Bài giảng hạt nhân nguyên tử
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hóa học 10 - Bài 2: Hạt nhân nguyên tử nguyên tố hóa học đồng vị", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên KIỂM TRA BÀI CŨCâu 1: Tại sao khối lượng của hạt nhân cũng chính là khối lượng của nguyên tử?Câu 2: Nguyên tố hóa học là gì?ĐÁP ÁN:Câu 1: Khối lượng của nguyên tử: m = mp + mn + me mà vì khối lượng của electron rất nhỏ coi như không đáng kể nên coi khối lượng nguyên tử mnt = mp + mn hay chính bằng khối lượng hạt nhân nguyên tử.Câu 2: Nguyên tố hóa học là tập hợp những nguyên tử cùng loại có cùng số proton trong hạt nhân. Bài 2HẠT NHÂN NGUYÊN TỬNGUYÊN TỐ HÓA HỌCĐỒNG VỊNỘI DUNG BÀI HỌCII- NGUYÊN TỐ HÓA HỌCI- HẠT NHÂN NGUYÊN TỬIII- BÀI TẬPI. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ1. Điện tích hạt nhân : ĐTHNSố đơn vị ĐTHN Z = Số proton = Số electron 2. Số khối : ASố khối là tổng số hạt proton và tổng số hạt nơtron của hạt nhân. A = Z + NVD 1 : Hạt nhân nguyên tử Al có 13proton và 14 nơtron. Vậy số khối của Al ? A = 13 + 14 = 27VD 2 : Ng.tử Clo có số khối là 35 và có 17e. Cho biết số N của Clo? A = Z + N ⇒N = A – Z = 35 – 17 = 18II. NGUYÊN TỐ HÓA HỌC1. Định nghĩa : Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng ĐTHNVD: Những nguyên tử có số đơn vị ĐTHN là 8 đều thuộc cùng nguyên tố oxi.2. Số hiệu nguyên tử :Số đơn vị ĐTHN nguyên tử của một nguyên tố được gọi là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó, kí hiệu là Z3. Kí hiệu nguyên tử :VD 1: Na cho biết ?2311Na có số hiệu nguyên tử là 11, số đơn vị ĐTHN là 11, có 11p, 11e, 12 nơtron (23- 11= 12).VD 2: Cl .3717Cho biết : ĐTHN = Z = E = N =17+17 17 20 XAZSố khối Số hiệu nguyên tửKí hiệu Nguyên tửIII- ĐỒNG VỊCác đồng vị của cùng một nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác số nơtron VD 1: H H H11 2 131 VD 2: C C 126136IV. NGUYÊN TỬ KHỐI VÀ NGUYÊN TỬ KHỐI TRUNG BÌNH CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC :1. Nguyên tử khối :*Nguyên tử khối của một nguyên tử cho biết khối lượng của nguyên tử đó nặng gấp bao nhiêu lần đơn vị khối lượng nguyên tử.*Khối lượng nguyên tử = mp + mn + me 2. Nguyên tử khối trung bình : Ā= A mp +mna là % của đồng vị XB là % của đồng vị YVD : Clo là hỗn hợp của hai đồng vị bền Cl chiếm 75,77% và Cl chiếm 24,23% tổng số nguyên tử clo . Nguyên tử khối trung bình của clo là:351737 17VD 2 : Đồng có hai đồng vị bền Cu và Cu. Nguyên tử khối trung bình của đồng là 63,54. Tính thành phần phần trăm số nguyên tử của mỗi đồng vị .65296329Giải : % của Cu là a ⇒ % Cu là b = 100- a6563⇒ a = 27% Cu=27% Cu=736563BÀI TẬP CỦNG CỐCâu 1. Nguyên tố hóa học là những nguyên tử có cùng Số khối Điện tích hạt nhân Số nơtron Số nơtron và số protonCâu 2. Tổng số hạt proton, nơtron, electron có trong nguyên tử Rb là8637 A. 49 B. 86 C. 37 D. 123Câu 3. Cho các nguyên tử có số proton và số khối lần lượt : X (6, 12); Y (12, 24); Z ( 6, 13) ; V ( 13, 27); T ( 7, 14). Nguyên tử đồng vị gồm: A. X, Y, T B. Z, V C. X, Z D. X, Z, TA. Fe5626 B. Cu6329C. Mn5525D. Zn65 30Câu 4. Nguyên tử nào có nhiều nơtron nhất ?A. 6,89B. 7,1D. 6,93C. 6,9Câu 5. Liti trong tự nhiên có hai đồng vị : Li chiếm 92,5% ; Li chiếm 7,5%. Nguyên tử khối trung bình của Liti làCHÚC CÁC EM HỌC TỐT Trần Minh Hương Bài giảng Hóa Đại Cương ĐH Bách Khoa HCM PHẦN I. CẤU TẠO CHẤT Chương I. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
1. Nguyên tử - Nguyên tử là đơn vị cấu trúc nhỏ nhất của của một nguyên tố hóa học, không thể chia nhỏ hơn nữa về mặt hóa học và trong các phản ứng hóa học thông thường, nguyên tử không thay đổi - Cấu tạo nguyên tử : gồm 2 phần + Hạt nhân nguyên tử: tích điện dương (+). Hạt nhân nguyên tử chứa các hạt cơ bản là proton và neutron. Trong hạt nhân các proton và neutron liên kết với nhau bằng loại lực đặc biệt gọi là lực hạt nhân. Hạt nhân nguyên tử có kích thước khoảng 10-13cm, rất nhỏ so với kích thước của nguyên tử khoảng 10-8cm. + Các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân (số proton trong hạt nhân nguyên tử bằng nhau) được gọi là một nguyên tố hóa học. Khi số neutron trong các hạt nhân của cùng một nguyên tố hóa học khác nhau thì khối lượng nguyên tử của chúng sẽ khác nhau. Đó là hiện tượng đồng vị. + Lớp vỏ điện tử: được tạo bởi các electron mang điện tích âm (–) chuyển động xung quanh nguyên tử + Điện tích dương của nhân bằng số điện tích âm chuyển động quanh nhân nguyên tử trung hòa về điện. - Các hạt căn bản của nguyên tử:
Đvklnt: Đơn vị khối lượng nguyên tử 2. Quang phổ nguyên tử Quang phổ nguyên tử tự do ở trạng thái khí hay hơi không liên tục mà gồm một số vạch xác định. Mỗi vạch ứng với một bước sóng xác định Số vạch và cách sắp xếp vạch chỉ phụ thuộc vào bản chất khí hay hơi nguyên tử. Ví dụ: phổ khí hydro trong vùng thấy được gồm 4 vạch Phổ hơi kim loại Kali gồm 2 vạch đỏ, 1 vạch tím Phổ hơi kim loại canxi gồm 1vạch đỏ, 1 vạch vàng, 1 vạch lục
Cấu tạo:
Ba định đề của Bohr:
Biểu tượng nguyên tử:
Thêm qũy đạo elip và các số lượng tử n, ℓ, mℓ Ưu điểm của mẫu nguyên tử theo Bohr – Sommerfeld :
Khuyết điểm của mẫu nguyên tử theo Bohr – Sommerfeld:
+ Bản chất hạt: các hạt vi mô đều có khối lượng m, kích thước r và chuyển động với một tốc độ v xác định. + Bản chất sóng: khi hạt vi mô chuyển động sẽ tạo ra một sóng, truyền đi với bước sóng .
h - hằng số Plank = 6,626.10-34 J.s
+ Đối với electron: m = 9,1.10-31kg, chuyển động với tốc độ v = 106m/s sẽ tạo nên sóng với bước sóng λ = 7,25.10-10m + Đối với hạt vĩ mô: m = 10-3kg, chuyển động với tốc độ v = 10-2m/s sẽ tạo nên sóng 6,6.10-29m: sóng quá yếu , không có thiết bị nào phát hiện được.
Δx - độ bất định về vị trí, Δv - độ bất định về tốc độ Đối với hạt vi mô xác định là hằng số nên khi tốc độ của hạt càng được xác định chính xác thì tọa độ của nó sẽ được xác định càng kém chính xác và ngược lại.
Độ sai số của sự xác định vị trí quá lớn so với kích thước của bản thân electron (re = 10-7Å)
trong đó: ∂ - vi phân riêng phần m - khối lượng hạt vi mô h – hằng số Plank E – năng lượng toàn phần của hạt vi mô (bằng tổng động năng và thế năng) V - thế năng của hạt vi mô, phụ thuộc vào toạ độ x, y, z ψ- hàm sóng đối với các biến x, y, z mô tả sự chuyển động của hạt vi mô ở điểm có tọa độ x, y, z. ψ2 – mật độ xác suất có mặt của hạt vi mô tại điểm có tọa độ x, y, z. ψ2dv – xác suất có mặt của e trong vùng không gian dv
+ Kích thước trung bình của đám mây electron. Ví dụ: đối với H: Trong đó: 0 - hằng số điện môi trong chân không a0 – bán kính Bohr thứ nhất Z – điện tích hạt nhân n, ℓ - số lượng tử chính và phụ tương ứng → n càng tăng thì E và r càng tăng
+ Ở điều kiện bình thường electron ở mức năng lượng thấp nhất (mức bền nhất): mức cơ bản. + Khi hấp thu năng lượng, electron sẽ chuyển lên mức cao hơn: mức kích thích, kém bền hơn → electron sẽ nhanh chóng chuyển về mức cơ bản, phát ra năng lượng đã hấp thụ dưới dạng các sóng ánh sáng: . + E là các giá trị rời rạc → λ là các giá trị rời rạc → quang phổ của các nguyên tử là quang phổ vạch. + Đối với mỗi nguyên tố: E là đặc trưng → là đặc trưng → quang phổ của mỗi nguyên tử là đặc trưng
→ ứng với mỗi giá trị của n có n giá trị của ℓ
→ Ký hiệu phân lớp: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d…
+ Hình dạng đám mây electron
+ Năng lượng của đám mây trong nguyên tử nhiều electron
Số lượng tử spin ms
IV. NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON
+ lực đẩy e – e. → Xuất hiện hiệu ứng chắn và hiệu ứng xâm nhập
Hiệu ứng chắn tăng khi: + số lớp electron tăng + số electron tăng
1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s < 5f 6d
Tuân theo các nguyên lý và quy tắc của cơ học lượng tử:
Nếu các electron nằm trong cùng một AO (có cùng 3 số lượng tử n, ℓ, mℓ) thì số lượng tử từ ms phải khác nhau Một AO chỉ có thể chứa tối đa 2e có spin ngược dấu.
+ Trong một nguyên tử nhiều electron, trật tự điền các electron vào các phân lớp (đặc trưng bởi n và ℓ) sao cho tổng (n + ℓ) tăng dần. + Khi hai phân lớp khác nhau có cùng giá trị (n + ℓ l) thì electron được xếp vào phân mức có n tăng dần.
+ Ví dụ: O 1s22s22p4 + Quy ước: Điền electron có spin dương trước, âm sau
Ví dụ: N 1s22s22p3
|