid:222) (cid:247) (cid:231) ¥

ZXn+ :

¥ ł Ł

n = ∞

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Với1giá trị n β. Số lượng tử phụ l: l có n trị số: 0;1;2; 3; 4; 5;…; n-1. Slt phụ l: hình dạng của AO và phân lớp có trong 1 lớp thứ n của nguyên tử. l 0 1 2 3 4 5 6 7……. Ph.l s p d f g h i j…….. γ. Số lượng tử từ m (ml): Với 1 giá trị của l  m có (2l+1) trị số: m = -l; -(l-1); -(l-2); …..; 0; 1; 2; …..; +l Số lượng tử từ m cho biết sự định hướng của AO trong không gian

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

AO 1s (nl) 1s Ѱn,l,m Ѱ1,0,0 n 1 l m 0 0

lớp K(n=1) có1 phân lớp(1s) và chỉ có 1AO(1s)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

n (nl) AO

-1 0 +1

l m Ѱn,l,m 0 Ѱ2,0,0 0 Ѱ2,1,-1 Ѱ2,1,0 Ѱ2,1,+1 2s 2px 2py 2pz

lớp L(n=2) có 2 phân lớp: 2s có 1 AO (2s) và 2p có 3 AO ( 2px; 2py; 2pz )

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

n l m Ѱn,l,m nl

0 3

3p 1

Ѱ3,1,-1 Ѱ3,1,0 Ѱ3,1,+1 Ѱ3,2,-2 Ѱ3,2,-1 Ѱ3,2,0 Ѱ3,2,+1 Ѱ3,2,+2  lớp M(n=3) có 3 phân lớp: 3s (1AO); 3p(3AO) ; 3d(5AO)

AO 0 Ѱ3,0,0 3s 3s 3px -1 0 3py +1 3pz 3dxy -2 -1 3dyz 0 3dz2 +1 3dxz +2 3dx2 – y2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

n = 4 l= 0;1;2;3 có 4 phân lớp:

4s;4p;4d;4f

Phân lớp 4f (l=3) =>m có (2.3+1)=7 giá trị

7AO

Lớp thứ n có n phân lớp: ns;np;nd;nf;…

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

δ. Số lượng tử spin ms

smvà

Trạng thái chuyển động của elctron còn được biểu diễn bởi một slt thứ tư là ms: khi di chuyển quanh nhân electron có thể tự quay quanh trục đối xứng theo 2 chiều trái nhau( thuận và ngược chiều kim đồng hồ)

1-= 2

1+= 2

Slt ms có 2 gjá trị :

Trạng thái chuyển động của e được xác định bởi 4 số lượng tử: n,l,m,ms.Mỗi e trong 1 ng.tử đều có 4 slt n,l,m,ms xác định.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

(cid:246) (cid:230)

.6,13

(cid:247) (cid:231)

ł Ł

b. Ghi chú: *trong hệ 1(e) Các ph.l ϵ 1 lớp có En bằng nhau *e có thể di.ch ở bất kỳ lớp nào từ n=1→∞ *Khi e di chuyển ở lớp nàoEn của lớp đó Z n *Ở tr.th cơ bản: Hệ có E nhỏ nhất e Є n=1 *e từ n=1→n=2 ∆E1→2=E2–E1>0 *e từ n=2→n=1 ∆E2→1=E1-E2<0 *e từ Enthấp →Encao Hệ nhận năng lượng *e từ Encao →Enthấp  Hệ phát năng lượng

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Hệ nhiều electron:

Gồm các nguyên tố chứa từ 2e trở lên: * Các e đẩy lẫn nhau

các phân lớp trong cùng 1 lớp có E khác nhau * Các e di chuyển quanh nhân cũng trên các lớp và phân lớp tương tự trường hợp hệ 1e. * Trạng thái chuyển động của các e trong hệ nhiều e phải tuân theo các nguyên lý của cơ lượng tử.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↓

↑

↑↑

a. Các nguyên lý của cơ lượng tử: α. Nguyên lý ngoại trừ Pauly:

Trong 1 ng.tử nhiều e, không có cặp e nào có 4 số lượng tử hoàn toàn giống nhau. * Số e tối đa trong 1AO: Các e di chuyển trên cùng 1AO(Ѱn,l,m) phải có 3 slt n,l,m giống nhau ms khác nhau Vì ms chỉ có 2 giá trị: - 1/2 và + 1/2 1AO chỉ có tối đa 2e với ms ngược chiều ms = -1/2 ms =+1/2 Còn AO chứa 2e ↑↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Số electron tối đa trong 1 phân lớp: Trong1ph.l thứ l: Có (2l+1) AOcó2(2l+1)e Ph.lớp s(l=0)  tối đa 2(2.0+1)=2e s2 Ph.lớp p(l=1) tối đa 2(2.1+1) = 6e  p6 Ph.lớp d(l=2) tối đa 2(2.2+1) = 10ed10 Ph.lớp f (l=3)tối đa 2(2.3+1) =14e f14 ns: s0 ; s1 ; s2 np: p0; p1 ; p2 ; p3 ; p4 ; p5 ; p6 nd: d0; d1; d2; d3; d4; d5; d6 ; d7 ; d8 ; d9 ; d10 nf:f0; f1; f2; f3; f4; f5; f6; f7; f8; f9; f10; f11; f12;

f13; f14

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Số electron tối đa trong 1 lớp

Trong lớp thứ n: Chứa tối đa (2.n2 )e n=1  tối đa 2.12= 2 e n=2  tối đa 2.22 = 8e n=3  tối đa 2.32 = 18 e n=4  tối đa 2.42 = 32 e n=5  tối đa 2.52 = 50 e n=6  tối đa 2.62 =72 e n=7  tối đa 2.72 = 98 e

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β. Nguyên lý vững bền Trong 1 nguyên tử nhiều electron,các electron di chuyển quanh nhân như thế nào để năng lượng của hệ là nhỏ nhất. * Các phân lớp nl: Có (n + l)↑ E↑

* Trường hợp 2 ph.lớp có (n + l) bằng nhau: Phân lớp nào có n↑En ↑ Td: 3d(3 + 2) và 4p(4 + 1) E3d < E4p 4p(4 + 1) và 5s(5 + 0) E4p < E5s

Td: 3s(3 + 0)< 3p(3 + 1)E3s < E3p

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Quy tắc Kleckowski:

Trong 1 ng.tử nhiều e, các e lần lượt vào chiếm các ph.l có E nhỏ nhất trước(mỗi AO chỉ chứa tối đa 2e với spin ngược chiều).Khi nào ph.l có E nhỏ hơn đã bão hòa e,thì e tiếp theo mới vào chiếm ph.l có E cao hơn kế tiếp. Thứ tự tiến E của các ph.l được xác định bởi qui tắc KlecKowski. Thứ tự tiến năng lượng của các phân lớp: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Quy tắc Kleckowski:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

γ. Quy tắc Hund:

↑

↑ ↑

↑

Trường hợp ph.l có nhiều AO đồng năng: e lần lượt vào chiếm p.l: npx ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ m = -1 0 +1 các AO như thế nào để: p.l: ndx ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ m = -2 -1 0 +1 +2 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ml -2 -1 0 +1 +2 ↑

↑ ↑ ↑

↑↓ ↑

↑

↑↓ ↑↓ ↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

↑↓ ↑↓ ↑↓

P1 P2 P3 P4 P5 p6

d1 d6 d2 d7 d3 d8 ↑ ↑ ↑ d4 d9 ↑ ↑ ↑ ↑ d5 d10 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑

∑ms cực đại ∑m cực tiểu ↑ ↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑↓ ↑↓ ↑↓

↑

* Các phân lớp p và d: Cấu hình bền nhất là cấu hình bão hòa và cấu hình bán bão hòa p.l p Bền là p6 và p3

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

δ. Ghi chú:

↑

↑ và d5

p.l d Bền là d10

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑↓

↑

↑↓ ↑↓ ↑

↑↓ ↑↓

b. Cấu hình electron: 1H(1s1): ↑ 2He(1s2) ↑↓ 3Li(1s22s1) ↑↓ ↑ 4Be(1s22s2) ↑↓ ↑↓ 5B(1s22s22p1) ↑↓ ↑↓ ↑ 6C(1s22s22p2) ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 7N(1s22s22p3) ↑ ↑ 8O(1s22s22p4) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 9F(1s22s22p5) 10Ne(1s22s22p6) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

↑↓

↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑

11Na (1s22s22p63s1) (KL 3s1)… 26Fe (KL3s23p64s23d6) … ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ 29Cu (KL3s23p64s23d9) … Nhưng:cơ cấu d9 không bền bằng cơ cấu d10  Cu sẽ hiệu chỉnh thành cơ cấu 4s1 3d10 29Cu(KL3s23p64s13d10)

…

↑

↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓

Có thể viết cấu hình electron của các nguyên tố nếu biết Z

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

c. Hiệu ứng chắn và hiệu ứng xâm nhập:

α.Trong ng.tử nhiều e, khi di chuyển ej bị các ei còn lại đẩy một lực đẩy tổng cộng là Sj Sj: hiệu ứng chắn của các ei tác dụng lên ej

e(j) bị nhân hút < tr.hợp ng.tử chỉ có 1e(j) 1ei sẽ gây1hiệu ứng chắn σij lên ej(Sj =∑σij) * ej càng xa nhânSj ↑; ej càng gần nhânSj↓ * ei càng xa nhânσij↓:ei càng gần nhânσij↑ s p d f Trong cùng 1 lớp: σij ↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β. Hiệu ứng xâm nhập:

do lực hút của nhân Các e khi di chuyển, tác dụng lêntạo nên hiệu ứng xâm nhập (e xâm nhập vào gần nhân hơn)  e tạo hiệu ứng chắn σ mạnh hơn

s p d f

h.ứ xâm nhập ↓

Trong cùng 1 lớp

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

III. Bảng phân loại tuần hoàn. 1. Vị trí của các nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn.

Là xác định chu kỳ và phân nhóm của ng.tố: Chu kỳ: số lượng tử chánh n lớn nhất của

ng.tố đó

Phân nhóm chánh A

Phân nhóm:

