phát triển năng lực tư duy cho học sinh lớp 10 chuyên hoá qua hệ thống bài tập phần cấu tạo nguyên tử và liên kết hoá học ở trường trung học phổ thông

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa i
Lời cam đoan ii
Lời cảm ơn iii
Mục lục 1
Danh mục các từ viết tắt 3
Danh mục các bảng, đồ thị, biểu đồ 4
PHẦN MỞ ĐẦU 6
1. Lý do chọn đề tài 6
2. Mục đích nghiên cứu 7
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 7
3.1. Khách thể nghiên cứu 7
3.2. Đối tượng nghiên cứu 7
4. Giả thuyết khoa học 7
5. Nhiệm vụ nghiên cứu 7
6. Phương pháp nghiên cứu 8
6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận 8
6.2. Nhóm phương pháp thực tiễn 8
6.3. Thực nghiệm sư phạm 8
7. Đóng góp của đề tài 8
PHẦN NỘI DUNG 9
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 9
1.1. Những xu hướng đổi mới PPDH hoá học ở trường phổ thông 9
1.1.1. Nhu cầu đổi mới PPDH hoá học 9
1.1.2. Những xu hướng dạy học hoá học hiện nay 10
1.1.3. Sử dụng BTHH theo hướng dạy học tích cực 11
1.2. Tư duy và phát triển tư duy trong dạy học hoá học 12
1.2.1. Khái niệm tư duy 12
1.2.2. Những phẩm chất của tư duy 13
1

1.2.3. Các thao tác tư duy trong dạy học môn Hoá học ở trường phổ thông 13
1.2.4. Tư duy hoá học - Đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS 15
1.2.5. Quan hệ giữa BTHH và việc phát triển tư duy cho HS 17
1.3. Bồi dưỡng HS chuyên Hoá ở bậc THPT 18
1.3.1. Bồi dưỡng HSG là nhiệm vụ của GV Hoá học 18
1.3.2. Những năng lực và phẩm chất của HSG Hoá học 18
1.3.3. Một số biện pháp phát hiện HS có năng lực trở thành HSG Hoá học 19
Chương 2: CÁC BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HS
CHUYÊN HOÁ THÔNG QUA HTBT PHẦN CTNT VÀ LKHH 21
2.1. Cơ sở lựa chọn và xây dựng HTBT phần CTNT và LKHH nhằm phát
triển năng lực tư duy của HS 21
2.1.1. Hệ thống kiến thức phần CTNT bồi dưỡng HS chuyên Hoá 21
d. Phương pháp gần đúng Slater xác định AO và năng lượng của electron 25
2.1.2. Hệ thống kiến thức phần LKHH bồi dưỡng HS chuyên Hoá 26
b. Sự tạo thành ion: Cation Nguyên tử Anion 26
c. Liên kết ion và liên kết cộng hoá trị 26
f. Tinh thể ion, tinh thể nguyên tử và tinh thể phân tử 27
Bảng 2.1. Khái niệm, đặc tính của các mạng tinh thể 27
* Liên kết kim loại: là LKHH hình thành do các electron tự do gắn kết các ion
dương kim loại trong mạng tinh thể kim loại hay trong kim loại lỏng. Bản
chất của lực liên kết kim loại là lực hút tĩnh điện giữa các electron tự do và
các ion (+) kim loại 29
Ảnh hưởng của liên kết kim loại đến tính chất vật lý của kim loại: Mật độ nguyên
tử (hay độ đặc khít), mật độ electron tự do, điện tích của cation kim loại cũng ảnh
hưởng đến các tính chất vật lý khác của kim loại như: độ cứng, nhiệt độ nóng chảy,
nhiệt độ sôi, tỷ khối 29
2.1.3. Cơ sở sắp xếp các BTHH 35
2.2. Các biện pháp phát triển năng lực tư duy của HS chuyên Hoá thông qua
HTBT phần CTNT và LKHH 36
2.2.1. Các biện pháp bồi dưỡng HSG 36

