Giáo trình Hóa học đại cương - vô cơ (Ngành: Dược - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Y tế Cà Mau

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:122

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Hóa học đại cương - vô cơ (Ngành: Dược - Trình độ: Cao đẳng)" bao gồm 7 chương sau: Chương 1: Cấu tạo nguyên tử - định luật tuần hoàn; Chương 2: Liên kết hóa học; Chương 3: Nhiệt động lực học; Chương 4: Động hoá học; Chương 5: Dung dịch; Chương 6: Điện hoá học; Chương 7: Một số hợp chất vô cơ. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Hóa học đại cương - vô cơ (Ngành: Dược - Trình độ: Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Y tế Cà Mau

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH CÀ MAU TRƯỜNG CAO ĐẲNG Y TẾ GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG – VÔ CƠ NGÀNH: DƯỢC TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 19 /QĐ-CĐYT ngày 25 tháng 01 năm 2022 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Y tế Cà Mau LƯU HÀNH NỘI BỘ Cà Mau, 2022
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2
LỜI GIỚI THIỆU Hóa đại cương – vô cơ là một trong những môn khoa học cơ sở quan trọng trong chương trình đào tạo Dược sỹ cao đẳng. Môn Hóa đại cương - vô cơ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hóa đại cương như một số khái niệm và định luật cơ bản trong hóa học, cấu tạo chất, phản ứng hóa học, dung dịch chất điện ly và các kiến thức về hóa học vô cơ như trạng thái tự nhiên, cấu tạo, tính chất, vai trò, độc tính và ứng dụng của các nguyên tố, hợp chất vô cơ quan trọng trong Y – Dược, từ đó vận dụng được kiến thức để làm bài tập, giải quyết được những vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn và vận dụng vào các môn học chuyên ngành như Hóa sinh, Hóa dược, Kiểm nghiệm, Dược liệu, Bào chế,… Môn Hóa đại cương – vô cơ gồm 2 đơn vị học trình (30 giờ trong đó có 15 giờ lý thuyết và 15 giờ bài tập), được học trong kỳ 1 của năm thứ nhất. Nội dung của giáo trình bao gồm các chương/bài sau: Chương 1. Cấu tạo nguyên tử - định luật tuần hoàn Chương 2. Liên kết hóa học Chương 3. Nhiệt động lực học Chương 4. Động hoá học Chương 5. Dung dịch Chương 6. Điện hoá học Chương 7. Một số hợp chất vô cơ Trong quá trình biên soạn, chúng tôi lấy giáo trình Hóa đại cương - vô cơ, tập 1, 2 (Sách đào tạo dược sĩ ĐH, 2017), chủ biên PGS.TSKH. Lê Thành Phước, Giáo trình Thực tập Hóa đại cương – vô cơ (Đại học Dược Hà Nội), giáo trình hoá học đại cương – vô cơ (Cao đẳng Y tế Sơn La), chủ biên Phan Thị Thanh tâm, làm tài liệu tham khảo. Tuy nhiên, lần đầu biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi mong nhận được góp ý từ các nhà giáo, các nhà khoa học, các bạn đọc và các sinh viên để cuốn sách được sửa chữa, bổ sung hoàn thiện hơn. Cà Mau, ngày tháng năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên Ths. Huỳnh công Đoàn 2. Ths. Đinh Thuý Lan 3
MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 2 LỜI GIỚI THIỆU 3 MỤC LỤC 4 CHƯƠNG 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 10 CHƯƠNG 2 LIÊN KẾT HÓA HỌC 30 CHƯƠNG 3 NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 43 1. Một số khái niệm chung 45 CHƯƠNG 4 ĐỘNG LỰC HỌC 57 1. Tốc độ phản ứng hóa học 59 CHƯƠNG 5 DUNG DỊCH 67 84 CHƯƠNG 6. ĐIỆN HOÁ HỌC 94 1. Các phản ứng oxi hóa khử 97 CHƯƠNG 7 KIM LOẠI VÀ MỘT SỐ HỢP CHẤT 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 4
