Tài liệu tham khảo: Chương 2. Cấu tạo nguyên tử

Nguyên tử là tiểu phần nhỏ nhất của môn nguyên tố hóa học, không thể chia nhỏ hơn nữa về mặt hóa học và không bị thay đổi trong các phản ứng hóa học
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu tham khảo: Chương 2. Cấu tạo nguyên tử TS Hoaøng Ñoâng Nam – Chöông 2 CHÖÔNG 2 CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛI . CAÁU TAÏO NGUYEÂN TÖÛ I . 1 Nguyeân töû : Nguyeân töû laø tieåu phaàn nhoû nhaát cuûa moät nguyeân toá hoùa hoïc , khoâng theå chia nhoû hônñöôïc nöõa veà maët hoùa hoïc vaø khoâng bò thay ñoåi trong caùc phaûn öùng hoùa hoïc. Nhö vaäy, moãi nguyeân toá hoùa hoïc ñöôïc caáu taïo töø moät loaïi nguyeân töû.I . 2 Caáu taïo nguyeân töû : Nguyeân töû coù hai phaàn : moät haït nhaân tích ñieän döông vaø moät lôùp voû electron tíchñieän aâm. Haït nhaân chöùa caùc haït proton mang ñieän tích döông vaø caùc haït neutron khoâng mangñieän. Lôùp voû electron goàm caùc electron mang ñieän tích aâm. Proton vaø electron coùcuøng giaù trò ñieän tích nhöng traùi daáu. Nguyeân töû luoân trung hoaø ñieän, nghóa laø noù coù soá proton baèng ñuùng soá electron.Khoái löôïng cuûa proton xaáp xæ khoái löôïng cuûa neutron (mp = 1,6726.10-27kg , mn =1,6749.10-27kg) vaø gaáp hôn 1800 laàn khoái löôïng cuûa electron (me = 9,1095.10-31kg), doñoù haàu nhö toaøn boä khoái löôïng cuûa nguyeân töû taäp trung trong haït nhaân. Kích thöôùc cuûa haït nhaân raát nhoû so vôùi kích thöôùc cuûa nguyeân töû. Moãi loaïi nguyeân töû coù moät soá löôïng proton xaùc ñònh , coøn soá löôïng neutron coù theåthay ñoåi. Do ñieàu naøy moät nguyeân toá coù theå coù nhieàu ñoàng vò. Ví duï : oxy coù 3 ñoàngvò 16O,17 O, 18O. Soá proton cuûa oxy baèng 8, soá neutron cuûa oxy thay ñoåi töø 8 trong 16O ñeán 10trong 18O.Trong caùc phaûn öùng hoaù hoïc haït nhaân khoâng thay ñoåi maø chæ coù söï thay ñoåi cuûa lôùpvoû electron, vì vaäy tính chaát hoùa hoïc cuûa caùc nguyeân toá phuï thuoäc vaøo caáu taïo cuûa lôùpvoû electron. Hình 2.1 Sô ñoà nguyeân töû Na cuûa Bohr 1 TS Hoaøng Ñoâng Nam – Chöông 2Baøi taäp:Baøi 2-1. Ngöôøi ta döïa vaøo ñieàu naøo ñeå khaúng ñònh chaát thu ñöôïc laø moät nguyeân toá hoùahoïc môùi.Baøi 2-2. Vì sao khi tính toaùn moät phaûn öùng oxy hoùa – khöû, ngöôøi ta khoâng quan taâmñeán söï thay ñoåi khoái löôïng cuûa chaát do söï chuyeån dòch electron?Baøi 2-3. Vì sao nguyeân töû löôïng cuûa nguyeân toá thöôøng khoâng phaûi laø soá nguyeân.Baøi 2-4. Trong phaûn öùng hoùa hoïc phaàn naøo cuûa nguyeân töû thay ñoåi? Phaàn naøo cuûanguyeân töû khoâng ñoåi?II . CAÁU TAÏO LÔÙP VOÛ ELECTRON CUÛA NGUYEÂN TÖÛ.Theo quan nieäm hieän ñaïi , electron vöøa coù tính chaát haït vöøa coù tính chaát soùng, do ñoùkhoâng theå xaùc ñònh chính xaùc ñoàng thôøi toác ñoä vaø vò trí cuûa electron . Ngöôøi ta chæ coùtheå tính toaùn ñöôïc khoaûng khoâng gian coù xaùc