Giáo trình Hóa học đại cương 1 - Cấu tạo chất (Tái bản lần thứ nhất): Phần 2

Giáo trình Hóa học đại cương 1 - Cấu tạo chất (Tái bản lần thứ nhất): Phần 2
Mô tả cơ bản về tài liệu:
Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn giáo trình "Hóa học đại cương 1 - Cấu tạo chất" trình bày các nội dung: Đại cương về hóa học hạt nhân, đại cương về liên kết hóa học, thuyết liên kết hóa trị, một số vấn đề của thuyết Obitan phân tử, đại cương về phức chất, một số vấn đề về hóa học tinh thể. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình Hóa học đại cương 1 - Cấu tạo chất (Tái bản lần thứ nhất): Phần 2 Chương VII ĐẠI CƯƠNG VỂ HOÁ HỌC HẠT NHÂN Mỏ đ ầu Hoá học hạt nhân là một lĩnh vực khoa học vừa có cơ sở lí thuyết sâu sắc, vừa có ứng dụng thực tế ngày càng rộng rẵi cả trong khoa học, công nghệ lẫn đời sống. Có thể tạm phân chia mạch kiến thức của chương này thành hai phần: định tính và định lượng (tất nhiên không có ranh giới rõ rệt giữa hai phần này). Các nội dung ở mỗi phần đều có mức độ từ đơn giản đến phức tạp. Tùy nhu cầu sử dụng kiến thức để khảo sát các mức độ đó. Chương trình 1 thực hiện đầy đủ các nội dung, chương trình 1' chỉ thực hiện ở mức độ đơn giản. Mục tiê u Vê nội dung: Phần định tính: Các phản ứng hạt nhân Phóng xạ tự nhiên. Các quy luật. Phản ứng nhiệt hạt nhân. Phóng xạ nhân tạo. Phần định lượng: Bài toán năng lượng hạt nhân. Động học của phản ứng phóng xạ tự nhiên. Độ phóng xạ. Ve phương pháp luận: Liên hệ phản ứng hạt nhân với phản ứng hoá học thông thường. 229 §1. MỘT SỐ VẤN ĐỂ VỂ CẤU TẠO HẠT NHÂN 1.1. T h u y ế t p r o to n - n ơ tro n Thực nghiệm xác nhận giả thuyết do các nhà khoa học Haixenbec, Ivanenko, ... đưa ra: Hạt nhân gồm proton và nơtron. Ki hiệu sô hạt proton có trong một hạt nhân là p, sô hạt nơtron là N(I), tổng số A của hai loại hạt đó là: A=N+p (VII. 1) Ví dụ: Một hạt nhân nguyên tử oxi có 8 proton, 8 nơtron. Một hạt nhân nguyên tử vàng có 79 proton, 118 nơtron. H ạt proton và nơtron được gọi tên chung là nucleon. . Vậy ta có một loại nguyên tử oxi mà h ạt nhân có 16 nucleon, hay một hạt nhân của một loại nguyên tử vàng có 197 nucleon. l ễ2 ễ Đ ồ n g v ị t Các đồng vị là các nguyên tử của cùng 1 nguyên tô mà hạt nhăn có cùng sô'proton, khác sô'nơtron. Ví dụ: Nguyên tử hiđro có hạt nhân với 1 proton, không có nơtron (A = 1), đơteri có hạt nhân với 1 proton, 1 nơtron (A = 2), triti có hạt nhân với 1 proton, 2 nơtron (A = 3). Vậy hiđro, đơteri, triti là các đồng vị của nguyên tố hiđro: trong đó hai đồng vị đầu bền hơn đồng vị thứ ba. Có nguyên tố chỉ có một đồng vị bền như Be, F, P; hai đồng vị bền như hiđro; bảy đồng vị bền như thuỷ ngân; hoặc 10 đồng vị bền như thiếc; ... Hiện nay có khoảng 1080 đồng vị, bao gồm các đồng vị có sẵn trong tự nhiên hoặc đồng vị nhân tạo. Ngoài khái niệm đồng vị, trong hoá học hạt nhân còn có một số khái niệm khác: 11 T rán h nhầm N là nito, p là photpho! 