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 1. Tên Môn học: Hóa học đại cương – vô cơ 2. Mã Môn học: MH15, MH18 3. Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học 3.1. Vị trí: Thực hiện chương trình Môn học Hóa học đại cương – Vô cơ ở học kỳ I năm nhất. 3.2. Tính chất: Môn học Hóa học đại cương – Vô cơ cung cấp cho sinh viên những kiến thức cần thiết về nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, động hóa học, nhiệt động hóa học, dung dịch, điện hóa học, một số hợp chất vô cơ được ứng dụng trong ngành Dược. Từ kiến thức về hóa học vi mô đến vĩ mô áp dụng thực tiễn vào quá trình nghiên cứu các vấn đề liên quan đến quá trình nhiệt động học, động hóa học. 3.3. Ý nghĩa và vai trò của môn học: Môn Hóa đại cương - vô cơ trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hóa đại cương như một số khái niệm và định luật cơ bản trong hóa học, cấu tạo chất, phản ứng hóa học, dung dịch chất điện ly và các kiến thức về hóa học vô cơ như trạng thái tự nhiên, cấu tạo, tính chất, vai trò, độc tính và ứng dụng của các nguyên tố, hợp chất vô cơ quan trọng trong Y – Dược, từ đó vận dụng được kiến thức để làm bài tập, giải thích được một số vấn đề thực tế liên quan về chuyên môn và vận dụng vào các môn học chuyên ngành như: Hóa sinh, Hóa dược, Kiểm nghiệm, Dược liệu, Bào chế,… 4. Mục tiêu Môn học: 4.1.Về kiến thức: + Hoá đại cương: Cung cấp cho sinh viên các khái niệm và định luật cơ bản về hoá học, cấu tạo nguyên tử, định luật tuần hoàn các nguyên tố hóa học; các nguyên lí nhiệt động hoá học; cấu tạo chất; các loại phản ứng hoá học; điện hoá học; các hệ keo; + Hoá vô cơ: Một số loại hợp chất vô cơ quan trọng, tính chất hóa học của các chất vô cơ liên quan đến ngành Dược. 4.2. Về kỹ năng: + Phân tích chiều hướng, giới hạn, tốc độ và các yếu tố ảnh hưởng đến các quá trình hóa học; Vận dụng hiểu biết một số chất vô cơ ứng dụng trong Dược học. 4.3. Về năng lực tự chủ và tự chịu trách nhiệm: 5
Có tinh thần yêu thích và nghiên cứu, học tập một cách nghiêm túc, có trách nhiệm nghiên cứu các quá trình động học, nhiệt động hóa học, các hợp chất vô cơ ứng dụng trong ngành Dược. 5. Nội dung chương trình môn học ST SỐ GIỜ CÁN BỘ GIẢNG GHI TÊN BÀI GIẢNG CHÚ T LT TH TS 1 Chương 1: Cấu tạo nguyên tử 2 2 4 và định luật tuần hoàn 2 Chương 2: Liên kết hóa học 2 2 4 3 Chương 3: Nhiệt động hóa 2 2 4 học Kiểm tra 15’ 4 Chương 4: Động hóa học 2 2 4 5 Chương 5: Dung dịch 2 2 4 6 Chương 6: Điện hóa học 3 3 4 Kiểm tra 1 tiết 7 Chương 7: Một số hợp chất 2 2 4 vô cơ TỔNG 15 15 30 6. Điều kiện thực hiện môn học: 6.1. Phòng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn. 6.2. Trang thiết bị dạy học: Máy vi tính, máy chiếu projector, phấn, bảng. 6.3. Học liệu, dụng cụ, mô hình, phương tiện: Giáo trình. 6.4. Các điều kiện khác: mạng Internet. 7. Nội dung và phương pháp đánh giá: 7.1. Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức. - Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kỹ năng. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. 6
