zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Khoa Học Tự Nhiên

Hóa đại cương - Chương 5

Chia sẻ: Nguyễn Văn Quang | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:9

Báo xấu

352
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nguyên lí không phân biệt các hạt đồng nhất - Các electron là các hạt đồng nhất, không thể phân biệt được - Việc ghi số thứ tự các electron là việc có tính chất quy ước 2. Nguyên lí phản đối xứng - Xét đầy đủ mỗi eletron có hai toạ độ: tọa độ không gian r r và toạ độ spin đặc trưng bởi s . Toạ độ q={r,s } ur - Xét hệ 2 e, quy ước e1 có toạ độ q1, e2 có toạ độ q2 Nếu ta đặt e1 trước e2 sau thì hàm sóng mô tả trạng thái hệ 2e này là 1 2 y (q...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Hóa đại cương - Chương 5

Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Hoạt động của GV và SV Nội dung bài dạy Bài 1: MỘT SỐ CƠ SỞ I. Hai nguyên lí GV: Nội dung của nguyên lí 1. Nguyên lí không phân biệt các hạt đồng nhất không phân biệt các hạt đồng - Các electron là các hạt đồng nhất, không thể phân biệt nhất? được - Việc ghi số thứ tự các electron là việc có tính chất quy ước 2. Nguyên lí phản đối xứng GV: - Thế nào là hàm sóng - Xét đầy đủ mỗi eletron có hai toạ độ: tọa độ không ur { phản đối xứng và hàm sóng đối r σ . Toạ độ q= r , σ } gian r và toạ độ spin đặc trưng bởi xứng? - Xét hệ 2 e, quy ước e1 có toạ độ q1, e2 có toạ độ q2 - Hàm sóng toàn phần mô tả Nếu ta đặt e1 trước e2 sau thì hàm sóng mô tả trạng trạng thái của hệ nhiều e là thái hệ 2e này là ψ (q1 , q2 ) . hàm phản đối xứng hay đối Nếu ta đặt e2 trước e1 thì hàm sóng mô tả trạng thái xứng. hệ 2 e này là ψ (q2 , q1 ) . Theo nguyên lí không phân biệt các hạt đồng nhất vừa xét, khả năng tìm thấy hệ 2 e ở trạng thái đó là như nhau: ψ ( q1 , q2 ) = ψ ( q2 , q1 ) 2 2 => ψ ( q1 , q2 ) = ψ ( q2 , q1 ) Hoặc: ψ ( q1 , q2 ) = −ψ ( q2 , q1 ) Nếu ψ ( q1 , q2 ) = ψ ( q2 , q1 ) ; hàm sóng là hàm đối xứng Nếu ψ ( q1 , q2 ) = −ψ ( q2 , q1 ) , hàm sóng là hàm phản đối xứng Nguyên lí: Thực nghiệm cho biết hàm sóng toàn phần mô tả trạng thái hệ các electron là hàm phản đối xứng Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang đối với sự đổi chỗ cho hai electron bất kì của hệ đó. II. Sự gần đúng tron việc giải bài toán hệ nhiều electron 1. Mô hình hạt độc lập Trong hệ nhiều electron, hạt nhân được coi là đứng yên, xét chuyển động của từng electron trong trường - Cho biết nội dung của sự gần lực được tạo ra bởi hạt nhân và các electron còn lại đúng Bocnơ- Openhaimơ? 1N 2 NZ N N 1 ^ ∑ ∇ p − ∑ r + ∑∑ r Toán tử Hamintơn: H = − 2 p =1 p =1 q p =1 q ≠1 pq 2. Phương pháp gần đúng Xlâytơ GV bổ sung: Các nguyên tử có - Phương pháp gần đúng để xác định hàm bán kính R nl nhiều e , ngoài lực hút giữa hạt và năng lượng tương ứng của obitan đó năng lượng Enl Công thức xác định hàm bán kính: nhân với e còn có các lực đẩy * * Rnl (r ) = cr n −1.e − ( Z −b ) r / n a0 giữa các e với nhau. Lực đẩy này làm giảm lực hút của hạt Năng lượng 1e ở trạng thái được mô tả bởi hàm Rnl: nhân với e. Ta nói: e bị chắn ( Z − b) ( Z − b ) (eV ) 2 2 2 e0 En = − = −13, 6 . (n ) ( n* ) *2 2 2a0 lẫn nhau, hiệu ứng chắn - Ví dụ 1: Dựa vào phương Z: số đơn vị điện tích của nguyên tử pháp gần đúng Slater. Hãy xác b: Hằng số chắn định điện tích hiệu dụng Z* Z - b: Số đơn vị điện tích hạt nhân hiệu dụng cho các trường hợp sau: n*: là số lượng tử chính hiệu dụng a. N (Z =7) c: là hằng số b. Fe (Z =26) a0: bán kính Bo thứ nhất Giải: e0: điện tích cơ bản Khi tính điện tích hiệu dụng Quy tắc gần đúng để xác định n* và b như sau: người ta xếp cấu hình e theo a. Xác định số lượng tử hiệu dụng n* theo bảng sau: lớp: n1 2 3 4 5 6 (1s),(2s,2p),(3s,3p),(3d), n* 1 2 3 3,7 4,0 4,2 (4s,4p), b. Xác định hằng số chắn b Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Với N : 1s22s22p3 - Các hàm AO được chia thành các nhóm như sau: Z*1s = 7 - 0,3.1= 6,7 (1s), (2s, 2p), (3s, 3p), (3d), (4s, 4p), (4d, 4f)…. Các AO trong cùng một nhóm được coi có cùng hàm Rnl Z*2s,2p = 7- 5.0,35 - 2.0,85 =3,9 Làm tương tự với Fe - Trị số hằng số chắn b đối với 1e đang xét sẽ bằng tổng số các trị số góp của các e khác, như sau: - Ví dụ 2: Từ cấu hình electron + Các e ở nhóm AO ngoài nhóm AO đang xét có trị số của He 1s2 hãy: góp bằng 0 a. Tính năng lượng He theo eV + Mỗi e ở cùng AO với e được xét góp một lượng b. Tính giá trị của He theo 0,35 riêng 1 e trên cùng AO 1s chỉ góp 0,30 phương pháp Slater rồi so sánh + Lượng góp của mỗi e ở AO bên trong so với AO kết quả với phần a và với giá đang xét: trị thực nghiệm E = -79 eV ở lớp n có trị số nhỏ hơn n của lớp đang xét 1 góp - Ví dụ 3: hãy xác định điện 0,85 tích hiệu dụng với các nhónm ở lớp n có trị số nhỏ hơn n của lớp đang xét t ừ 2 tr ở phân lớp tương ứng có thể có lên góp 1 và tổng năng lượng đối với + Nếu AO đang xét là AO d hay AO f thì m ỗi e ở AO nguyên tử Cl ở trạng thái cơ trong góp 1,0 vào b bản. 3. Sơ lược về phương pháp trường tự hợp - Ví dụ 4: áp dụng phương Hactơri- Fôc pháp gần đúng Slaytơ, hãy: a. Xác định năng lượng các phân lớp, năng lượng e của nguyên tử K b. Xác định năng lượng ion hoá thứ nhất. Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang GV: Cấu hình electron là gì? Bài 2: CẤU HÌNH ELECTRON Dựa trên những cơ sở nào? I. Khái niệm Sơ đồ biểu diễn sự phân bố e theo đồng thời các số lượng tử n, l được gọi là cấu hình electron của nguyên GV: Hãy cho biết nội dung của tử nguyên lí vững bền? II. Một số cơ sở 1. Nguyên lí vững bền hay nguyên lí năng l ượng c ực tiểu Trong nguyên tử e chiếm mức năng lượng thấp GV: Bằng sơ đồ thích hợp hãy trước, tiếp đến các mức năng lượng cao hơn. Trạng trình bày nội dung của quy tắc thái hệ có năng lượng thấp nhất là trạng thái cơ bản. 2. Quy tắc Klechknowski Klechkowski? VD: Hãy dựa vào quy tắc trên Năng lượng của phân mức Enl tăng theo sự tăng của sắp xếp phân lớp 2s, 2p, 3s? trị số tổng (n+ l); nếu hai phân mức có cùng trị của Với 2s có n + l = 2 tổng (n+ l ) thì Enl tăng theo sự tăng của n. Trong đó n : số lượng tử chính, l: số lượng tử phụ 2p có n +l =3, 3s có n+l = 3 Vậy 2s trước, 2p và 3s có tổng Thứ tự: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p bằng nhau nhưng n(2p)< n(3s) … Do đó : 2s 2p 3s 7s 7p 6s 6p 6d 5s 5p 5d 5f 4s 4p 4d 4f 3s 3p 3d Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang 2s 2p 1s VD: Với n=2 + l = 0, 2s Ens < E(n-2)f < E(n-1)d < Enp + l= 1, 2p 3. Nguyên lí Pauli Mỗi AO bị chiếm nhiều nhất bởi 2e có trạng thái biểu thị bằng trị số ms ngược dấu nhau. Mỗi AO kí hiệu là một ô lượng tử ( hoặc một ô VD: Có bao nhiêu cách phân bố vuông) 3 e vào phân lớp p? Trường Những AO có cùng năng lượng được viết kề nhau hợp nào đúng theo quy tắc thành một khối Hun? Những AO có năng lượng khác nhau được viết tách - Có nhiều cách phân bố 3 e biệt vào các AO p. Một số trường 4. Quy tắc Hun 1 ( Smax) hợp như ở dưới. Trong đó theo - Khi chiếm các AO, các electron có khuynh h ướng cách 3 độc thân cùng hướng có tạo ra nhiều nhất số electron độc thân Smax= 3/2 - Cách khác: Các electron được phân bố vào các obitan sao cho tổng spin của chúng đạt giá trị lớn nhất (cực đại) Nếu hệ có n electron độc thân thì spin S = 1/2. n - Trường hợp 2 e chiếm một AO: e ghép đôi - Trường hợp mỗi e chiếm một AO, e độc thân III. Số electron trong một lớp, phân lớp 1. Lớp - Các e trên cùng một lớp có năng lượng gần bằng GV: Số e tối đa trên các phân nhau lớp? Thứ tự các lớp được ghi bằng các số nguyên n= 1 2 3 4 5 Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Tên: K L M N O - Số e tối đa trên một lớp 2n2 2. Phân lớp Các e trên cùng một phân lớp có năng lượng b ằng nhau Mỗi lớp được chia thành các phân lóp kí hiệu bằng