Phân nhóm phụ B

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Nguyên tố thộc phân nhóm chánh A: Là ng.tố mà e cuối cùng đang x.d ph.lớp ns hoặc np và ph.lớp (n-1)d không chứa hoặc đã chứa bão hòa e nsx: ns1p.nh IA ns2p.nh IIA

Họ S

Họ P

ns2 npy ns2 np1p.nh IIIA ns2 np2 p.nh IVA ns2 np3 p.nh VA ns2 np4 p.nh VIA ns2 np5 p.nh VIIA ns2 np6 khí trơ

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

p.nh IIIB p.nh IVB p.nh VB p.nh VIB p.nh VIIB

p.nh VIIIB

…ns1 (n-1)d10 p.nh IB p.nh IIB

* Nguyên tố thuộc phân nhóm phụ B: Ng.tố mà e cuối cùng đang x.d ph.lớp (n-1)d ns2 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10

Họ D

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Tính chất của các nguyên tố:

a. Tính kim loại và phi kim:

α. K.l: là ng.tố mà ∑e lớp ngoài cùng ≤ 3 K.l gồm:ph.nh IA; IIA; IIIA và các p.nh B β. Phi kim:là ng.tố mà∑e lớp ngoài cùng ≥ 4 phi kim gồm:phân nhóm IVA;VA;VIA;VIIA *Ng.tố thuộc ch.kỳ lớn của p.nh IVA;VAlà k.l b.Soh (+) cao nhất và soh (-) thấp nhất * Soh (+) cao nhất của 1 ng.tố = ∑e hóa trị của ng.tố đó e hóa trị là e có thể tham gia tạo liên kết

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

→ Các ng.tố phân nhóm chánh A có soh(+) cao nhất = cột phân nhóm của ng.tố đó. * ZX (ns2 npy) + (6-y)e  X(6-y)- {…ns2 np6} Số oxyd hóa (-) thấp nhất= ∑e hóa trị - 8

→Kim loại chỉ có số oxyd hóa (+) →phi kim có : số oxyd hóa (+) và (-) b.Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1) của ng.tố I1 của 1 ng.tố là n.l cần thiết mà ng.tố nhận vào để tách 1e ra khỏi ng.tố →ion M+. M → M+ + e  I1 = EM+ - EM I1 > 0 I1↑  ng.tố càng khó ion hóa,tính khử và

tính Kl ↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

c. Ái lực electron:

Ái lực electron là năng lượng trao đổi khi 1 ng.tố nhận thêm 1e → ion X- X + e → X-A1=EX-- EX (A1: <0 hoặc >0) A1 càng<0 nhận e ↑tính oh,đađ,pk↑ d. Bán kính ng.tử * Trong cùng 1 ph.nh, khi đi từ trên xuống số lượng tử chánh n↑bán kính ng.tử↑ *Cùng1chu kỳ: các ng.tố thuộc ph.nh A, khi đi từ trái sang phải Z↑rng.tố ↓ rng.tử,tính khử, kl ↑,I1↓

rng.tử↓, oh,pk,đađ ↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CHƯƠNG II LIÊN KẾT HÓA HỌC

I. Các đặc trưng của liên kết hóa học 1. Độ dài liên kết::khoảng cách ngắn nhất nối 2 hạt nhân của 2 nguyên tử tham gia liên kết Liên kết H─F H─Cl H─Br H─I 1,62 1,28 d(Ao) 0,92 1,42

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Góc liên kết: Góc tạo thành bởi 2 đoạn thẳng nối liền ng.tử với 2 nhân của 2 ng.tử liên kết với nó.

C O

Cl 111.4o Cl

124.3o

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

H3C─CH3 H2C = CH2 HC ≡ CH blk = 1 blk = 2 blk =3

(cid:190) (cid:190) ﬁ A(k)+B(k)

1= 4

3. Bậc liên kết: Số mối l.kết được hình thành giữa 2 ng.tử Etan Eten Etin 4. Năng lượng liên kết (cid:190) Q a. Phân tử 2 nguyên tử: AB(k) : Q là nhiệt hấp thu của pư Q>0  EAB = Q b. Phân tử nhiều nguyên tử: ECH Q C(k) + 4H(k) CH4(k) (cid:190) Q EAB > 0 và EAB↑  độ bền liên kết↑ Blk↑ EAB, đblk,↑ nhưng dAB↓

(cid:222) (cid:190) (cid:190) ﬁ

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

5. Các loại liên kết.

Các loại liên kết yếu

Gồm: Liên kết ion Liên kết cộng hóa trị Liên kết Hidro Lực Van Der Walls Liên kết trong phức chất

Để phân biệt lk ion và lkcht:căn cứ vào độ âm điện của 2 nguyên tử tham gia liên kết.

Lk (AB)

0 ≤│χA - χB│< 1,7 lkcht │χA – χB │≥ 1,7 lk ion

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

II. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ

1. Nguyên tắc: Liên kết AB: 0 ≤│χA – χB │< 1,7 lkcht *2 ng.tử A và B tiến lại gần nhau, các AOht tiến lại gần nhau, đến 1 khoảng cách xđ các AO của chúng sẽ che phủ lên nhau các Orbital ph.tử:Molecular Orbital (MO) * MO :vùng không gian quanh 2 nhân, trên đó xác suất tìm thấy e cực đại từ 90→99% Mỗi MO cũng chỉ chứa tối đa 2e với spin ngược chiều.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

→

↑↓

↑

↑↓

AO(A) AO(B) MO(AB) +

→ →

↑↓

+ +

↑↓ ▪ Chỉ có các AO hóa trị(AO chứa các e hóa trị) mới tham gia che phủ tạo liên kết. ▪ Qui tắc che phủ hữu hiệu

*Che phủ cực đại:các AO tiến lại với nhau để cácAO che theo hướng như thế nào phủ phủ lên nhau càng nhiều càng tốt

Liên kết phối trí (cho nhận)

* ∆E2AO ↓

Che phủ hữu hiệu ↑độ bền lk ↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

s-s

s-p

p-p

p-d

d-d

Slide 51 of 48

General Chemistry:

Các kiểu xen phủ : sự tạo liên kết σ,p •Liên kết sigma ma: Hình thành do sự xen phủ trục, tức là sự xen phủ xãy ra dọc theo trục liên kết giữa 2 nguyên tử Kí hiệu s

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

• Liên kết p : Hình thành do xen phủ

bên, Kí hiệu p

p-d d-d

Slide 52 of 48

General Chemistry:

2. Các thí dụ:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

H:H H─H

* H2

↑↓ H2

↑

H(1s1) H(1s1)

↑

→

↑↓

↑

→

↑ ↑

MO σs

↑

↑↓

↑

↑↓

* Cl2

↑↓

↑

Cl( 3s2 3p5) Cl( 3s2 3p5)

σp

↑↓

↑

↑↓

* HF

↑↓

↑

H(1s1) F(1s2 2s2 2p5)

↑↓ ↑↓ 2s 2p σsp ̤ :H─F̅

̲ ׀

H:F̈

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

↑↓

*N2

׀N≡N׀

↑

N(1s2 2s2 2p3) N(1s2 2s2 2p3)

y y

↑↓ y

↑

X X

σz ↑↓

πy

πx

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

z

x

y

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

↑↓

↑

* H2O

↑

H(1s1) O(1s2 2s2 2p4) H(1s1)

H O──H

Lý thuyết: HOH=900 nhưng thực nghiệm:= 104,50

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

* NH3:

↑↓

↑

↑ ↑

3H(1s1) N(1s2 2s2 2p3)

H N H H

Lý thuyết: HNH= 900 nhưng thực nghiệm= 1070

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

↑

* CH4 4H(1s1)

↑ ↑

↑ ↑ ↑ ↑ ↑

C(1s2 2s2 2p2)→C*(1s2 2s1 2p3) H H C

Lý thuyết: CH4 gồm 2 loại liên kết C─H H 3 C─H tạo thành tam diện vuông, C─H thứ tư không định hướng Thực nghiệm: CH4 có dạng tứ diện đều, góc HCH=109,50

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

1 ng.tử tự che phủ

3. Thuyết lai hóa các AO Trước khi tạo liên kết, →những AO lai hóa có hình các AO hóa trị dáng, kích thước, E hoàn toàn giống nhau. Sau đó, nó dùng các AO l.hóa này che phủ với các AO của những ng.tử khác để tạo l.k a. Các trạng thái lai hóa: α. Lai hóa sp:1(s) + 1(p) →2(sp)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Trạng thái lai hóa sp dùng để giải thích cơ cấu của các phân tử thẳng hàng. Trong hóa hữu cơ, lai hóa sp dùng để giải thích cơ cấu của carbon liên kết ba (C ≡ ) sp sp sp Td: O=C=O ; HC≡CH

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Td: BeH2: Be(2 + 2.1=4)=> Be(sp)

phaân töû BeH2

BeCl2: Be(2 + 2.1 = 4)=> (sp)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β.Trạng thái lai hóa sp2: 1(s) + 2(p) → 3(sp2) Có cơ cấu tam giác đều: tâm là nhân ng.tử, 3 trục đ.x của 3(sp2) hướng ra 3 đỉnh của ∆ Trạng thái lai hóa sp2 dùng để giải thích các ph.tử có dạng ∆ hoặc góc.Trong hóa hữu cơ: giải thích cơ cấu của C liên kết đôi (C = )