7.2. Phương pháp: 7.2.1. Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Cao đẳng hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-LĐTBXH, ngày 13/3/2017 của Bộ trưởng Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội. - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Y tế Cà Mau như sau: Điểm đánh giá Trọng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 7.2.2. Phương pháp đánh giá Phương Phương Hình Chuẩn đầu Số pháp pháp tổ thức Thời điểm kiểm tra ra đánh giá cột đánh giá chức kiểm tra Thường Viết Tự luận A1, A2, 1 xuyên cải tiến Sau 12 giờ. B1, B2, C1, (sau khi học xong bài 3) C2 Định kỳ Viết Trắc A1, A2, 1 nghiệm B1, B2, C1, Sau 20 giờ C2 (sau khi học xong bài 5) Kết thúc Viết Trắc A1, A2, 1 Sau 30 giờ môn học nghiệm B1, B2, C1, C2 7.2.3. Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần và điểm thi kết thúc môn học được chấm theo thang điểm 10 (từ 0 đến 10), làm tròn đến một chữ số thập phân. - Điểm môn học là tổng điểm của tất cả điểm đánh giá thành phần của môn học nhân với trọng số tương ứng. Điểm môn học theo thang điểm 10 làm tròn đến một chữ số thập phân. 8. Hướng dẫn thực hiện môn học 7
8.1. Phạm vi, đối tượng áp dụng: Môn học được áp dụng cho đối tượng sinh viên Cao đẳng Dược hệ chính quy học tập tại Trường CĐYT Cà Mau. 8.2. Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 8.2.1. Đối với người dạy + Lý thuyết: Thuyết trình, động não, thảo luận nhóm, làm việc nhóm, giải quyết tình huống. + Thực hành, bài tập: Thảo luận nhóm. + Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân công các thành viên trong nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung trong bài học, cả nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép và viết báo cáo nhóm. 8.2.2. Đối với người học - Người học phải thực hiện các nhiệm vụ như sau: + Nghiên cứu kỹ bài học tại nhà trước khi đến lớp. Các tài liệu tham khảo sẽ được cung cấp nguồn trước khi người học vào học môn học này (trang web, thư viện, tài liệu...) + Tham dự tối thiểu 70% các buổi giảng lý thuyết. Nếu người học vắng >30% số tiết lý thuyết phải học lại môn học mới được tham dự kì thi lần sau. + Tự học và thảo luận nhóm: là một phương pháp học tập kết hợp giữa làm việc theo nhóm và làm việc cá nhân. Một nhóm gồm 8-10 người học sẽ được cung cấp chủ đề thảo luận trước khi học lý thuyết, thực hành. Mỗi người học sẽ chịu trách nhiệm về 1 hoặc một số nội dung trong chủ đề mà nhóm đã phân công để phát triển và hoàn thiện tốt nhất toàn bộ chủ đề thảo luận của nhóm. + Tham dự đủ các bài kiểm tra thường xuyên, định kỳ. + Tham dự thi kết thúc môn học. + Chủ động tổ chức thực hiện giờ tự học. 9. Tài liệu tham khảo [1]. Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội (2018), Thông tư số 54/2018/TT- BLĐTBXH ngày 28/12/2018 của Bộ Lao động, Thương binh và Xã hội về việc quy định khối lượng kiến thức tối thiểu yêu cầu về năng lực mà người học đạt được sau khi tốt nghiệp trình độ trung cấp, trình độ cao đẳng các ngành, nghề thuộc lĩnh vực sức khỏe và dịch vụ xã hội. 8
[2]. Chủ biên PGS.TSKH. Lê Thành Phước (2017). Hoá đại cương - vô cơ, tập I, tập II, NXB Y học. [3]. Trường ĐH Dược HN (2016). Thực tập Hóa đại cương – vô cơ. [4]. Chủ biên PGS.TSKH Phan An (2007). Hóa học đại cương, Nhà xuất bản Giáo dục. [5]. Chủ biên Lê Mậu Quyền (2009). Hóa học đại cương, Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam. [6]. Chủ biên Nguyễn Đức Chung (2003). Bài tập Hóa học đại cương, Nhà xuất bản Đại học QG TPHCM. 9