2.2.2. Biện pháp rèn các thao tác tư duy thông qua BTHH 38
2
Bài tập ở mức độ biết 38
1. Clo tự nhiên gồm 2 đồng vị 35Cl và 37Cl. Silic gồm 2 loại đồng vị 38Si và
39Si. Hỏi có bao nhiêu loại hợp chất SiCl4 được tạo nên từ các đồng vị?39
Bài tập ở mức độ biết 42
2.3. Lựa chọn HTBT phần CTNT và LKHH nhằm phát triển năng lực tư duy
cho HS chuyên Hoá lớp 10 THPT 49
2.3.1. CTNT 49
2.3.2. LKHH 56
2.4. Sử dụng HTBT theo các mức độ tư duy trong dạy học phần CTNT và
LKHH ở lớp 10 chuyên Hoá 62
Chương 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 75
3.1. Mục đích TNSP 75
3.2. Nhiệm vụ của TNSP 75
3.3. TNSP 75
3.3.1. Đối tượng và địa bàn TN 75
3.2.2. Tiến hành TNSP 75
3.3.3. Nội dung TN 76
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
PHỤ LỤC.
3
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BTHH : Bài tập hoá học
CTNT : Cấu tạo nguyên tử
ĐC : Đối chứng
GV : Giáo viên
HS : Học sinh
HSG : Học sinh giỏi

HTBT : Hệ thống bài tập
HTTH : Hệ thống tuần hoàn
LKHH : Liên kết hoá học
NXB : Nhà xuất bản
PPDH : Phương pháp dạy học
PTHH : Phương trình hoá học
THPT : Trung học phổ thông
TN : Thực nghiệm
TNSP : Thực nghiệm sư phạm
4
DANH MỤC CÁC BẢNG, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ
STT Bảng, Đồ thị, Biểu đồ Trang
1 Bảng 2.1. Khái niệm, đặc tính của các mạng tinh thể 26
2 Bảng 2.2. Các kiểu lai hoá 30
3 Bảng 2.3. Hình học của những phân tử AB
n
X
m
không có những
liên kết bội
31
4 Bảng 2.4. Phân dạng bài tập theo các mức độ tư duy 34
5 Bảng 3.1. Tỉ lệ % HS trả lời đúng câu hỏi 75
6 Bảng 3.2. Bảng điểm kiểm tra của HS 76
7 Bảng 3.3. Bảng điểm trung bình 77
8 Bảng 3.4. Bảng % HS đạt điểm yếu, kém, trung bình, khá, giỏi 77
9 Bảng 3.5. Bảng % HS đạt điểm từ X
i
trở xuống 78
10 Bảng 3.6. Giá trị của các tham số đặc trưng 81

11
Đồ thị 3.1. Đường luỹ tích so sánh kết quả kiểm tra (đề số 1) - trường
chuyên Kon Tum
78
12 Đồ thị 3.2. Đường luỹ tích so sánh kết quả kiểm tra (đề số 1) - trường
chuyên Nguyễn Du
79
13 Đồ thị 3.3. Đường luỹ tích so sánh kết quả kiểm tra (đề số 2) - trường
chuyên Kon Tum
79
14 Đồ thị 3.4. Đường luỹ tích so sánh kết quả kiểm tra (đề số 2) - trường
chuyên Nguyễn Du
79
15 Biểu đồ 3.1. Phân loại HS theo kết quả điểm (đề số 1) - trường
chuyên Kon Tum
80
16 Biểu đồ 3.2. Phân loại HS theo kết quả điểm (đề số 1) - trường
chuyên Nguyễn Du
80
17 Biểu đồ 3.3. Phân loại HS theo kết quả điểm (đề số 2) - trường
chuyên Kon Tum
80
18 Biểu đồ 3.4. Phân loại HS theo kết quả điểm (đề số 2) - trường
chuyên Nguyễn Du
80
5
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Trong thời kỳ công nghiệp hoá – hiện đại hoá đất nước hiện nay, nhu cầu về một
lực lượng đội ngũ cán bộ giỏi trong các lĩnh vực của công nghệ hoá học cho nền