suaát cao tìm thaáy electron. Khoaûng khoânggian naøy ñöôïc goïi laø ñaùm maây electron. Trong lôùp voû electron cuûa nguyeân töû caùc electron khoâng chuyeån ñoäng moät caùch tuøytieän maø tuaân theo moät söï saép xeáp nghieâm ngaët sao cho moãi electron coù moät traïng thaùirieâng bieät.Traïng thaùi cuûa electron trong nguyeân töû ñöôïc ñaëc tröng bôûi caùc giaù trò naênglöôïng, kích thöôùc, hình daïng vaø söï ñònh höôùng trong khoâng gian cuûa ñaùm maây electronvaø ñöôïc goïi laø orbital nguyeân töû. Traïng thaùi cuûa electron ñöôïc bieåu thò bôûi giaù trò cuûaba soá löôïng töû n , ℓ vaø mℓ. Döôùi ñaây chuùng ta xem xeùt yù nghiaõ vaø caùc giaù trò ñònh löôïng cuûa ba soá löôïng töû naøy.II . 1 Soá löôïng töû chính (n) Naêng löôïng cuûa electron trong nguyeân töû bò löôïng töû hoùa vaø ñöôïc quy ñònh chuû yeáubôûi giaù trò cuûa soá löôïng töû chính (kyù hieäu baèng chöõ n). Soá löôïng töû chính coù theå nhaännhöõng giaù trò soá nguyeân döông : 1, 2 , 3 , 4 …. Electron ôû traïng thaùi n = 1 coù naênglöôïng nhoû nhaát. Khi n taêng naêng löôïng cuûa electron taêng. Soá löôïng töû chính quyeát ñònh caû kích thöôùc cuûa ñaùm maây electron. Ñaùm maâyelectron ôû traïng thaùi n = 1 coù kích thöôùc nhoû nhaát. Giaù trò n taêng, kích thöôùc cuûa ñaùmmaây electron taêng.. Ngöôøi ta kyù hieäu caùc möùc löôïng töû cuûa electron theo caùc giaù trò cuûa n nhö sau : Soá löôïng töû chính n : 1234 5 6 7… Kyù hieäu caùc möùc löôïng töû : K L M N O P Q… Caùc electron coù cuøng giaù trò n trong moät nguyeân töû hoïp thaønh moät lôùp löôïng töûII .2 Soá löôïng töû orbital (ℓ) Khoâng chæ naêng löôïng cuûa electron vaø kích thöôùc cuûa ñaùm maây electron chæ coù theånhaän nhöõng giaù trò xaùc ñònh maø hình daïng cuûa ñaùm maây electron cuõng khoâng theå tuøyyù ñöôïc. Hình daïng cuûa ñaùm maây electron ñöôïc xaùc ñònh baèng soá löôïng töû orbital (kyùhieäu baèng chöõ ℓ). Soá löôïng töû orbital cuõng coù nhöõng giaù trò nguyeân döông vaø bò raøngbuoäc bôûi giaù trò cuûa soá löôïng töû chính n theo bieåu thöùc : ℓ = 0 , 1 , 2 , 3 … (n –1) (2.1) Theo bieåu thöùc (2.1) , öùng vôùi moãi giaù trò cuûa n coù n giaù trò ℓ Ví duï : n=1 ℓ=0 n = 2 ℓ1 = 0 vaø ℓ2 = 1 2 TS Hoaøng Ñoâng Nam – Chöông 2 n = 3 ℓ1 = 0 , ℓ2 = 1 vaø ℓ3 = 2Ñoái vôùi caùc nguyeân töû coù nhieàu electron thì naêng löôïng cuûa caùc electron coù cuøngtraïng thaùi löôïng töû n coù söï khaùc nhau chuùt ít vaø ñöôïc ñaëc tröng baèng soá löôïng töûorbital. Ví duï: Caùc electron ôû traïng thaùi löôïng töû n = 2 vaø ℓ = 0 coù naêng löôïng thaáphôn caùc electron ôû traïng thaùi löôïng töû n = 2 vaø ℓ = 1.Caùc electron trong moät lôùp löôïng töû n coù cuøng giaù trò ℓ hoïp thaønh moät phaân lôùp löôïngtöû.Caùc phaân lôùp löôïng töû ñöôïc kyù hieäu baèng caùc chöõ caùi thöôøng nhö sau: Soá löôïng töû orbital ℓ: 0 1 2 3 4 5… Kyù hieäu cuûa phaân lôùp löôïng töû : s ...