CHƯƠNG 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN  GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1 Chương 1 là chương giới thiệu về cấu tạo nguyên tử, hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, để người học có được kiến thức nền tảng và vận dụng được kiến thức đã học vào trong nghiên cứu tính chất các chất vô cơ có nhiều ứng dụng trong Y – Dược.  MỤC TIÊU CHƯƠNG 1 Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:  Về kiến thức: - Trình bày được cấu tạo nguyên tử và cấu tạo bảng tuần hoàn. - Giải thích được nguyên nhân hình thành các chu kỳ, nhóm nguyên tố và sự tuần hoàn về tính chất của các nguyên tố hóa học. - Viết được cấu hình electron từ đó xác định được vị trí trong bảng tuần hoàn, dự đoán được cấu tạo và tính chất của các nguyên tố hóa học.  Về kỹ năng: - Vận dụng được kiến thức lý thuyết để làm bài tập về cấu tạo nguyên tử và bảng tuần hoàn. - Vận dụng được kiến thức lý thuyết để học tập các môn chuyên ngành như Hóa dược, Kiểm nghiệm, Bào chế.  Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Thể hiện được năng lực tự học, tự nghiên cứu trong học tập. - Chịu trách nhiệm về kết quả học tập của bản thân, sự chính xác trong công tác chuyên môn sau này.  PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (Chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu thảo luận chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định. 10
 ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học lý thuyết. - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác. - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có.  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1 - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức.  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp. + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp kiểm tra đánh giá:  Điểm kiểm tra thường xuyên: không có.  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có. 11
NỘI DUNG CHƯƠNG 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 1. Cấu tạo nguyên tử 1.1. Mở đầu cấu tạo nguyên tử - Nguyên tử là một hệ trung hòa gồm: + Hạt nhân + Các electron: mang điện tích âm. ELE C TR ON Khối lượng electron = 9,109.10-28gam Điện tích electron =1,6.10-19coulumb (Điện tích nhỏ nhất, được chọn làm đơn vị 1 0 8 c m = 1 A 0 điện tích = 1-) N H A Â N V O Û - Khối lượng nguyên tử tập trung ở nhân. - Vì nguyên tử trung hòa về điện nên điện tích dương hạt nhân nguyên tử bằng số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Ví dụ: STT của Clo = 17 1.2. Hạt nhân nguyên tử - Hạt nhân gồm: + Các proton mang điện tích + + Các notron không mang điện ⇒ Điện tích dương của hạt nhân (Z) = số hạt p có trong hạt nhân - Số khối A = Z + N 12
Z : Số proton ; N : Số nơtron (Tổng khối lượng proton và nơtron có giá trị gần bằng khối lượng nguyên tử) Ký hiệu nguyên tử : ZA X 35 Ví dụ: Clo ( 17 Cl ) * Đồng vị : Là những nguyên tử của cùng một nguyên tố có cùng số proton nhưng khác nhau về số notron, do đó số khối cũng khác nhau. 35 Ví dụ: Nguyên tố Clo trong thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị 17 Cl (75,77%) và 37 17 Cl (24,23%) Vậy có thể định nghĩa : « Nguyên tố là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân » 1.3. Lớp vỏ electron Năm 1913, nhà vật lý Đan Mạch là Niels Bohr đã giải thích được mô hình cấu tạo của các nguyên tử có lớp vỏ electron tương tự Hyđro (tức là có 1 electron ở lớp vỏ như H, He+, Li2+…). Còn các nguyên tử khác thì thuyết Bohr tỏ ra chưa đúng đắn, và cuối cùng mô hình nguyên tử (đặc biệt là lớp vỏ electron) đã được giải thích khá đầy đủ dựa trên quan điểm thuyết cơ học lượng tử. 2. Tính chất sóng của hạt vi mô Năm 1924, Nhà vật lý Pháp Louis De Broglie (Đơ Brơi) đưa ra giả thuyết là: Không chỉ có các hạt