TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC ÑAØ LAÏT
KHOA HOÙA HOÏC VAØ MOÂI TRÖÔØNG
ThS. Nguyễn Hải Hà
GIÁO TRÌNH
HOÙA ÑAÏI CÖÔNG
Daønh cho sinh vieân ngaønh Hoùa Dược
(Löu haønh noäi boä)
Ñaø Laït 2022
Giáo trình Hóa Đại cương
2
LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình học phần: Hóa học đại cương là tài liệu giảng dạy, với mục đích
truyền đạt cho sinh viên:
- Thuyết cấu tạo chất
- Cơ sở lý thuyết các quá trình hóa học
Đây là những kiến thức nền tảng, cơ bản giúp học viên tiếp tục nắm bắt, hiểu
được các kiến thức chuyên sâu của ngành học. Tuy nhiên ở đây chỉ giới thiệu các vấn
đề một cách vắn tắt, học viên nên: dự giờ đầy đủ, tham khảo thêm nhiều tài liệu và làm
nhiều bài tập ứng dụng thì mới thu được nhiều kết quả tốt.
Chắc rằng tập giáo trình này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong
các đồng nghiệp góp ý, xây dựng.
Giáo trình Hóa Đại cương
3
CHƯƠNG I: THUYẾT CẤU TẠO CHẤT
I.1. Thuyết Nguyên tử - Phân tử
Thuyết hạt cấu tạo chất (Lomonoxov – 1741)
Đây là tiền thân của thuyết nguyên tử - phân tử, gồm hai nội dung:
(1) Tất cả các chất đều được cấu tạo từ các phần tử nhỏ bé “không nhận biết
được”, không chia cắt đươc về phương diện lý học và có khả năng móc nối
tương hỗ.
Lomonoxov phân biệt hai loại phần tử:
Loại nhỏ hơn gọi là nguyên tố.
Loại lớn hơn gọi là hạt – Đa số chất được tạo thành bởi các hạt, vì vậy thuyết
của lomonoxov được gọi là: Thuyết hạt cấu tạo chất.
(2) Các hạt chuyển động theo các định luật cơ học – không có chuyển động các
hạt không thể va chạm vào nhau hoặc tác dụng với nhau và biến đổi.
Thuyết của Lomonoxov đã trải qua sự kiểm tra về mọi mặt và được đánh giá:
Nhìn chung là đúng đắn. Tuy nhiên, thuyết còn những điểm hạn chế: cho rằng các
phần tử cấu tạo chất không chia cắt được về phương diện lý học và chuyển động theo
các định luật cơ học.
Thuyết nguyên tử - phân tử.
Ngày nay người ta gọi hai loại phần tử cấu tạo chất là:
Nguyên tử: loại nhỏ hơn
Phân tử: loại lớn hơn
Và thuyết cấu tạo chất được gọi là thuyết nguyên tử - phân tử với hai nội dung:
(1) Tất cả các chất đều được cấu tạo từ các phần tử nhỏ bé “không nhận biết
được”, có khả năng móc nối tương hỗ.
(2) Các phần tử chuyển động không ngừng theo các quy luật của thế giới vi mô
(lý thuyết cơ học lương tử)
Từ thuyết nguyên tử - phân tử, người ta phát biểu tính gián đoạn (tính không
liên tục) của chất: Một chất bất kỳ không phải là liên tục, mà cấu tạo từ các phần tử
riêng biệt rất nhỏ. Sự khác nhau giữa các chất là do sự khác nhau giữa các phần tử, các
phần tử của chất đều ở trạng thái chuyển động.
I.2. Các khái niệm cơ sở
I.2.1. Nguyên tử
Là phần tử nhỏ bé cấu tạo chất
+ Cấu tạo: Nguyên tử là một vi hệ phức tạp, trung hoà điện gồm:
Hạt nhân tích điện dương, được tạo bởi các proton mang điện dương và các
nơtron không mang điện.
Các electron mang điện âm
Các dữ kiện về các hạt cấu tạo nguyên tử
Hạt
Kí hiệu
Đơn vị tính
Điện tích (C)
Proton
p
1,602.10-24g – 1,007276 ĐVKLNT
1,602.10-19
Nơtron
n
1,605.10-24g – 1,008665 ĐVKLNT
-
Electron
e
9,108.10-28g – 1,000549 ĐVKLNT
1,602.10-19
(ĐVKLNT = Đơn vị khối lượng nguyên tử, bằng 1,66.10-24g)
Giáo trình Hóa Đại cương
4
Khối lượng của các nguyên tử khác nhau, nằm trong khoảng 10-24 - 10-22g, được
tính gần đúng bằng tổng khối lượng proton và nơtron .
A mp + mn
Bán kính của các nguyên tử nằm trong khoảng 0,3 – 3
0
A
.
+ Đặc trưng: nguyên tử của các nguyên tố được đặc trưng bằng hai đại lượng:
Số nguyên tố, Z (đồng thời là số thứ tự của các nguyên tố trong bảng hệ thống
tuần hoàn, là điện tích hạt nhân của nguyên tử, là số e chuyển động quanh hạt
nhân nguyên tử).
Khối lượng nguyên tử, A.
+ Định nghĩa: Về phương diện cấu tạo thì nguyên tử là đơn vị cấu tạo nhỏ nhất vì vậy
trong hoá học, nguyên tử được định nghĩa: nguyên tử là một tiếu phân nhỏ nhất của
một nguyên tố hoá học, không thể chia nhỏ được nữa về mặt hoá học và trong các
phản ứng hoá học nguyên tử không thay đổi.