công nghiệp hoá chất đang ngày một phát triển không ngừng của nước ta là rất lớn.
Việc bồi dưỡng HSG về Hoá học ở trường phổ thông nằm trong nhiệm vụ phát
hiện, đào tạo nhân tài mà trong công cuộc đổi mới đất nước hiện nay nó có một vị
trí không thể thiếu được.
Nhìn chung hiệu quả của việc dạy và học môn học này hiện nay vẫn chưa đáp
ứng được yêu cầu đổi mới trong giáo dục. Với thực tế đó, nhiệm vụ cấp thiết đặt ra
cho người GV nói chung và GV Hoá học nói riêng là phải đổi mới PPDH, chú trọng
bồi dưỡng cho HS năng lực tư duy sáng tạo, giải quyết vấn đề học tập thông qua
mọi nội dung, mọi hoạt động dạy học, trong đó hệ thống BTHH giữ một vị trí hết
sức quan trọng. Trong hoá học, giải đáp các câu hỏi lý thuyết và giải BTHH là
phương tiện cơ bản để giúp HS gợi nhớ kiến thức, rèn luyện tư duy một cách sâu
sắc và vận dụng linh hoạt, có hiệu quả các kiến thức của mình.
Từ hơn một trăm năm mươi năm trước, các nhà khoa học đã cho rằng mọi chất
đều được tạo nên từ những hạt cực kỳ nhỏ bé gọi là nguyên tử và chúng rất ít khi
tồn tại độc lập mà kết hợp với các nguyên tử khác tạo thành các phân tử hay tinh
thể, sự kết hợp các nguyên tử với nhau gọi là liên kết. Hoá học đã liên tục có những
bước phát triển nhảy vọt ở thế kỷ 19, đầu thế kỷ 20 khi con người thực sự khám phá
ra cấu trúc của nguyên tử, hạt nhân, tìm hiểu về điện tử. Đồng thời những khám phá
của vật lý học gần đây về bản chất sóng của điện tử đã thúc đẩy hoá học đi sâu vào
cấu trúc và biến đổi của vật chất.
Từ những điều trên đây, rõ ràng chúng ta đã thấy được tầm quan trọng của những
kiến thức về CTNT và LKHH đối với việc dạy học môn Hoá học và trong chương
trình hoá học ở phổ thông phần CTNT và LKHH được coi là hai phần cơ sở quan
trọng. Tuy nhiên đây cũng là phần kiến thức phức tạp và mang tính trừu tượng cao,
do đó nhìn chung cơ sở lý thuyết và bài tập của phần này mới chỉ được HS tiếp thu
một cách hạn chế.
6
Nhằm mục đích để tạo nền tảng kiến thức đầu tiên khi HS bước chân vào trường
THPT và phát triển khả năng tư duy của HS chuyên Hoá chúng tôi đã chọn đề tài:
"PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HỌC SINH LỚP 10 CHUYÊN

HOÁ QUA HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ LIÊN KẾT
HOÁ HỌC Ở TRƯỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG "
2. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng hệ thống lý thuyết, bài tập cơ bản và nâng cao về phần CTNT và
LKHH để phát triển tư duy cho HS chuyên Hoá ở trường THPT thông qua quá trình
tìm kiếm lời giải. Từ đó, đề xuất sử dụng kiến thức và HTBT này nhằm rèn luyện tư
duy trong bồi dưỡng HSG.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu
3.1. Khách thể nghiên cứu
Quá trình dạy học hoá học dành cho HS chuyên Hoá lớp 10 ở trường THPT.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Hệ thống kiến thức, bài tập về CTNT và LKHH nhằm rèn luyện tư duy trong bồi
dưỡng HSG ở trường THPT chuyên.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu có hệ thống kiến thức lý thuyết và bài tập về CTNT và LKHH rèn luyện tư
duy trong bồi dưỡng HSG; lựa chọn phương pháp và phương tiện dạy học phù hợp
thì sẽ làm tiền đề vững chắc để HS có thể nghiên cứu tốt hơn ở các chương sau và
góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG ở trường THPT chuyên.
5. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lý luận, thực tiễn của đề tài.
- Xác định nội dung cơ bản của các chương CTNT và LKHH trong tài liệu giáo
khoa Hoá học nâng cao và giáo khoa chuyên Hoá học.
- Phân tích câu hỏi và bài tập phần “ CTNT và LKHH ” dựa vào tài liệu giáo
khoa Hoá học nâng cao, giáo khoa chuyên Hoá học và đề thi HSG cấp Tỉnh, cấp
Quốc gia, Olympic Hoá học Quốc tế nhằm phát triển năng lực tư duy của HS.
- Xây dựng hệ thống lý thuyết, phân dạng câu hỏi và bài tập về phần “CTNT và
LKHH ” dùng cho HS chuyên Hoá học ở bậc THPT.
7
- TNSP: Nhằm kiểm tra và đánh giá hiệu quả hệ thống lý thuyết, bài tập đã
xây dựng.