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

γ. Trạng thái lai hóa sp3: 1(s) + 3(p) → 4(sp3) :tứ diện đều,4 trục đx Hướng ra 4 đỉnh của tứ diện đều Trạng thái lai hóa sp3 được dùng để giải thích cơ cấu của phân tử có dạng tứ diện, tháp tam giác,góc.Trong hóa hữu cơ,dùng để giải thích cơ cấu của C nối đơn.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

δ. Trạng thái lai hóa dsp3; 1(s) + 3(p) + 1(d)  5(dsp3) Dạng hình 6 mặt ( lưỡng tháp đáy tam giác)

ε. Trạng thái lai hóa d2sp3 1(s) + 3(p) + 2(d) →6(d2sp3) Có dạng hình 8 mặt (lưỡng tháp đáy hình vuông)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

x+ ; Mln

4. Dự đoán cơ cấu lập thể của hóa chất Xem chất: MLn ; MLn M:ng.tố tr.tâm(ng.tố có số ng.tử nhỏ nhất.) L:ligand(các ng.tố chung quanh l.k với M) n; chỉ số ligand ( n ≥ 2) X+: đ,t(+) của cation. Y- :đ.t (-) của anion Để xác định dạng lập thể:

▪∑ehtlh(M) =∑ehtcb(M)+∑e: các L(1L góp 1e trừ O;S = 0e) + y(e) nếu là anion - x(e) nếu là cation

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

▪ Xác định trạng thái lai hóa của (M) và dạng lập thể ∑ehtlh: ∑AOlh: tr.thái lh dạng lập thể thẳng hàng 4 2 sp 6 tam giác; góc 3 sp2 8 4 sp3 tứ diện, tháp,

góc

10 12

5 dsp3 lưỡng tháp đáy ∆ hình bát diện 6 d2sp3

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

*Các cặp e hóa trị phải được phân bố cách xa nhau nhất để có được lực đẩy nhỏ nhất giữa chúng

* Hiệu ứng lập thể giãm dần: Cặp e không liên kết(K) > cặp e liên kết(L) > e không liên kết [K(1)]

*Lực đẩy của các cặp e giảm dần theo thứ

tự sau: KK > KL > LL > K(1)L

*e trong liên kết bội đẩy > e liên kết đơn.

C O

Slide 76 of 48

General Chemistry:

Cl 111.4o Cl

124.3o

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Td: CO2: C(4 + 2.0 = 4)  sp  O =C = O

▪▪

BeCl2:Be(2+2.1=4)=> sp

Blk

s (1

)

p (

)

2.2 2

BeH2: Be(2+2.1=4)=> sp

phaân töû BeH2 Blk= 1

O - C - O

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CH≡CH

2-: C (4 + 3.0 + 2 =6)  sp2

CO3

▪▪ ▪▪

▪▪

▪▪ ▪▪

O C O O

1.2(e) Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

BF3: B(3+3.1=6e)=> sp2

1.2(e) Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CH2=CH2 :C(sp2)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

sp2

Blk

s (1

)

p (

33,1)

e 2.1 2.3

Slide 84 of 48

General Chemistry:

BCl3: 3+3.1=6=> sp2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CH4 ∑ehtlh = 4 + 4.1= 8lh sp3 Blk CH = 1

•

••

▪▪

N O O

1.2e Blk=1(σ)+─── (π) = 1,5 2.2 ONO>120o

NO2: ∑ehtlh = 5 + 2.0 = 5  lh sp2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

- : ∑ehtlh = 5 + 2.0 +1 = 6  lh sp2

••

2.2e Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,5 2.2 ONO < 120o

•• •• N O O

+ : ∑ehtlh = 5 + 2.0 – 1 = 4lh sp

NO2

••

2.2e Blk = 1(σ) + ─── (π) = 2 2.2 + thẳng hàng

NO2

O───N───O ••

NO2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

+ : ∑ehtlh = 5 + 4.1 -1 = 8

NH3: ∑ehtlh = 5 + 3.1 = 8 lh sp3 Blk = 1 ;HNH < 109,5o

- : ∑ehtlk = 5 + 3.0 +1 = 6 lh sp2

; HNH=109,5o

•• •• O •• N──O O

1.2e Blk=1(σ) + ──(π) 3.2 = 1,33

NH4 lh sp3 :Blk = 1 NO3

ONO = 120o

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

H2O : ∑ehtlh = 6 + 2.1 = 8sp3

O

H

HOH<109,5o

•• •• S──O •• O

1.2e Blk = 1(σ) + ── (π) = 1,5 2.2 OSO < 120o

SO2: ∑ehtlh = 6 + 2.0 = 6  lh sp2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

H

C

O

N

H H

H H H 109.5O

H H 104.5O

H 107O

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

•• •• O •• S──O O

1.2e Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2 OSO = 120o

2- :∑ehtlh = 6 + 3.0 +2 =8  lh sp3

SO3: ∑ehtlk = 6 + 3.0 = 6  sp2

••

SO3

OSO < 109,5o

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2- : ∑ehtlh = 6 + 4.0 + 2 = 8  lh sp3

S O O O

SO4

OSO = 109,5o

PCl5 : ∑ehtlh = 5 + 5.1 =10  lh dsp3

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

a. Cộng hóa trị của 1 nguyên tố là số liên kết cộng hóa trị xuất phát từ nguyên tố đó. Td: H─O─H {cht(H) = 1; cht(O) = 2 } b. Bán kính của 1 ng.tố: là ½ độ dài liên kết đơn tạo bởi 2 ng.tử của ng.tố đó. Td:N-NcódN-N=1,45A°rN=1,45/2=0,725Aͦ

5. Tính chất:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

•

c. Lkcht có tính bão hòa, định hướng, có thể không phân cực hoặc phân cực. Lk: AB có │χA – χB │= 0  AB không phân cực; μAB =0 Td: H2 có μ = 0 

0<│χA – χB│<1,7AB phân cực; μAB ≠ 0 Td: HF có χF > χH dHF H──F μHF= 4,8.dHF.δ (Deby) μ↑  độ phân cực ↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Trường hợp ph.tử nhiều ng.tử:MLn mỗi l.k M─L có 1 gía trị μML  μMLn = hợp lực của nμML Td: NH3 và NF3 CH4 có μ = 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

III. LIÊN KẾT ION

A + ne → An- B → Bm+ + me

1. Nguyên tắc: A + B nếu│χA - χB│≥ 1,7  lk ion χA > χB mAn-+nBm+→AmBn

Các ion An- và Bm+ phải có cấu hình e bền * Cấu hình e bền của các ion: ▪ cơ cấu 8e :(…ns2 np6): ng.tố p.nh chánh A ▪ Cơ cấu 18e (….ns2 np6 nd10): p.nh phụ B (thường gặp ở các ▪ Cơ cấu ns2 (….ns2) ng.tố chu kỳ lớn phân nhóm IVA,VA )

Td:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

dAB= rA- + rB+

2. Tính chất: a. Bán kính ion: Xem phân tử AB:A-B+ rA> A + e → A-  rA- r r B→ B+ +e  < B B Trong dãy ion đẳng e: N3-; O2-; F-; Ne; Na+; Mg2+; Al3+

Z↑  rion↓ P3-; S2-; Cl-; Ar; K+; Ca2+; Z↑  rion↓  Trong các ion đẳng e:

Ion nào có Z↑rion↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Tính cht ↑ Tính ion ↓

• •

•

b. Tính cộng hóa trị của liên kết ion ( tính ion của liên kết cộng hóa trị). Cation Mm+ có tính phân cực↑khi Anion An- có tính bị phân cực ↑ khi • rM+ ↓ • m(+) ↑ • n(-) ↑ • rA- ↑

100% ion lkcht ph.cực lkcht không cực

s , t0

nc ↓

Tính cht ↑  độ bền↓; t0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

•Trường hợp 2 cation có bán kính và điện tích bằng nhau, tính phân cực tăng theo thứ tự:

(ns2np6) < (ns2np6nd(x<10)) < (ns2np6nd10)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

IV: Các loại liên kết yếu: 1. Liên kết Hydro:

Là l.k tạo thành bởi ng.tử H linh động( là H l.k với 1 ng.tử hay 1 nhóm ng.tử có độ âm diện lớn như: O, F, Cl, C≡C) với 1 ng.tử hay nhóm có độ âm điện lớn và có các cặp e không liên kết. A←H+δ … ׀B←R Td: H→F … H→F a. Phân loại Có 2 loại: lkH liên phân tử và lkH nội phân tử

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

H─O̅ ׀…H─O C2H5─O̅ ׀…H─O H H H H

α. Liên kết Hydro liên phân tử: Được tạo thành bởi các p.tử riêng biệt nhau; Td: H2O

andehit salyxilic

octo- Nitrobenzen

β. Liên kết Hydro nội phân tử: Được tạo thành trong chính bản thân 1 phân tử

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Td: C2H─O̅ ׀…H─O̅ ׀ bền hơn C2H5─O̅ ׀ H H H…׀O̅ ─H

b. Tính chất α. Liên kết hydro càng bền khi H càng linh động và tâm B càng giàu e.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

s, t0

nc, ↑.