I.2.2. Phân tử
Là phần tử nhỏ bé cấu tạo chất.
+ Định nghĩa: Phân tử là tiểu phân nhỏ bé nhất của các chất có khả năng tồn tại độc
lập và không thể chia nhỏ hơn được nữa mà không mất đi những tính chất hoá học của
chất đó.
+ Cấu tạo: dựa trên cơ sở về liên kết hoá học, có thể hiểu một cách đơn giản phân tử là
tập hợp nhóm các nguyên tử (có thể cùng hay khác loại), các nguyên tử này liên kết
với nhau trong phân tử theo những kiểu liên kết khác nhau.
Ví dụ: Phân tử khí hidro, H2 được tạo thành từ hai nguyên tử H – liên kết giữa
các nguyên tử là liên kết cộng hoá trị không phân cực.
Phân tử khí hidroclorua, HCl được tạo thành từ nguyên tử H và Cl – liên
kết giữa các nguyên tử là liên kết cộng hoá trị phân cực
….
+ Đặc trưng: phân tử của một chất được đặc trưng bằng các thông số: nhiệt tạo thành,
năng lượng liên kết, độ dài liên kết, góc hoá trị, moment lưỡng cực…
Ví dụ: Phân tử H2O có:
.....
D84,1
105HOH
A96,0d
mol/kj75,462E
mol/kj84,241)H(
0
/\
0
HO
HO
kTT
0
298
I.2.3. Nguyên tố hoá học
+ Định nghĩa: nguyên tố hoá học là chất đầu tham gia vào thành phần của các đơn chất
và hợp chất mà các nguyên tử của nó có cùng điện tích hạt nhân và cùng chiếm một
chỗ trong bảng hệ thống tuần hoàn.
+ Đặc trưng: mỗi nguyên tố được đặc trưng bằng điện tích hạt nhân, Z. Thực tế có
nhiều nguyên tố tuy có cùng điện tích hạt nhân, song có khối lượng khác nhau – đây là
những đồng vị của nguyên tố hoá học đó; các đồng vị có số proton giống nhau, khác
nhau số nơtron.
Giáo trình Hóa Đại cương
5
+ Ký hiệu: các nguyên tố được ký hiệu bằng một hay hai chữ cái lấy trong tên gọi
latinh của nó.
Ví dụ: Nguyên tố Hidro được ký hiệu bằng H, xuất phát từ Hidrogenium
Nguyên tố Cacbon được ký hiệu bằng C, xuất phát từ Carbonium
Nguyên tố Kali được ký hiệu bằng K, xuất phát từ Kalium
Nguyên tố Natri được ký hiệu bằng Na, xuất phát từ Natrium
Nguyên tố Nhôm được ký hiệu bằng Al, xuất phát từ Aluminium
Nguyên tố Magie được ký hiệu bằng Mg, xuất phát từ Magienium
……
Để phân biệt các đồng vị khác nhau của một nguyên tố, ngưới ta ghi thêm vào
bên trên, phía bên phải của ký hiệu nguyên tố con số chỉ khối lượng đồng vị.
Ví dụ:
OOO 18
8
17
8
16
8
hay
OOO 181716
(Riêng ba đồng vị của nguyên tố hidro được ký hiệu bằng ba chữ cái khác nhau:
TH,DH,HH 321
)
Proti Dơtri Triti
I.2.4. Chất hoá học (Chất nguyên chất) luôn có tính đồng nhất, có nghĩa là tính chất
và thành phần của chất trong toàn bộ thể tích đều giống nhau.
a. Đơn chất
+ Định nghĩa: Đơn chất là chất mà phân tử của nó chỉ gồm các nguyên tử của một
nguyên tố liên kết với nhau
Ví dụ: Hidro, phân tử: H2
Oxi, phân tử: O2
…..
Các đơn chất chính là các nguyên tố hoá học.
+ Đặc trưng: Mỗi đơn chất được đặc trưng bằng những tính chất lý, hoá học xác định.
Khi tham gia vào phản ứng hoá học tạo chất mới thì đa số tính chất của nó lại mất đi.
Ví dụ: Natri, Na là kim loại màu trắng xám, có ánh kim, mềm, nhẹ (tỉ trọng
bằng 0,97g/cm3); dễ nóng chảy,
; có tính khử mạnh,….
Clo, Cl2 là phi kim, ở điều kiện thường là chất khí màu lục vàng,
C34T,C9,101T00
s
00
nc
; có tính oxi hoá mạnh,….
Khi phản ứng: 2Na + Cl2 = 2NaCl, NaCl là chất tinh thể trong suốt,
không màu;
C1454T,C800T00
s
00
nc
. NaCl hầu như không khử, không oxi hoá,…
Tuy nhiên bằng điện phân nóng chảy NaCl có thể điều chế được Na và Cl2.
+ Tính thù hình: Thực tế có nhiều nguyên tố tồn tại dưới dạng một số đơn chất khác
nhau, hiện tượng này được gọi là tính thù hình.
Ví dụ: Nguyên tố cacbon có: kim cương, than chì, cacbin.
Nguyên tố photpho có: photpho trắng, photpho đỏ, photpho đen
Lưu huỳnh có: lưu huỳnh tà phương (S), lưu huỳnh đơn tà (S).
Các đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố tạo thành được gọi là các biến
thể thù hình của nguyên tố đó. Tuy có nhiều điểm khác nhau, nhưng các biến thể thù
hình luôn có những điểm chung và có thế biến đổi lẫn nhau.