6. Phương pháp nghiên cứu
6.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lý luận
- Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu;
- Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết;
- Phương pháp hệ thống hoá lý thuyết.
6.2. Nhóm phương pháp thực tiễn
Nghiên cứu thực tiễn dạy học hoá học và bồi dưỡng HSG Hoá học ở trường
THPT chuyên; sử dụng kiến thức về CTNT và LKHH để rèn luyện tư duy cho HS
và trong bồi dưỡng HS chuyên Hoá.
6.3. Thực nghiệm sư phạm
- Triển khai công tác TNSP ở trường THPT chuyên.
- Xử lý kết quả TNSP bằng phương pháp toán học thống kê để có kết quả.
7. Đóng góp của đề tài
- Về lý luận: Bước đầu đề tài đã xác định và góp phần xây dựng được một hệ
thống lý thuyết, bài tập về CTNT và LKHH tương đối phù hợp với yêu cầu và
mục đích bồi dưỡng HSG Hoá học ở trường phổ thông và dạy học các lớp
chuyên hiện nay.
- Về mặt thực tiễn: Nội dung của luận văn giúp GV có thêm nhiều tư liệu bổ ích
trong việc dạy học lớp chuyên và bồi dưỡng đội tuyển HSG.
8
PHẦN NỘI DUNG
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN
1.1. Những xu hướng đổi mới PPDH hoá học ở trường phổ thông
1.1.1. Nhu cầu đổi mới PPDH hoá học
Chúng ta đang ở trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước. Nền kinh
tế nước ta đang chuyển đổi từ cơ chế kế hoạch hoá tập trung sang cơ chế thị trường
có sự quản lý của nhà nước. Sự thay đổi này đòi hỏi ngành giáo dục cần có những
đổi mới nhất định để đáp ứng được yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho một xã hội
phát triển.
Định hướng này đã được pháp chế hoá trong luật giáo dục Điều 28.2: “Phương

pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của
HS; phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học;
rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại
niềm vui, hứng thú học tập cho HS”. Nhưng cho đến nay sự đổi mới PPDH trong
nhà trường phổ thông theo định hướng này chưa được là bao, phổ biến vẫn là cách
dạy thông báo kiến thức sách vở và cách học thụ động.
Từ mục đích cứng nhắc là học để trở thành cán bộ biên chế nhà nước, có việc
làm ổn định sẽ được thay thế bằng việc học để chuẩn bị cho cuộc sống đa dạng, đa
phương, hoà nhập thế giới, có việc làm ngày càng tốt hơn và học suốt đời để biết
làm tốt nhiều việc. Vì vậy, thanh niên sẽ ý thức được rằng học giỏi trong nhà trường
sẽ hứa hẹn thành đạt trong cuộc đời. Phấn đấu học tập tự lực, có trình độ chuyên sâu
là con đường tốt nhất để mỗi thanh niên đạt tới vị trí kinh tế, xã hội phù hợp với
năng lực của mình. Khi đó họ sẽ chủ động lao vào học tập, làm việc sáng tạo không
biết mệt mỏi.
Với đối tượng người học như vậy sẽ đòi hỏi nhà trường phải thay đổi nhiều về
nội dung, phương pháp, hình thức tổ chức dạy học các môn học để có những sản
phẩm đào tạo với chất lượng ngày càng cao, cung cấp cho thị trường lao động luôn
biến đổi trong một xã hội phát triển. Vì vậy, giáo dục cần xác định phương hướng
đổi mới đúng đắn cho mình.
9
1.1.2. Những xu hướng dạy học hoá học hiện nay
Từ thực tế của ngành giáo dục, cùng với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho sự
phát triển đất nước, chúng ta đang tiến hành đổi mới PPDH chú trọng đến việc phát
huy tính tích cực chủ động của HS coi HS là chủ thể của quá trình dạy học. Phát
huy tính tích cực học tập của HS là nguyên tắc nhằm nâng cao chất lượng, hiệu quả
của quá trình dạy học. Nguyên tắc này đã được nghiên cứu, phát triển mạnh mẽ trên
thế giới và được xác định là một trong những phương hướng cải cách giáo dục phổ
thông Việt Nam. Những tư tưởng, quan điểm, những tiếp cận mới thể hiện nguyên
tắc trên đã được chúng ta nghiên cứu, áp dụng trong dạy học các môn học và được
coi là phương hướng dạy học tích cực.