Td: C2H5─O̅ ׀…H─O̅

̲ ─C2H5 bền hơn CH3─O̅

̲ ─CH3

β. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: Hóa chất nào cho l.k(H) l.p.t ↑ thì t0

nc, càng thấp

s , to

Chất nào cho liên kết Hydro nội phân tử càng mạnh thì to

Td: O─H O─H .... O nc> N s, to có to O O N O

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

γ. Độ tan Chất nào cho được l.k(H) l.p.t với d.môi càng ↑ thì tan càng ↑ trong d,môi đó. Td: C2H5OH tan trong H2O > CH3OCH3 b. Lực Van Der Walls (VDW) Là lực liên ph.tử, được tạo thành gữa các ph.tử trung hòa, lực VDW được dùng để giải thích sự có thể hóa lỏng của chất khí, hoặc có thể đông đặc của chất lỏng. α. Phân loại: Lực VDW gồm các loại:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Lực định hướng: Được tạo thành bởi các ph.tử luôn phân cực.

≡

* Lực cảm ứng:

H H

Được tạo thành bởi 1 phân tử phân cực và 1 phân tử không phân cực.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Lục khuếch tán. Tạo thành bởi các chất không phân cực

He .

• :

: :•

• .

μ=0 μ≠0

Lục định hướng > lực cảm ứng > lực khuếch tán Lực VDW↑

μ↑ r(phân tử)↑ M↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

s, to  to

nc↑ s , to

nc ↑ * Các chất có độ phân cực giống nhau hòa tan tốt vào nhau, và ngược lại. Td: HCl hòa tan trong H2O tốt hơn CH4 CH4 hòa tan trong CCl4 tốt hơn HCl

β. Tính chất * Chất nào cho lực VDW↑ to Td: F2 Cl2 Br2 I2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CHƯƠNG III: NHIỆT HÓA HỌC I. Các khái niệm cơ bản: 1. Hệ: Là 1 phần của vũ trụ có giới hạn trong phạm vi đang khảo sát về phương diện hóa học. Phần còn lại của vũ trụ quanh hệ được gọi là môi trường ngoài (mtng) đối với hệ.

Td: 1 cốc chứa nước đậy kín: phần bên trong cốc là hệ, còn thành cốc và khoảng không gian quanh cốc là (mtng).

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

*. Hệ hở: Có thể trao đổi E,vật chất với(mtng) * Hệ kín: chỉ trao đổi E nhưng không trao đổi chất với (mtng) * Hệ cô lập: không trao đổi E và vật chất với (mtng) Td: Cốc chứa dd hóa chất không đậy nắp là hệ hở, còn trong bình đậy kín là hệ kín, trong bình cách nhiệt đậy kín là hệ cô lập. *Hệ đồng thể: Chỉ có 1 pha,còn từ 2 pha trở lên là hệ dị thể [Hệ gồm nước(l) ng.chất là đồng thể, nước(l) và nước đá là dị thể]

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Thông số trạng thái và hàm trạng thái; a. Thông số trạng thái: Các đại lượng vật lý như:(p),(V),(T),(n) dùng để biểu diễn trạng thái của hệ được gọi là thông số trạng thái Giữa các thông số trạng thái có 1f.t liên hệ:

p: (atm),V:(lit),T:(oK) 0,082 l.atm.mol-1 R 1,987cal.mol-1 hs klt 8,3 j.mol-1

pV= nRT Pt trạng thái

Khi đã xđ được 3 trị số,trị số thứ 4 được xđ. Do đó: thường dùng 3 thông số: p,V,T

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Trạng thái của hệ thay đổi b. Hàm trạng thái: khi chỉ cần 1 thông số trạng thái thay đổi Hàm trạng thái là 1 đại lượng có giá trị chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ. c. Quá trình: Xem1hệ ở tr.thái (1): (p1,V1,T1), khi 1 thông số tr.thái thay đổi →tr.thái (2): (p2,V2,T2) hệ đã thực hiện 1 quá trình từ trạng thái(1)→trạng thái(2) *1 (p1,V1,T1) → *2 (p2,V2,T2) • Q.t đẳng áp: p không đổi( ∆p=0;p=const) •Q.t đẳng tích:V không đổi(∆V=0;V=const) •Q.t đẳng nhiệt:T không đổi(∆T=0;T=const)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

•Q.t đoạn nhiệt: không trao đổi nhiệt (Q=0) •Q.t tn: khả năng xãy ra theo chiều thuận hay chiều nghịch là như nhau(↔).Q.t chỉ xãy ra 1 chiều là qt tự nhiên ( → ) c. Nhiệt và công Khi thực hiện q.t từ tr.th(1) đến tr.th (2), hệ có thể trao đổi E với mtng dưới 2 dạng: nhiệt và công. m: khối lượng (gam) α. Nhiệt: Q = mc∆T c: nhiệt dung ∆T= T2 – T1 m=1g ; ∆T=1 c=Q → c: nhiệt dung riêng

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

m=M, ∆T= 1 Q= Mc = cc̅ : nhiệt dung mol Có n mol chất Q = nc̅ ∆T β. Công

Công A * Công thay đổi thể tích hệ

* Công hóa học

Trường hợp chỉ có công thay đổi thể tích: A = pngoài . ∆V { ∆V = V2 –V1} •png=0(q.t xảy ra ở chân không)A = 0 •∆V=V2 - V1=0(q.t đẳng tích)A = 0 • Quá trình đẳng áp hoặc thuận nghịch: png = phệ = p  A = p.∆V

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Q1 , A1 Q2 , A2 Q3 ,A3 * * Qn ,An

Qui ước về dấu: Q < 0 phát nhiệt Q > 0 nhận nhiệt A< 0 nhận công A> 0  sinh công

II. Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học. 1. Nguyên lý I và nội năng Xem hệ thực hiện q.t từ tr.th (1) đến tr.th (2) có thể theo nhiều đường q.t khác nhau: Q1 ≠ Q2 ≠ Q3 ≠ Qn;A1 ≠ A2 ≠ A3 ≠ An Q1-A1=Q2-A2=Q3- A3=Qn-A=hs= ∆U ∆U= U2 - U1( U1 và U2 nội năng của hệ ở trạng thái (1) và (2).

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

1*2

∆U = Q - A Nội năng U là tất cả các dạng năng lượng tích chứa bên trong hệ. A = png.∆V  ∆U = Q – png.∆V Trong trường hợp hệ thực hiện 1 chu trình: ∆U = U2 – U1 = Q – A = 0  Q = A

• Q > 0A > 0: hệ nhận nhiệt→sinh công • A < 0  Q < 0: hệ nhận công→phát nhiệt

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

1 pư thường được thực hiện theo 2. Entalpi: 1 trong 2 cách sau: * Bình kín,Vhệ=Vbìnhq.t đẳng tích(∆V=0) ∆U=Q-A=Q-png∆V∆U=QV: nh đẳng tích •QV>0∆U>0hệ nhận nhiệt→U2>U1 hệ nóng lên •QV<0∆U<0hệ phát nhiệt→U2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

*Bình hở, p tác dụng lên hệ là p khí quyển = 1atm  quá trình đẳng áp ∆U = Q – A = Q - p∆V  Q =∆U + p∆V Qp=U2-U1+p(V2 – V1) =(U2+pV2)-(U1+pV1) Đặt: H2 = U2 + pV2 ; H1 = U1 + pV1 Là Entalpi của hệ ở trạng thái (2) và (1) Với H = U + pV ∆H = H2 – H1 = Qp nhiệt đẳng áp Qp>0∆H>0hệ nhận nhiệt:H2>H1hệ nóng lên Qp<0∆H<0hệ phát nhiệt:H2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

3. Hiệu ứng nhiệt Hiệu ứng nhiệt của 1 p.ư là Q trao đổi giữa pư với mtng ở điều kiện ∆V=0 hoặc ∆p = 0. *∆V=0:∆U=QV: hiệu ứng nhiệt đẳng tích. * ∆p=0∆H = Qp : hiệu ứng nhiệt đẳng áp. Sự liên quan giữa ∆H và ∆U Ta có: H = U + pV ∆H = ∆U + p∆V ∆H = ∆U + p(V2 – V1) = ∆U + pV2 –pV1 ∆H=∆U+ n2RT – n1RT = ∆U + (n2 – n1)RT ∆H =∆U + ∆n.RT ∆n=∑n(k)(sp)-∑n(k)(tc) Trong quá trình: Qp = QV + ∆n.RT

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

tt,298 ↓ càng bền

298 = ∆H̅ o tt,298 [H2O(l)] tt,298 thường <0 và ∆H̅ 0 tt,298 [đơn chất] = 0

Td: 2NH3(k) + 3/2 O2(k) →N2(k) + 3H2O(k) ∆H =∆U+∆n.RT = ΔU+ ½ RT a. Nhiệt tạo thành và nhiệt phân hủy α. Nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩn Là hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol hóa chất từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn (p=1atm, T = 298oK{25oC} Td: H2(k) + ½ O2 (k) → H2O(l) ∆Ho ∆H̅ 0 ∆H̅ 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ph,298↑càng bền

β. Nhiệt phân hủy mol tiêu chuẩn Là nhiệt trao đổi khi phân hủy hoàn toàn 1 mol hoá chất thành các đơn chất bền ở đkc H2O(l) → H2(k) + ½ O2(k) 298 = ∆H̅ 0 ph,298 [H2O(l)] ∆H0 ph,298 thường>0 và ∆H̅ 0 ∆H̅ 0 b. Nhiệt đốt cháy mol tiêu chuẩn. Là hiệu ứng nhiệt của pư đốt cháy hoàn toàn 1 mol hoá chất bằng O2(k),sản phẩm tạo thành là các oxyt bền của các nguyên tố tạo thành hoá chất ở đkc.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