proton mà các hạt vi mô khác (electron ; nguyên tử ; phân tử….) đều có tính chất sóng hạt. Chuyển động của các hạt vi mô có thể xem là chuyển động sóng, bước sóng của h hệ thức đó tuân theo hệ thức Đơ brơi : mc c: tốc độ chuyển động của hạt h: Hằng số Plank ( h = 6,626.10-27erg.s = 6,626.10-34J.s) 2.1. Hệ thức bất định Heisenberg - Năm 1927, nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg rút ra nguyên lý: “Không thể nào xác định chính xác vị trí lẫn vận tốc của một hạt vào cùng một lúc”. Hệ thức: Một hạt vi mô khối lượng m, tốc độ v đang ở tọa độ x, trên trục Ox 13
Gọi x: Sai số về vị trí ( theo hướng x) vx: Sai số vận tốc theo trục x h Ta có: x px 2 h Hay x vx 2 m + x=0⇒ vx → : + vx = 0 ⇒ x→ : - Áp dụng nguyên lý bất định vào trường hợp hạt là nguyên tử, Heisenberg cho rằng: ta không thể nói một cách toán học rằng electron chuyển động trên một quỹ đạo nào đó mà ta hoàn toàn xác định được vị trí và vận tốc của nó mà chỉ có thể nói đến xác xuất tìm thấy electron tại một vị trí nào đó vào một thời điểm nào đó. Cho nên theo nguyên lý bất định của Heisenberg thì khái niệm về quỹ đạo của electron trong nguyên tử của Borh trở thành vô nghĩa. 2.2. Phương trình Schrodinger - Với mỗi hạt electron có khối lượng me có một hàm sóng x, y , z . 2 2 Trong đó có một ý nghĩa quan trọng, đó là: x, y , z dxdydz : cho biết xác suất tìm thấy hạt trong nguyên tố. - Vì electron chuyển động xung quanh hạt nhân nên hàm sóng thường được biểu diễn bằng hàm tọa độ cầu mà gốc là hạt nhân nguyên tử. Khi đó mỗi hàm sóng là tích của hai phần: ψ ( r ,θ ,φ ) = Rn ,l (r )θ l , ml ( ) Φml (φ ) = Rn ,l (r ) Yl , ml (θ , φ ) + R (r): Phần bán kính ⇒liên quan đến 2 số lượng tử n và l. +Y ( , ): Phần góc ⇒ liên quan đến 2 số lượng tử l và ml Một hàm sóng tương ứng với một bộ 3 số lượng tử ( ψ n, l , ml ) miêu tả trạng thái của một electron như thế được gọi là : Obital 14
Quan hệ giữa tọa độ cầu và tọa độ Đêcac: x = rsin cos y = rsin sin z = rcos 2.3. Phần bán kính của hàm sóng R(r) - Khi ta giữ và không đổi thì ta khảo sát được phần xuyên tâm R(r) là xác suất hiện diện của electron tính theo khoảng cách r từ nhân đến điện tử ( xác suất hiện y diện điện tử của 2 vị trí đối xứng qua nhân là giống nhau trường đối xứng cầu hay trường xuyên tâm) 2 * Mật độ xác xuất có mặt electron ( ) theo khoảng cách r đến hạt nhân đối với các obitan nguyên tử : Obitan s 3p r r r Obitan p 15
2.4. Phần góc của hàm sóng : Y ( , ) - Người ta vẽ đường biểu diễn sự phụ thuộc của phần góc của hàm sóng vào các góc và khi r không đổi. Ở đây r được chọn như thế nào để bề mặt được biểu diễn sẽ giới hạn một thể tích bao gồm 90-95% xác xuất tìm thấy electron. - Các kết quả cho thấy sự phân bố xác xuất tìm thấy electron và các mặt giới hạn thu được cũng chính là hình dạng của các obitan nguyên tử: + Hàm sóng của obitan nguyên tử s không phụ thuộc vào góc (không có hướng) nên các obitan s có dạng hình cầu, tâm là hạt nhân của nguyên tử, nghĩa là gốc của tọa độ. 2s + Các obitan p đều có dạng hai quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ của chúng lần lượt nằm trên các trục x, y, z. Obitan px nằm dọc theo trục x, obitan py nằm dọc theo trục y và obitan pz nằm dọc theo trục z. + Trong 5 obitan d ba obitan dxy, dxz và dyz giống với nhau hơn còn hai obitan dz2 và dx2-y2 thì hơi khác. Ba obitan dxy, dxz và dyz đều gồm 4 quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ trong đó cứ hai quả cầu một có tâm nằm trên đường phân giác của các góc tạo nên bởi hai trục tọa độ. Ví dụ: Tâm của bốn quả cầu của obitan dxy nằm trên hai đường phân giác của các góc tạo nên bởi trục x và trục y. Obitan dx 2-y2 cũng gồm có bốn quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ, nhưng tâm của chúng nằm ngay trên trục x và trục y. Còn obitan 16