1.1.2.1. Dạy học lấy HS làm trung tâm.
Đây là một quan điểm được đánh giá là tích cực vì hướng việc dạy học chú trọng
đến người học để tìm ra những PPDH có hiệu quả. Dạy học lấy HS làm trung tâm,
đặt vị trí của người học vừa là chủ thể vừa là mục đích cuối cùng của quá trình dạy
học, phát huy tối đa những tiềm năng của từng người học. Do vậy vai trò tích cực,
chủ động, độc lập sáng tạo của người học được phát huy. Người GV đóng vai trò là
người tổ chức, hướng dẫn, động viên các hoạt động độc lập của HS, đánh thức các
tiềm năng của mỗi HS giúp họ chuẩn bị tham gia vào cuộc sống.
1.1.2.2. Đổi mới PPDH theo hướng hoạt động hoá người học
Định hướng hoạt động hoá người học đã chú trọng đến việc giải quyết vấn đề
dạy học thông qua hoạt động tự giác tích cực và sáng tạo của người học, hình thành
công nghệ kiểm tra đánh giá, sử dụng phương tiện kĩ thuật, đặc biệt là công nghệ
thông tin trong quá trình dạy học. Trong dạy học hoá học cần sử dụng các biện pháp
hoạt động hoá người học như:
- Khai thác nét đặc thù môn Hoá học tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng,
phong phú của HS trong giờ học:
+ Tăng cường sử dụng thí nghiệm hoá học, các phương tiện trực quan, phương
tiện kĩ thuật trong dạy học hoá học.
+ Trong giờ học cần sử dụng phối hợp nhiều hình thức hoạt động của HS như: thí
nghiệm, dự đoán lý thuyết, mô hình hoá, giải thích, thảo luận nhóm,… giúp HS
được hoạt động tích cực chủ động.
10
- Tăng thời gian hoạt động của HS trong giờ học. Hoạt động của GV chú trọng
đến việc thiết kế, hướng dẫn điều khiển các hoạt động và tư duy của HS khi giải
quyết các vấn đề học tập thông qua các hoạt động cá nhân hay hoạt động nhóm. GV
cần động viên HS hoạt động nhiều hơn trong giờ học, giảm tối đa các hoạt động
nhận thức thụ động.
- Tăng mức độ hoạt động trí lực chủ động của HS thông qua việc lựa chọn nội
dung và hình thức sử dụng các câu hỏi, bài tập có sự suy luận, vận dụng kiến thức
một cách sáng tạo.

1.1.2.3. Tiếp cận kiến tạo trong dạy học
Theo lý thuyết kiến tạo, một số nhà nghiên cứu lý luận dạy học đã đưa ra các
chiến lược dạy học chính là cần tạo mọi điều kiện, hỗ trợ các điều kiện học tập đảm
bảo cho người học: học được cách lập luận, suy luận phản hồi và cách giải quyết
vấn đề; có kĩ năng ghi nhớ, hiểu thấu vấn đề và biết cách sử dụng kiến thức đó; có
sự linh hoạt trong nhận thức; tự biết điều chỉnh hoạt động nhận thức để đạt hiệu quả
tối đa; biết thể hiện, phản ánh sự quan tâm và linh hoạt trong nhận thức của mình.
1.1.3. Sử dụng BTHH theo hướng dạy học tích cực
Bản thân BTHH đã là PPDH hoá học tích cực, song tính tích cực của phương
pháp này được nâng cao hơn khi được sử dụng như là nguồn kiến thức để HS tìm
tòi chứ không phải để tái hiện kiến thức. Với tính đa dạng của mình BTHH là
phương tiện để tích cực hoá hoạt động của HS trong các bài dạy hoá học, nhưng
hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào việc sử dụng của GV trong quá trình dạy học
hoá học.
1.1.3.1. Sử dụng BTHH để hình thành khái niệm hoá học.
Ngoài việc dùng BTHH để củng cố kiến thức, rèn luyện kĩ năng hoá học cho HS
người GV có thể dùng bài tập để tổ chức, điều khiển quá trình nhận thức của HS
hình thành khái niệm mới. Trong bài dạy hình thành khái niệm HS phải tiếp thu,
lĩnh hội kiến thức mới mà HS chưa biết hoặc chưa biết chính xác rõ ràng. GV có thể
xây dựng, lựa chọn HTBT phù hợp để giúp HS hình thành khái niệm mới một cách
vững chắc.
11
1.1.3.2. Sử dụng bài tập TN hoá học.
Trong mục tiêu môn học có nhấn mạnh đến việc tăng cường rèn luyện kĩ năng
hoá học cho HS trong đó chú trọng đến kĩ năng thí nghiệm hoá học và kĩ năng vận
dụng kiến thức hoá học vào thực tiễn. Bài tập TN là một phương tiện có hiệu quả
cao trong việc rèn luyện kĩ năng thực hành, phương pháp làm việc khoa học, độc
lập cho HS. GV có thể sử dụng bài tập TN khi nghiên cứu, hình thành kiến thức
mới, khi luyện tập, rèn luyện kĩ năng cho HS.
1.1.3.3. Sử dụng các bài tập thực tiễn