298 = ∆H̅ 0 ch,298 thường < 0

ch,298

H2(k) + ½ O2(k) →H2O(l) ch,298 [H2(k)] ∆H0 ∆H̅ o và ∆H̅ o [đơn chất] ≠ 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

∆H0

298=∆H1+∆H2=∆H3+∆H4+∆H5

4. Định luật Hess và hệ quả. a. Định luật Hess Một pư có thể xảy ra theo nhiều giai đoạn, hiệu ứng nhiệt tổng quát bằng tổng hiệu ứng nhiệt của các giai đoạn trung gian. Và hiệu ứng nhiệt tổng quát chỉ phụ vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của pư I + J ∆H1 ∆H2 A + B → C + D ∆H3 ∆H4 ∆H5 E + F → G + H

ΔH

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔH2

298 = ∆H1 + ∆H2

C(tc) + O2 (k) → CO2(k) ΔH1 CO(k) Có thể biểu diễn định luật Hess dưới dạng: C(tc) + ½ O2 (k) → CO(k) (1) ∆H1 CO(k) + ½ O2(k) → CO2(k) (2) ∆H2

(1)+(2)→(3) C(tc)+O2(k)→CO2(k)

∆H0

∆H3=∆H1+∆H2

b. Hệ quả: α. Phản ứng thuận nghịch

∆Hth A + B ↔ C + D ∆Hng

∆H = ∆Hth + ∆Hng = 0 ∆Hth = - ∆Hng

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

∆H

∆H3

tt,298[AB] tt,298[CD]

tt,298[AC] + 1.∆H̅ 0

∆H2 ∆H1 A + B C + D ∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 ∆H1 = -1.∆H̅ 0 ∆H2 = -1.∆H̅ 0 ∆H3 = + 1.∆H̅ 0 ∆H= {1.∆H̅ 0

β. Tính h.ư nhiệt của pư theo nhiệt tạo thành AB + CD → AC + BD

tt,298[AC] + 1.∆H̅ 0 298[AB] + 1.∆H0

tt,298[BD] tt,298[BD]} 298[CD]}

- {1.∆H0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

∆H0

Xem pư tổng quát

298 = {m∆H0

tt,298[D] }

mA + nB → pC + qD tt,298[C] + n∆H0

tt,298[A] + q∆H0

tt,298[B] }

tt,298[t.c]

298 = ∑∆H0

tt,298[s.p] - ∑∆H0 ∆H0 Td: 2NH3(k)+3/2O2(k) → N2(k) + 3H2O(k) tt,298[NH3(k)] tt,298[H2O(k)]-2∆H0 ∆H0 298=3∆H0 298= 3.(-241,8) - 2.(- 46,2) = - 633kj ∆H0

- { p∆H0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

298= ∆H1 + ∆H2 - ∆H3

ch,298[H2(k)]

298= 1.∆Ho ∆Ho - 1.∆Ho

ch,298[C2H4(k)] + 1.∆Ho ch,298[C2H6(k)]

γ. Tính h.ư nhiệt của pư theo nhiệt cháy. Xem pư:H2C=CH2(k) +H2(k) →H3C-CH3(k) C2H4(k) +3O2(k) → 2CO2(k)+2H2O(l) (1) ∆H1 H2(k) +1/2 O2(k) → H2O(l) (2) ∆H2 C2H6(k) +7/2O2(k)→2CO2(k) +3H2O(l) (3) ∆H3 (1) + (2) – (3) →pư cần phải tính ∆Ho

298= ∑∆Ho

ch,298[tc] - ∑∆Ho

ch,298[sp]

∆Ho

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔH

∆H3

∆H1

2H(k)

298= ∆H1 + ∆H2 + ∆H3

2C(k) + 4H(k) ∆Ho ∆H1= EC=C + 4ECH ∆H2= EH-H ∆H3= -EC-C + -6EC-H ∆Ho

298= {EC=C + 4EC-H +EH-H } - {EC-C + 6EC-H}

δ. Tính hiệu ứng nhiệt theo năng lượng lk. Xem pư: H2C=CH2(k) + H2(k) → H3C─CH3(k) ∆H2

298= ∑Eđứt - ∑Eráp

∆Ho

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

298 của phản ứng:

298 < 0  pư phát nhiệt: pư dễ xảy ra. 298 > 0  pư thu nhiệt: pư khó xảy ra. 298 = 0  pư đoạn nhiệt: pư khó xảy ra.

Xét dấu ∆Ho ∆Ho ∆Ho ∆Ho Pư có ∆H càng < 0  càng dễ xảy ra. Td: pư: H2 + X2 → 2HX X( halogen)

298 ↑ pư càng khó xr

∆Ho

F2 Cl2 Br2 I2

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

(1) (2) Tự nhiên

nAmol khí

Chân không

nAmol khí

VA = VB V = VA + VB Khi hệ thực hiện quá trình từ(1) →(2) : Độ:( tự do, xáo trộn, bất trật tự), xác suất hiện diện phân tử khí ↑ Trong q.t tự nhiên,hệ luôn đi từ trạng thái có độ tự do ,xs hiện diện p.tử khí thấp đến trạng thái có độ tự do, xs hiện diện ph.tử khí cao.

III.Ng.lý 2 nhiệt động lực học - chiều q.t 1. Nguyên lý 2 nhiệt động lực học – Entropi

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

VA = VB ; TA = TB nA

QA > QB nA nA

Đxt,đtd (A)↑ > (B)

Đxt,đtd (A) = (B) Biến thiên của đxt,đtd của hệ tỷ lệ thuận với lượng nhiệt Q trao đổi của hệ. VA = VB ; TA > TB QA = QB nA nA nA

∆đtd(A) < (B)

Đtd(A) > (B) ∆ đtd của hệ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ đang khảo sát của hệ

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

S ‡

298 > 0 x.đ .

Vậy: Mỗi trạng thái của hệ được biểu diễn bởi 1 h.số x.s entropi S (S là h.số biểu diễn độ tự do,xáo trộn,bất trật tự,và x.s hiện diện ph.tử của hệ),mà biến thiên của S được cho bởi hệ thức: Q T Q.t thuận nghịch∆Shê=Qtn/T Q.t tự nhiên  ∆Shệ >Qktn/T

Mỗi hóa chất đều có 1 giá trị S̅ o Hóa chất có S↑  độ tự do ↑ Với 1 hóa chất: Sk > Sl > Sr

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

298[D]}-{mS̅ o

298[A]+nS̅ o

298[C]+qS̅ o

298 ={ pS̅ o

298[B]}

∆So

298 = ∑So

298[sp] - ∑So

298[tc]

298[CO2(k)]

Td: CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) 298[CaO(r)]+1.S̅ o ∆So 298[CaCO3(r)]

298=1.S̅ o -1.S̅ o 298 = 39,7 + 213,7 – 88,7 = 164,7 kj/oK ∆So * Có thể dự đoán dấu của ∆S dựa vào ∆n của pư: ∆n > 0 ∆S > 0; ∆n<0∆S<0; ∆n=0tính cụ thể N2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) có ∆n= 2-1-3=-2∆S<0

2. Tính biến thiên entropi của 1 phản ứng. Xem pư: mA + nB → pC + qD ∆So

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

3. Xét dấu ∆S của pư:

Một pư có:

∆S > 0 dễ xảy ra. ∆S = 0  khó xảy ra. ∆S < 0  khó xảy ra. ∆S↑ dễ xr

4. Chiều của pư Ng.lý 1; 2 không kết luận được pư xảy ra được hay không. Do đó phải kết hợp 2 ng.lý G=H-TS (G: hàm Gibb, năng lượng tự do) Khi hệ thực hiện quá trình từ (1) → (2): ∆G= G2 – G1 = (H2 – TS2) – (H1 – TS1) ∆G=(H2 – H1) – T(S2 – S1)= ∆H - T∆S

T = ∆Ho

T - T∆So

∆Go

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

298 của pư tạo thành 1

tt,298 [hóa chất]: ∆Go

tt,298[H2O(k)]

298 = ∆G̅ o tt,298[đơn chất] = 0

tt,298[C] + q∆G̅ o

tt,298[D]}

tt,298[A] + n∆G̅ o tt,298[sp] - ∑∆G̅ o

tt,298[B]} tt,298[tc]

∆Go ∆G̅ o mol hóa chất từ các đơn chất bền ở đkc. H2(k) + ½ O2(k) → H2O(k) ∆Go . ∆G̅ o Xem pư: mA + nB → pC + qD 298 = {p∆G̅ o ∆Go - {m∆G̅ o 298 = ∑∆G̅ o

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* ∆H<0, ∆S>0 ∆G<0: pư tự xảy ra (→) * ∆H>0,∆S<0∆G>0: pư tự xảy ra (←)

ΔG = ΔH - TΔS

∆H<0, ∆S<0:

│∆H│>│T∆S│∆G<0: (→). │∆H│<│T∆S│∆G>0: (←). │∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔)

∆H>0, ∆S>0:

│∆H│<│T∆S│∆G<0: (→) │∆H│>│T∆S│∆G>0: (←) │∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔)

Vẽ đường biểu diễn ∆G theo T ta có:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH > 0 ; ΔS < 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH > 0; ΔS >0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH > 0 ; ΔS = 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH < 0 ; ΔS < 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH < 0 ; ΔS > 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH < 0 ; ΔS = 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH = 0 ; ΔS < 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH = 0 ; ΔS > 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