dz2 gồm có hai quả cầu tiếp giáp với nhau ở gốc tọa độ, tâm nằm trên trục z và một vành tròn nằm trong mặt phẳng xy.  Ba obitan dxy, dxz và dyz:  Obitan dx2-y2:  Obitan dz2: z x y dz2 17
3. Ý nghĩa các số lượng tử * Số lượng tử chính n + Số lượng tử n biểu thị kích thước của nguyên tử n càng lớn kích thước của nguyên tử càng lớn + n là số nguyên dương từ 1→∞ và các elec tron trong cùng một số lượng tử chính có cùng một mức năng lượng. E1 E2 E 3 ...... E n + Những electron có cùng giá trị n lập nên một lớp electron: N 1 2 3 4 5 6 7 Lớp K L M N O P Q * Số lượng tử obitan l (Số lượng tử phụ) + Nó cho biết hình dạng các đám mây electron. Có n giá trị l đi từ 0 n 1 + Nó cho biết phân mức năng lượng (phân lớp electron). N L Dạng obitan 1 0 S 0 S 2 1 P 0 S 3 1 p 2 d 0 S 1 p 4 2 d 3 f * Số lượng tử từ ml + Có thể nhận các giá trị từ ml = (-l ; 0 ; +l) ⇒Ứng với một trị số của l, ta có (2l +1) trị số của ml + Số lượng tử từ đặc trưng cho sự định hướng các obitan nguyên tử trong từ trường, do đó quyết định số obitan có trong một phân lớp và số hướng vân đạo 18
N L ml 1 0 (s) 0 có 1 đơn vị obitan 0 (s) 0 4 đơn vị obitan có 2 1 (p) -1, 0, +1 0 (s) 0 3 1 (p) -1, 0, +1 có 9 đơn vị obitan 2 (d) -2, -1, 0, +1, +2 0 (s) 0 1 (p) -1,có 16 đơn vị obitan 0, +1 4 2 (d) -2, -1, 0, +1, +2 3 (f) -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 + Ứng với một giá trị của n có n2 giá trị l * Số lượng tử spin ms (đơn giản gọi là spin) + Xác định trạng thái riêng của hai electron chỉ có hai giá trì là 1/ 2 + Quy ước: s = ½ khi quay thuận chiều kim đồng hồ, s = -1/2 ngược lại. Vậy trạng thái electron trong nguyên tử được hoàn toàn xác định bằng 4 số lượng tử n, l, ml, ms Nguyên tử nhiều electron - Cấu hình electron nguyên tử Sự phân bố electron của các nguyên tử nhiều electron tuân theo 3 nguyên lý sau: * Nguyên lý ngoại trừ Pouli: “Trong một nguyên tử không thể có hai electron có cùng 4 số lượng tử như nhau” Ví dụ: Hai electron của Heli có 3 số lượng tử n, m, l giống nhau thì phải có số spin khác nhau: He: 1s2 Electron thứ nhất: n= 0, l= 0, ml=0, ms= +1/2 Electron thứ hai: n= 0, l= 0, ml=0, ms= -1/2 + Obitan nguyên tử không có electron nào chiếm: được gọi là obitan trống + Electron duy nhất chứa trong một obitan nào đó: được gọi là electron độc thân + Cặp electron spin trái dấu của một obitan nào đó: được gọi là cặp electron ghép đôi Hệ quả: - Số e tối đa trong một ô lượng tử là 2e. 19
- Dựa vào nguyên lý trên ta có thể tính được số electron tối đa trên một AO, một phân lớp và một lớp. - Mỗi lớp (ứng với một giá trị của n) có n obitan nên 2n2 electron. - Mỗi phân lớp (ứng với một giá trị của l) có tối đa (2l+1) trị số m tức là (2l+1) obitan nguyên tử. Vì thế số electron tối đa có trong mỗi phân lớp là 2(2l + 1) electron. Phân lớp S P d F Số electron tối đa 2 6 10 14 * Nguyên lý vững bền: “Ở trạng thái cơ bản, trong nguyên tử, các electron sẽ chiếm những mức năng lượng thấp trước (tức là trạng thái vững bền) trước rồi mới đến những trạng thái năng lượng cao hơn” Ví dụ: Năng lượng của AO 2s < 2p, năng lượng của AO 3s