Tài liệu: Chương 2. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN

Vì nguyên tử trung hòa về điện nên điện tíchdương hạt nhân nguyên tử...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu: Chương 2. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN Khoa: XÂY DỰNG GV. Lê Thị Xuân Hương Chương 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN 2.1. Mở đầu cấu tạo nguyên tử - Nguyên tử là một hệ trung hòa gồm: + + ELECTRON - Khối lượng nguyên tử tập trung ở nhân. - Vì nguyên tử trung hòa về điện nên điện tích dương hạt nhân nguyên tử 1 0 -8 c m = 1 A 0 NHAÂ N VD: STT của Clo= 17 ⇒ VOÛ• Khối lượng electron = 9,109.10-28gam• Điện tích electron =1,6.10-19coulumb (Điện tích nhỏ nhất, được chọn làm đơn vị điện tích = 1-) 2.2. Hạt nhân nguyên tử - Hạt nhân gồm: ⇒ Điện tích dương của hạt nhân (Z) = - Số khối A = Z + N 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 VD : Clo ( 17 Cl ) * Đồng vị : Là những nguyên tử của cùng một nguyên tố có : 35 VD: Nguyên tố Clo trong thiên nhiên là hỗn hợp của hai đồng vị Cl (75,53%) và 17 37 17 Cl (24,47%) ⇒ Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố Clo là : Vậy có thể định nghĩa : « Nguyên tố là tập hợp các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân » Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG Trang: 1Khoa: XÂY DỰNG GV. Lê Thị Xuân Hương2.3. Lớp vỏ electronNăm 1913, nhà vật lý Đan Mạch là Niels Bohr đã giải thích được mô hình cấu tạo của cácnguyên 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 họclượng tử.2.3.1. Tính chất sóng của hạt vi môNăm 1924, Nhà vật lý Pháp Louis De Broglie (Đơ Brơi) đưa ra giả thuyết là:Chuyển động của các hạt vi mô có thể xem là chuyển động sóng, bước sóng c ủa hệ th ức đótuân theo hệ thức Đơbrơi: v: tốc độ chuyển động của hạt h: Hằng số Plank ( h = 6,626.10-27erg.s = 6,626.10-34J.s)2.3.2. Hệ thức bất định Heisenberg- Năm 1927, nhà vật lý người Đức Werner Heisenberg rút ra nguyên lý:Hệ thức: Một hạt vi mô khối lượng m, tốc độ v đang ở tọa độ x, trên trục Ox Gọi ∆ x: Sai số về vị trí ( theo hướng x) ∆ vx: Sai số vận tốc theo trục x h Ta có: ∆ x ⋅ ∆p x ≥ 2π h Hay ∆ x ⋅ ∆v x ≥ 2πm+ ∆ x = 0 ⇒ ∆ vx → ∞ :+ ∆ vx = 0 ⇒ ∆ x→ ∞ :- Áp dụng nguyên lý bất định vào trường hợp hạt là nguyên tử, Heisenberg cho rằng : takhông thể nói một cách toán học rằng electron chuyển động trên một quỹ đạo nào đó màta hoàn toàn xác định được vị trí và vận tốc của nó mà chỉ có thể nói đến xác xuất tìmthấy electron tại một vị trí nào đó vào một thời điểm nào đó . Cho nên theo nguyên lý bấtđịnh của Heisenberg thì khái niệm về quỹ đạo của electron trong nguyên tử của Borh tr ởthành vô nghĩa.2.3.3. Phương trình Schrodinger- Với mỗi hạt electron có khối lượng me có một hàm sóng Ψ ( x, y, z ) + Trong đó ψ 2 có một ý nghĩa quan trọng, đó là:⇒ ψ ( x, y, z ) dxdydz : cho biết 2Bộ môn Hóa – ĐH VĂN LANG Trang: 2 Khoa: XÂY DỰNG GV. Lê Thị Xuân Hương - 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 ( θ Φml (φ ) ) = Rn ,l (r ) × , ml (θ , φ ) Yl + R(r) : Phần bán kính ⇒liên quan đến 2 số lượng tử n và l. +Y( θ , ϕ ): Phần góc ⇒ liên quan đến 2 số lượng tử l và ml Z Một hàm sóng ψ 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 : M r X Y Quan hệ giữa tọa độ cầu và tọa độ Đêcac: x = rsin θ cos ϕ y = rsin θ sin ϕ z = rcos θ 2.3.3.1. Phần bán kính của hàm sóng R(r) - Khi ta giữ θ và ϕ 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 diện điện tử của 2 vịy trí đối xứng qua nhân là giống nhau trường đối xứng cầu hay trường xuyên tâm) * Mật độ xác xuất có mặt electron (ψ 2 ) theo khoảng cách r đến hạt nhân đối với các orbitan nguyên tử : Orbitan s ...