ΔG

ΔH = 0 ; ΔS = 0

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

CHƯƠNG IV TỐC ĐỘ PƯ-CÂN BẰNG HÓA HỌC I. Tốc độ phản ứng

1. Biểu thức tốc độ phản ứng Xem pư: m A + nB → pC + qD

v=k(CA)m(CB)n

k:hs tốc độ pư;k> 0;k=f(T) Bậc m theo A,bậc n theo B Pư bậc (m + n) tổng quát * m,n là các trị số thực nghiệm: có thể là số nguyên, thập phân * m,n ≠hệ số pư,chỉ đối với pư đơn giản( chỉ xảy ra 1 giai đoạn): bậc pư trùng hệ số pư

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

m.CB

m.pB

* Trường hợp các chất tham gia pư là chất khí, ta có thể dùng nồng độ hoặc áp suất. n hoặc v = kpA v = kCA * trường hợp các chất pư gồm(lỏng và rắn) : Si là bề mặt hoạt động của Ta có: v=kS.Ci m chất rắn. * Trường hợp các chất pư gồm khí và rắn, ta chỉ chú ý đến chất khí: v = kpi

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

m.CB n

: C’A= xCA và C’B= yCB

mCB

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ pư a. Ảnh hưởng của nồng độ(T= const) mA + nB → pC +qD: pư đơn giản. v1 = kCA v2=k(C’A)m.(C’B)n = k(xCA)m.(yCB)n

n v2/v1= xm.yn * Hỗn hợp pư là chất khí: Có thể dùng áp suất: n ;v2= k(xpA)m.(ypB)n m.pB v1= kpA  v2/v1= xm.yn

=kxmynCA

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2.CB

:V = kCA

 v = kCA

2CB

2.pO2

Td1:pư: 2A + B → C :C’A= 2CA; C’B= CB v = kCA :x=2; y=1;v2/v1= x2.y1=22.11=4 m.CB Td2; mA + nB → pC + qD .C’A=2CA;C’B=CB:v2/v1=4=2m.1n=2mm=2 . C’A=CA; C’B=2CB:v2/v1=2=1m.2n=2nn=1

:v = kpNO Td3:2NO(k)+O2(k)→2NO2(k) Khi tăng Vbình lên 2 lầnáp suất các khí giảm 2 lần p’A =½pA; p’B= ½ pB:v2/v1=(1/2)2.(1/2)1=1/8

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

mCB

T 10

γ: hệ số nhiệt độ của k, γ >1

b. Ảnh hưởng của nhiệt độ.(nồng độ không đổi) α. Hệ thức Van’t Hoff T1→v1,k1,t1; T2→v2,k2,t2 v1= k1CA ;v2= k2CA mCB v k t g v k t

∆T = T2 – T1

∆T = 100 => v2/v1 = γ

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

*Td1: T1=20oC→T2=50oC; γ=3 v2/v1=3(50-20)/10=27 *Td2: T1=20oC→T2=50oC; v2/v1=8=γ(50-20)/10=γ3γ=2 *Td3: T1=20oC,t1=3h→T2=400C;γ=3t2=? . t1/t2=γ(40-20)/10=γ2=32=9 = 180/t2 t2=180/9= 20’ Td4: T1=20oC,t1=3h,γ=3→t2=20’  T2=? .t1/t2=γ∆T/10=3∆T/10=180/20=9∆T/10=2 T2=40oC

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β. Hệ thức Arhénius

k = α.e-Ea/RT

lnk

Ea:năng lượng hoạt hóa pư α=hs: thừa số tần số. Ea>0; Ea↑=>k↓ T→∞Ea/RT→0 k=α (hs tốc độ ở T=∞) lnk = -Ea/RT+lnα ;vẽ lnk = f(1/T)

1/T

lnk nghịch biến với 1/T lnk đồng biến với T T↑k↑; T↓k↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

T1,k1lnk1=-Ea/RT1+lnα T2,k2lnk2=-Ea/RT2+lnα Ea 1 1 lnk2 – lnk1= - — ─ - ─ R T2 T1 k2 Ea 1 1 ln ─ = - ─ ─ - ─ k1 R T2 T1

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

∆,xt

c. Ảnh hưởng của chất xúc tác(cxt) Cxt là chất được cho vào pư với lượng rất nhỏ, làm v↑ hoặc định hướng pư theo chiều mong muốn.Sau pư, cxt được hoàn trả lại mt. H+ Td: RCOOH + R’OH → RCOOR’ + H2O ∆ N2(k) + H2O(l) NO(k) + H2O(l) NH3(k)+O2(k) . Xt đồng thể: cxt và chất pư ở cùng 1 pha . Xt dị thể: cxt và cpư ở 2 pha khác nhau . Cxt làm v↑ là do làm giảm Ea của pư

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

vth,kth

vng,kng vtq= vth – vng

p.CD q m.CB

n - kngCC

p.CD q

II. Cân bằng hóa học. 1. Hằng số cân bằng Xem pư tn: mA +. nB ⇄ pC + qD vth= kthCm.CB vng = kngCC vtq= kthCA . t → t0: CA và CB >> CC và CD vth>>vngv>>0 . t↑:CA và CB↓; CC và CD↑vth↓; vng↑vtq↓

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

= kng[C]p[D]q

KC:hs cb độ;KC=f(T) KC>0;KC↑,cb ≡>thuận KC↓, cb ≡> nghịch

. vth = vng vtq = 0→pư đạt trạng thái cân bằng (tcb) tcb: kth[A]m[B]n kth [C]p[D]q KC= ── = ───── kng [A]m[B]n . Khi phản ứng đạt trạng thái cb, trong hỗn hợp pư còn đủ các chất có thành phần được xác định bằng biểu thức hằng số cb.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Kp: hs cb áp suất. Kp↑;cb≡>thuận. Kp↓;cb≡>nghịch . Khi hỗn hợp pư là chất khí:có thể dùng Kp (pC)p.(pD)q Kp = ────── (pA)m.(pB)n cb

Kp=KC.(RT)∆n; Kp = f(T) . 2NO(k) + O2(k) ↔ 2NO2(k) (1): K1 a.(1)=>2aNO(k)+aO2(k)↔2aNO2(k)(2): K2 (pNO2)2 (pNO2)2a K1= ────── ; K2 = ────── (pNO)2(p O2) (pNO)2a(pO2)a => K2 = (K1)a

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

. C(tc) + ½ O2(k) ↔ CO(k) (1) K1 CO(k) + ½ O2(k) ↔ CO2(k) (2) K2 (1)+(2)→(3): C(tc) + O2(k) ↔ CO2(k) (3)K3

 K3 = K1.K2

. 2NO2(k) ↔ N2O4(k) (1) K1 N2O4(k) ↔ 2NO2(k) (2) K2

 K1.K2 = 1

(1) và (2): th và ng . Pư có mặt các chất (r,l,k), ta dùng Kp và chỉ ghi áp suất chất khí trong biểu thức Kp. .Pư có mặt các chất (l,r), ta dùng KC và chỉ ghi nồng độ chất lỏng trong biểu thức KC.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng.

a. Định luật Le Châtelier

A + B ↔ C + D

Khi pư đạt trạng thái cb, nếu ta thay đổi 1 yếu tố tác dụng lên hệ,thì cb sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại với sự thay đổi đó. b. Ảnh hưởng của nồng độ.

. + A vào hệ: CA↑ cb ≡> CA↓: thuận(→) . - A ra: CA↓ cb ≡> CA↑: nghịch(←) . + D vào hệ: CD↑ cb ≡> CD↓: nghịch(←) . - D ra: CD↓ cb ≡> CD↑: thuận(→)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

c. Ảnh hưởng của áp suất Áp suất chỉ ảnh hưởng đến cb nếu trong hệ có mặt chất khí. Xét ∆n = ∑n khí (sp) - ∑n khí (tc) của pư: Khi p↑ cb ≡> ∆n < 0 ; khi p↓ cb ≡> ∆n > 0 Td:N2(k) + 3H2(k) ↔ 2NH3(k): ∆n= -2 p↑ cb ≡> ∆n < 0 : thuận(→) p↓ cb ≡> ∆n > 0: nghịch(←) nếu ∆n = 0  cb không dịch chuyển.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

d. Ảnh hưởng của nhiệt độ. Khi T↑ cb ≡> thu nhiệt(∆H > 0) Khi T↓ cb ≡> phát nhiệt(∆H < 0) Nếu ∆H = 0  cb không dịch chuyển Td: CaCO3(r) ↔ CaO(r) + CO2(k) ∆H > 0 T↑ cb ≡> ∆H > 0 ; thuận(→) T↓ cb ≡> ∆H < 0 : nghịch(←) e. Ảnh hưởng của chất xúc tác. Trong pư cb, thêm chất xt ,nó làm vth↑đồng thời làm vng↑; ∆vth=∆vng. chất xt không làm dịch chuyển mức cb mà chỉ làm pư nhanh chóng đạt trạng thái cb.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

kxt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb= 10h Có xt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb = 1h

Td: A + B ↔ C + D t0 1 1 0 0

298 và K của pư

298,∆S0

3. Sự liên hệ giữa ∆G0

298,và K

T = - RTlnK ∆G0↑lnK↓K↓ 298 = - 10kj

298 - 10.1000

Xem pư: mA + nB ↔ pC + qD 298,∆G0

Ta cũng tính được∆H0 ∆G0 Td: A + B ↔ C + D ∆G0 ∆G0 lnK= - ──── = - ────── = 4 K= 54,6 RT 8,3.298

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

A: ng.tử MA: ng.tử gam A: p.tử MA: p.tử gam

* Đương lượng gam của 1 chất là số phần khối lượng của chất đó có thể kết hợp, thay thế với 1 phần khối lượng Hydro(đlg=1) hoặc 8 phần khối lượng Oxy(đlg=8) MA(g) ĐA= ─── n . A: nguyên tử; n: hóa trị của nguyên tử đó. Td1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ n = 2  đlg(Fe) = 56/2 = 28g Td2: Fe + 3/2Cl2 → FeCl3 n = 3  đlg(Fe) = 56/3 = 18,7g