1 230 + Đồng trung: là các h ạt nhân khác nhau số proton, tức khác z, có cùng số natron N. Ví dụ: 20C a " và ,9K39 là hai đồng trung. + Đồng lượng: hai h ạ t nhân khác nhau cả trị số z và N nhưng lại cùng trị số A. Ví dụ: mCs 40 và 1 Ar*° là hai đồng lượng. 8 + Đổng gương: hai h ạt nhân có liên hệ z, = N2; Z2 = N,. Trong đó Z|, Z2 là số đơn vị điện tích h ạ t nhân của h ạ t nhân 1, 2. N,, N2 là số h ạ t nơtron trong h ạt nhân 1,2. Ví dụ: 20Ca39 và ,,K39 là hai h ạ t nhân đồng gương. 1.3. Đ iện tích , k hối lượng và quy ước kí h iệu h ạt nhân Theo bảng 1.2 vê' điện tích thì 1 hạt proton mang một điện tích dương bằng 1,6021.10‘1 C; quy ước bằng 1,0; nơtron là hạt không mang 9 điện. Do đó số đơn vị điện tích dương (+) của một hạt nhân được kí hiệu là Z: z =p (VII.2) Cũng theo bảng 1.2 khối lượng (nghỉ) tuyệt đối của 1 hạt proton bằng 1,6720.10'27 kg; 1 hạt nơtron bằng 1,6750.1CT2 kg. Theo quy ước quốc tế, mỗi trị số 7 đó đểu được coi bằng đơn vị (là 1), vậy khối lượng (tương đối) của một hạt nhân được xác định cũng theo (VII. 1). Ví dụ: Khối lượng (tương đối) của hạt nhân oxi đã nêu ở trên bằng 16; vàng bằng 197; ... Nguyên tố hoá học X có số đơn vị điện tích dương hạt nhân bằng z, khối lượng A được kí hiệu: Z hoặc XA (VII.3) Ví dụ: hiđro ,H' (hayịH ); đơteri ,D2 (hay^D);... Trong một số trường hợp, nếu chỉ quan tâm đến khối lượng A của hạt nhân thì viết XAhay Ax 231 Ví dụ: hai đồng vị của cacbon là c 1 (1 và c 1 (1 C). 2 2C) 3 3 Electron có khối lượng nghỉ rấ t bé so với khôi lượng nghi ■proton hay nơtron, chăng hạn Mp * 1836,12 me (VII.4) Do đó, một cách gần đúng, khối lượng của một hạt nhân nguyên tử được coi là khối lượng của chính nguyên tử đó. Thực nghiệm hoá học cho biết, trong thiên nhiên các nguyên tố hoố học tồn tại đồng thời một số đồng vị. Do đó, khối lượng nguyên tử (của một nguyên tô) thực tế là khối lượng của một hỗn hợp với tì lệ khác nhau của các đồng vị. Vì vậy khối lượng đó bao giờ cũng là một số không nguyên. B à i tậ p áp d ụ n g VII. 1 Biết rằng c tồn tại trong thiên nhiên chủ yếu dưới hai dạng đồng vị bền là c 1 và c 1 . Khối lượng nguyên tử c theo bảng VI. 2 bằng 12,01. 2 3 Hãy xác định tỉ lệ mỗi đồng vị trên. Trả lời: Kí hiệu tỉ lệ c 12 là X, ta có: 12x + 13(1,0 - x) = 12,01 -> X = 0,99 Vậy trong thiên nhiên, tính một cách gần đúng, c 1 chiếm 99%; c 1 2 3 có 1%. 1.4. S ô k h ố i c ủ a n g u y ê n tử Sô' khối A của một nguyên tử (của một nguyên tố) ...