các chữ cái viết thường:s, p, d, f - Trong một phân lớp, số e nhiều nhất là 2(l+1). Phân lớp s: có tối đa 2 e; Phân lớp p có tối đa 6 e Phân lớp d có tối đa 10 e; Phân lớp f có tối đa 14 e Phân lớp electron có đủ số e cực đại được gọi là phân lớp bão hoà. Vỏ bão hoà được gọi là vỏ kín, vỏ chưa bão hoà được gọi là vỏ mở. GV: Cách xác định số lượng e ? IV. Cách viết Trong nguyên tử số e = Z - Quy ước cách viết cấu hình e nguyên tử: Ion dương: e = Z - điện tích + Số thứ tự phân lớp được viết bằng các chữ số 1, 2, ion 3… Ion âm: e = Z + điện tích ion + Phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường s, p ,d ,f - VD: Hãy viết cấu hình e đầy + Số electron được ghi bằng chỉ số ở phía trên bên phải đủ của 26Fe, Fe2+, Fe3+? kí hiệu của phân lớp - Viết cấu hình và phân bố vào - Cách viết: ô lượng tử, nhận xét của 29Cu, + Xác định số lượng e + Các e được phân bố theo thứ tự tăng dần các m ức Cr 24 Giải: năng lượng AO theo các nguyên lí và quy tắc + Viết cấu hình e theo thứ tự các phân lớp trong một Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1 lớp và theo thứ tự của các lớp e. Cr: 1s22s22p63s23p63d54s1 - Cấu hình 1s22s22p6 có thể là - Có thế viết cấu hình e theo các cách: của vi hạt nào? Nêu ví dụ cụ + Viết cấu hình e đầy đủ: viết đầy đủ sự phân bố e thể? vào các lớp từ lớp 1 đến n Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang Giải: + Viết cấu hình e rút gọn: viết theo cấu hình của khí - Nguyên tử: Ne hiếm đứng đằng trước - Ion dương: Na+, Mg2+, Al3+.. + Viết cấu hình dưới dạng ô lượng tử: viết dưới dạng chữ, sau đó phân bố vào các ô lượng tử theo quy tắc - Ion âm: F-, O2-, N3- Hun và Pauli GV: Nhận xét gì về lớp vỏ Chú ý: các nguyên tố có cấu hình (n-1)d 4ns2, (n- electron ngoài cùng và tính chất 1)d9ns2 hoá học của nguyên tố? có sự chuyển 1e từ lớp ns bên ngoài để đạt cấu hình nửa bão hoà hoặc bão hoà của phân lớp bên trong. Trạng thái kích thích là trạng thái có sự chuy ển d ời của e từ mức năng lượng thấp nên mức năng lượng cao hơn. GV: Xác định số e hoá trị đối V. Vỏ electron với các nguyên tố: Fe, Cu, Ca, - Electron lớp vỏ ngoài cùng quyết định tính chất hoá học của một nguyên tố O? + Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 8: khí hiếm ( trừ He) + Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 1, 2, 3: kim loại + Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 5, 6, 7: phi kim + Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 4 có thể là kim loại hoặc phi kim - Electron hoá trị là những electron có kh ả năng tham gia hình thành liên kết hoá học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp sát ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hoà. V. Rút kinh nghiệm giờ dạy: Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang CHƯƠNG V: NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON 8 tiết (4 lí thuyết, 4 bài tập) Ngày soạn: 15/10/2010 Ngày giảng: 15/11/2010-27/11/2010 I. Mục tiêu bài giảng Sau khi học xong chương này SV cần nắm được: 1. Kiến thức - Các nguyên lí: không phân biệt các hạt đồng nhất, nguyên lí phản đối xứng. - Nắm chắc và vận dụng tốt mô hình hạt độc lập và sự gần đúng c ủa l ời gi ải ph ương trình Srođingơ cho hệ nhiều electron. - Nắm và giải thích được bốn cơ sở viết cấu hình electron, viết được cấu hình electron và một số trường hợp bất thường. 2. Kĩ năng - Viết cấu hình electron - Cách biểu diễn electron vào các ô lượng tử theo các nguyên lý và quy tắc II. Phương pháp giảng dạy - Phương pháp tiên đề Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn Quang - Đàm thoại ôn tập củng cố (kiến thức trong chương chủ yếu là đã được tìm hiểu ) Vận dụng làm bài tập - - Phương pháp thuyết trình III. Chuẩn bị - GV: giáo án, giáo trình SV: Giáo trình, bài chuẩn bị - IV. Nội dung bài giảng Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.