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

n = ∑H+ = ∑OH- trao đổi

- +8H+ →5Fe3+

+Mn2+ + 4H2O

* A: hợp chất Acid: Baz Td:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O n = 2 n = 1 Muối Oxyt Td: NaCl:(n=1); Na2SO4(n=2); MgO(n=2) Chất oxy hóa khử:n= ∑e trao đổi 5Fe2++MnO4 n= 1 n=5

n = ∑(+) = ∑(-) của công thức phân tử đó.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

mA ; NA= ─── ĐA NA ;CN = ── V

NA mA/ĐA MA ── = ──── = ── = n NA= n.nA nA mA/MA ĐA CN NA/V ── = ─── = n CN= nCM CM nA/V

 CN = 2CM = 2.0,05 = 0,1N

Td: hòa tan 4,9g H2SO4 vào nước để tạo thành 1l dd. 4,9/98 CM = ──── = 0,05M 1

Với 1 hóa chất A có khối lượng mA(g): mA nA= ─── MA nA CM = ── V

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Dd không điện ly – dd điện ly. * Dd không điện ly là dd mà chất tan là chất không điện ly(là chất khi hòa tan trong nước không phân ly thành các ion trái dấu). * Dd điện ly là dd: chất tan là chất đ.ly(khi H2O → các ion trái dấu) . Chất đ.l mạnh: phân ly hoàn toàn , quá trình phân ly là 1 chiều(→) HCl → H+ + Cl- ; NaCl → Na+ + Cl- . Chất điện ly yếu: chỉ phân ly 1 phần, quá trình phân ly là thuận nghịch(↔) CH3COOH ↔ CH3COO- + H+

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

x= a

. Độ điện ly của chất đ.ly là tỷ số giữa số mol đã đ.ly và số mol ban đầu của chất đ.ly.

x: số mol(hay nồng độ) đã đ.ly a: số mol(hay nồng độ) ban đầu

0 ≤ x ≤ a => 0 ≤ α ≤ 1 α↑và α → 1chất điện ly càng mạnh α↓ và α → 0  chất điện ly càng yếu . Để tiện so sánh, người ta qui ước: α > 0,3  chất điện ly mạnh α< 0,03  chất điệ ly yếu

0,03 ≤ α ≤ 0,3  chất diện ly trung bình

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

II. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH ĐIỆN LY 1. Sự điện ly của nước – chỉ số pH và pOH

Nước nguyên chất là chất điện ly yếu. H2O H+ + OH- Kđly [H+][OH-] Kđly = ────── = 1,8.10-16 ở 250C [H2O]

Kn: tích ion của H2O

Vì lượng H2O đã đ.ly rất nhỏ so với lượng H2O ban đầu [H2O] xem như không đổi. Kn=Kđly[H2O]=(1000/18).1,8.10-16 = 10-14 Vậy Kn = [H+][OH-] = 10-14 ở 250C

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Với 1 dd (dm là H2O) bất kỳ,ta vẫn có: Kn = CH+.COH- = 10-14 ở 250C -lgKn = -lgCH+ -lgCOH- = 14 Đặt: pKn=-lgKn;pH=-lgCH+; pOH= -lgCOH-  pKn = pH + pOH = 14 ở 250C . Môi trường trung tính: CH+ = COH- = 10-7 pH = pOH = -lg10-7 = 7 . Môi trường axit: CH+ > COH- CH+ > 10-7 pH = -lgCH+ < 7 ; pOH > 7 . Môi trường baz: CH+ 7 ; pOH < 7

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

2. Tính pH của dung dịch axit- baz a. Định nghĩa axit-baz α. Quan điểm Arhénius AHn → An- + nH+ B(OH)m → Bm+ + mOH- . Dm = H2O; . Axit: n chức; baz: m chức .CH+↑axit↑;COH-↑baz↑ Td:HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r):

không là pư(a-b)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β. Quan điểm Bronsted AHn → An- + nH+ B + mH+ → [B(OH)m]m+ . Dm không bắt buộc là H2O . Axit n chức, baz m chức . Phóng thích H+↑axit↑ . Nhận H+↑baz↑ H+

axit baz

Td: HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r)

H+

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

baz1 axit2 xem pư: AH + BOH ↔ A- + BOH2

H+

axit1 baz2

AH ↔ A-+H+;AH/A-:cặp axit/baz liên hợp(1) + ↔ BOH+H+ BOH2

BOH2

liên hợp.

+/BOH: cặp a/b liên hợp(2) pư(a-b) phải có sự tham gia của 2 cặp a/b γ. Quan điểm Lewis Axit + ne → Baz → me

. + e ↑axit↑ . → e ↑baz ↑

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

b. pH của dung dịch axit α. Dung dịch axit mạnh

CH+ = nCA CN = nCA =>CH+ = CN = nCM

AHn → An- + nH+ t0 CA(M) 0 0 t∞ 0 CA nCA pH = -lgCH+ = -lg(nCA) . HCl 0,1N:  CH+= CN= 0,1(iong/l)pH= -lg0,1= 1 . HCl 0,1M:n=1CH+=CN=CM=0,1(iong/l)pH=1 . H2SO4 0,1NCH+= CN=0,1(iong/l)pH= -lg0,1=1 . H2SO4 0,1M: n=2CH+=CN=2CM=2.0,1=0,2(iong/l) Vậy: pH= -lg0,2= 0,67

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

=>x=αCa

[

:α<< 1  1- α = 1

K a

2Ca a

AH [] [ AH ]

a Ca . Ca 1(

- -

Ka = α2Ca

(cid:222)

1 Ka↑α↑ Ca↑α↓; Ca↓α↑

. Ka Ca

Ka Ca =

β. Dung dịch axit yếu * Dung dịch axit yếu đơn chức AH ⇄ A- + H+ x t0 Ca 0 0 C a tcb Ca – x x x ] Ca = = a ) Ka Ca

Ka Ca .

- -

lg( pH

lg pKa

Ca lg

) Ca )

[H+] = x = αCa = 1 -= 2 Đặt: pKa= - lgKa :Ka↑ pKa↓

Ka 1 = ( 2

- (cid:222)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

- -

01.0

10 10

Td: dd CH3COOH 0,1M, Ka = 10-5 có: a -

)

pKa

lg5(

3)10

Ka Ca 1 ( = 2

1 2

-]/[H3PO4]= 10-2,1 -]= 10-7,2 2-]/[H2PO4

2-] = 10-12,3

- ⇄ H+ + HPO4 2- ⇄ H+ + PO4

3-]/[HPO4

pH * Dung dịch axit yếu đa chức - Ka1 = [H+][H2PO4 H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4 2- Ka2 = [H+][HPO4 H2PO4 HPO4 3- Ka3 = [H+][PO4 * trường hợp tổng quát: Ka1/Ka2/Ka3 ≥ 104 chỉ chú ý chức thứ nhất, xem như là axit yếu đơn chức có Ka=Ka1

- -

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

1,2

- -

)

(

pKa

lg(

55,1)10 =

1 2

Với : H3PO4 có: Ka1/Ka2/Ka3 = 10-2,1/10-7,2/10-12,3=105 1 pH 2 c. pH của dung dịch baz α. Dung dịch baz mạnh B(OH)n → Bn+ + nOH- t0 Cb 0 0 t∞ 0 Cb nCb COH- = nCb ; CN= nCM COH- = CN = nCM pOH = -lgCOH- pH = 14 - pOH Vậy pH = 14 – (- lgCOH-)

- - -

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Dd NaOH 0,1 N COH-=CN=0,1iong/l pH =14-(-lg0,1)=13 * Dd NaOH 0,1 M COH-= CN= CM = 0,1iong/l  pH = 13 * Dd Ba(OH)2 0,1 N COH- = CN = 0,1iong/l  pH= 14 – (-lg0,1) = 13 * Dd Ba(OH)2 0,1 M COH- = CN = 2CM = 2.0,1 = 0,2iong/l pH = 14 – (-lg0,2) = 13,33

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

[

]

a CC a 1(

x = αCb a C

a = 1)

B [

2C a α << 11 - α = 1 Kb = α2Cb=>

K C

- - β. Dd baz yếu * Dung dịch baz yếu đơn chức BOH ⇄ B+ + OH- t0 Cb 0 0 tcb Cb - x x x x=a Cb OH [] BOH ]

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

[ OH

]

)

]

CK =

- - -

KCC C lg pOH

CK 1 lg( 2 pK

(

K lg

lg )

pOH lg[ Đặt pKb = -lgKb=>

b 1 2

(

)]

[

1 2

- - - pH = 14 – pOH=>

)]

[

1 2

- - -

Td: dung dịch NH4OH 0,1 M có pKb = 5 lg5( *Baz yếu đa chức: nếu Kb1/Kb2/Kb3≥104 ta chỉ chú ý đến chức thứ nhất,và xem nó như là 1 baz yếu đơn chức với Kb = Kb1.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

m y

4 loại muối

c. pH của dung dịch muối Muối được xem là sp của pư giữa axit và baz Axit + Baz → Muối + H2O m y α. Muối tạo thành bởi axit (m) và baz (m) mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O AmBn → mAn- + nBm+

An- và Bm+ là gốc của axit và baz mạnh  không bị thủy phân : dung dịch có pH = 7 Td: NaCl, NaNO3, Na2SO4, KCl, KNO3, K2SO4….

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

β. Muối của axit (y) và baz (m) (đơn chức) AH + BOH → AB + H2O AB → A- + B+

t0 Cm 0 0 t∞ 0 Cm Cm A- + H2O ⇄ AH + OH- pH ) +

(

1 2

pH > 7

9)1,0lg

1 2

Td: dd CH3COONa 0,1 M = 14(

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

γ. Muối của baz yếu và axit mạmh AH + BOH → AB + H2O AB → A- + B+ B+ + H2O ↔ BOH + H+  pH < 7 Gọi Cm là nồng độ muối ban đầu

(

)

1 2

- -

14(

5)1,0lg5

1 2

- - Td: dd NH4Cl 0,1 M, pKb = 5 pH

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

δ. Muối tạo bởi axit yếu và baz yếu AH + BOH → AB + H2O AB → A- + B+ A- + H2O ⇄ AH + OH- B+ + H2O ⇄ BOH + H+ pH dd tùy thuộc vào sự so sánh giữa Ka và Kb

(

)

1 2

Ka > Kb pKa < pKb  pH < 7 Ka < Kb pKa > pKb pH > 7 Ka = Kb pKa = pKb pH = 7

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

d. Dung dịch độn Dung dịch độn là dd có pH thay đổi không đáng kể, khi thêm vào dd 1 lượng nhỏ axit mạnh hay baz mạnh, hoặc pha loãng dd. α. Dd độn tạo bởi 1 axit yếu và muối của nó với baz mạnh( dd độn axit yếu). Xem dd độn ( CH3COOH + CH3COONa) CH3COONa → CH3COO- + Na+ CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+ * + H+ cb ≡> nghịch(H+↓); H+ bị pư hếtpH không đổi * + OH- : OH- + H+ →H2OCH+↓; cb≡>thuận(H+↑) OH- bị pư hết=> pH không đổi.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

pH < 7

[H+] =

[ Ka =

;[CH3COO-] = Cm + x = Cm CH [ [ CH

COOH ] ] COO

COOH ]

Gọi Ca và Cm là nồng dộ của axit yếu và muối; CH3COONa → CH3COO- + Na+ t0 Cm 0 0 Cm Cm t∞ 0 CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ t0 Ca 0 0 tcb Ca – x x x [CH3COOH] = Ca – x = Ca [] ] CH [ lg( Ka

Ka . Ca Cm

* Ca = Cm => pH = pKa

pKa

COOH Ca -= ) Cm lg-

Ca Cm

(cid:222)

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

pH > 7

+ + Cl- + + OH-

Td: dd độn (CH3COOH 0,1 M và CH3COONa 0,01M) pH = 5 – lg(0,1/0,01) = 5 – lg10 = 4 β.dd độn tạo bởi baz (y) và muối của nó với axit (m) Xem dd độn( NH4OH và NH4Cl): dd độn axit yếu NH4Cl → NH4 NH4OH ⇄ NH4 Thêm H+ : H+ + OH- → H2O OH- ↓: cb≡> thuận (OH-↑) H+ bị pư hết pH không đổi. Thêm OH-OH-↑ cb≡> nghịch(OH-↓) OH- bị pư hết pH không đổi.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Gọi Cb và Cm là nồng độ của NH4OH và NH4Cl, chứng minh tương tự trường hợp dd độn axit:

(

pKb

)

Cb Cm

- -

. Cb = Cm  pH = 14 - pKb

Td: dd độn: NH4OH 0,1 M và NH4Cl 0,1 M có: pH = 14 – ( 5 – lg 0,1/0,1) = 5

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

3. Chuẩn độ Axit - Baz Axit{Ca,Va}? + Baz{Cb,Vb}đã biết → Muối + H2O Baz{Cb,Vb}? + Axit{Ca,Va}đã biết → Muối + H2O Dd cần ch.độ dd chuẩn ↑ sự ch.độ (có thể mạnh (mạnh) hoặc yếu) * Chất cần chuẩn độ: ở bình tam giác. * Dung dịch chuẩn: ở ống nhỉ giọt.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

Với Ca,Cb: nồng độ(CN)

a. phản ứng : AHn + NaOH → NaA + H2O Ca,Va Cb,Vb * Tại điểm tương đương (là thời điểm mà lượng chất cần chuẩn độ pư vừa hết với lượng chất chuẩn nhỏ từ ống nhỉ giọt xuống). Theo định luật đương lượng ta có: NA = NB  CaCa = CbVb b. Để xác định điểm tương đương: dùng chất chỉ thị màu. Chất chỉ thị màu là chất cho vào dd cần chuẩn độ.Tại điểm tương đương: màu của dd thay đổi.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* Chất chỉ thị màu thường là 1 axit hoặc baz yếu, mà màu của dd thay đổi tùy theo pH của dd. Mỗi chất chỉ thị màu có 1 khoảng pH đổi màu xác định.

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

= 0,12 N

c. Các thí dụ: Td1: Chuẩn độ 10ml dd HCl phải dùng hết 12ml dd NaOH 0,1 N  CHCl = ? Tại điểm tương đương: CaVa = CbVb  Ca = =

VbCb. Va

12.1,0 10

Td2: Chuẩn độ 10ml dd NaOH phải dùng hết 15 ml dd HCl 0,1N ,  CNaOH = ?

= 0,15 N

CaVa = CbVb Cb =

VaCa. Vb

15.1,0 10

Td3: nhỏ 1 giọt metyl da cam vào nước , có màu ? Nước có pH = 7, khoảng pH đổi màu của metyl da cam từ 3,3→ 4,4 màu vàng

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

pH > 7

pH < 7

4. Trộn lẫn dd axit – baz. a. Trộn lẫn dd axit mạnh và baz mạnh mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O (Na=CaVa) = (Nb=CbVb) M(trung tinh)pH = 7 CaVa < CbVb CaVa > CbVb

B(OH)m AmBn AHn AmBn

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

b. Trộn lẫn dd axit yếu và baz mạnh CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O CaVa = CbVb

pH>7

CaVa < CbVb

CaVa > CbVb

dd độn axit pH< 7

M[a(y)+b(m)] pH>7 NaOH CH3COONa CH3COOH CH3COONa

c. Trộn lẫn dd baz yếu và axit mạnh NH4OH + HCl → NH4Cl + H2O CbVb = CaVa

pH < 7

CbVb < CaVa

CbVb > CaVa

Dd độn baz pH > 7

M[b(y)+a(m)]pH< 7 HCl NH4Cl NH4OH NH4Cl

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

III. Cân bằng hòa tan của chất khó tan(tích số tan) 1. Tích số tan. Đem hòa tan chất khó tan AmBn(r) vào nước: lượng đã hòa tan rất nhỏ,  Dd rất loãng: phần đã hòa tan xem như diện ly hoàn toàn: có cb

: dd bảo hòa AmBn/H2O

AmBn ↔ mAn- + nBm+

Nồng độ của dd bảo hòa gọi là độ tan(S) của AmBn.

+ nm

)

(

+ nm

)

AmBn

AmBn n m

Snm

t0 a 0 0 tcb -S mS nS Kc = [An-]m[Bn+]n = (mS)m(nS)n = mmnnS(m+n) = TKc

AmBn

T nm

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

* TAmBn ↑  SAmBn ↑ * Các chất có công thức tương tự nhau(AmBn ≡ CmDn) chất nào có T ↑ S ↑ Td: AgX TAgX SAgX = (TAgX)1/2 (M)

AgCl AgBr AgI

10-10 10-13 10-16

10-5 10-6,5 10-8

10.4 12

* Các chất có công thức không tương đương(AmBn và CpDq), phải tính cụ thể Td: AgCl TAgCl = 10-10  SAgCl = 10-5 Ag2CrO4 T = 4.10-12  * Pha loãng ddtan nhiều hơn * Đun sôi:H2O bay hơiC(ion)↑ kết tủa nhiều hơn

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

0 = m0/MAmBn

0 Với C’

0 mC’

0)m.(nC’

AmBn = (mC’

2. Điều kiện để có kết tủa a. Hòa tan 1 lượng xác dịnh chất khó tan AmBn * Nếu tan hết : AmBn → mAn- + nBm+ 0 nC’ 0)n

AmBn và TAmBn: ta có

C’

t∞ -C’ T’ So sánh T’ T’ < T dd chưa bảo hòa: tan hết T’ = T  dd bảo hòa: tan hết T’ > T dd quá bảo hòa: tan 1 phần, có (r ↔ l) Td: hòa tan 10-3 mol Ag2CrO4(r) vào nước → 1l dd Ag2CrO4 → 2Ag+ + CrO4 2- 0=10-3M T’=(2.10-3)2.(10-3) =4.10-9 >Ttan 1 phần

b. Trộn lẫn 2 dd:

Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com

dd(1)An-{C1,V1} + dd(2)Bm+{C2,V2}→ dd(3) có↓?

dd(3){C’

1,C’

2,V3=V1+V2)

; C’

C’

2 =

1 =

VC . V

1V3 2V3

mAn- + nBm+ → AmBn ↓ * Sau khi trộn lẫn nhưng chưa pư: 1=C’ 2=C’

;C’

n1=C1V1=n’ n2=C2V2=n’ T’ AmBn = (An-)m.(Bn+)n ; so sánh với TAmBn T’ < T  dd chưa bảo hòa  chưa có ↓ T’ = Tdd bảo hòachưa có ↓ T’ > Tdd quá bảo hòa có ↓ 10ml dd(1) AgNO3(2.10-3 M) +10ml dd(2) Na2CrO4(2.10-3M) C’ CrO4 = 2.10-3.10/20 = 10-3M Ag+ = 2.10-3.10/20 = 10-3M Ag2CrO4 = (10-3)2.(10-3) = 10-9 > Tag2CrO4  có ↓ T’