Theo phương hướng dạy học tích cực, GV cần tăng cường sử dụng bài tập giúp
HS vận dụng kiến thức hoá học giải quyết những vấn đề thực tiễn có liên quan đến
hoá học. Thông qua việc giải bài tập thực tế sẽ làm cho ý nghĩa của việc học hoá
học tăng lên, tạo ra hứng thú, say mê trong học tập ở HS. Các bài tập có liên quan
đến kiến thức thực tế còn dùng để tạo tình huống có vấn đề trong dạy học hoá học.
Các bài tập này có thể ở dạng bài tập lý thuyết hoặc bài tập TN.
1.2. Tư duy và phát triển tư duy trong dạy học hoá học
1.2.1. Khái niệm tư duy
Theo M. N. Sacđacôv: “Tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật và
hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất
của chúng. Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật, hiện tượng mới,
riêng rẽ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hoá đã thu nhận được”.
I. N. Tônxtôi đã viết: “Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nào nó là thành quả
những cố gắng của tư duy chứ không phải của trí nhớ”.
Như vậy, trong quá trình học thì cái mà HS lĩnh hội được chính là cách tư duy,
cách tư duy sẽ còn lại trong mỗi người học trong khi kiến thức có thể bị quên đi
trong trí nhớ. Qua quá trình tư duy, con người ý thức nhanh chóng, chính xác đối
tượng cần lĩnh hội, mục đích cần đạt được và con đường tối ưu đạt được mục đích
đó. Khi có kĩ năng tư duy thì người học có thể vận dụng để nghiên cứu các đối
tượng khác. Điều cần thiết trong tư duy là nắm được bản chất của sự vật, hiện tượng
từ đó vận dụng vào các tình huống khác nhau một cách sáng tạo. Thông qua hoạt
động tư duy người học có thể phát hiện ra vấn đề và đề xuất hướng giải quyết cũng
12
như biết phân tích, đánh giá các quan điểm, các phương pháp, lý thuyết của người
khác, đưa ra ý kiến chủ quan, nêu ra lý do, nội dung để bảo vệ ý kiến của mình.
1.2.2. Những phẩm chất của tư duy
- Khả năng định hướng: ý thức nhanh chóng và chính xác đối tượng cần lĩnh hội,
mục đích phải đạt được và những con đường tối ưu đạt được mục đích đó.
- Bề rộng: có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác.
- Độ sâu: nắm vững ngày càng sâu sắc hơn bản chất của sự vật, hiện tượng.

- Tính linh hoạt: nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách thức hành
động vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo.
- Tính mềm dẻo: thể hiện ở hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng
xuôi, ngược chiều.
- Tính độc lập: thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện ra vấn đề, đề xuất cách giải
quyết và tự giải quyết được vấn đề.
- Tính khái quát: khi giải quyết một loại vấn đề nào đó sẽ đưa ra được mô
hình khái quát, trên cơ sở đó có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề tương tự,
cùng loại.
1.2.3. Các thao tác tư duy trong dạy học môn Hoá học ở trường phổ thông
1.2.3.1. Phân tích
Là quá trình tách các bộ phận của sự vật, hiện tượng tự nhiên của hiện thực với
các dấu hiệu và thuộc tính của chúng cũng như các mối liên hệ và quan hệ giữa
chúng theo một hướng xác định. Xuất phát từ góc độ phân tích các hoạt động tư duy
đi sâu vào bản chất, thuộc tính của bộ phận; từ đó đi tới những giả thuyết và những
kết luận khoa học. Trong học tập hoạt động này rất phổ biến.
1.2.3.2. Tổng hợp
Là hoạt động nhận thức phản ánh của tư duy biểu hiện trong việc xác lập tính
thống nhất của các phẩm chất, thuộc tính của các yếu tố trong một sự vật nguyên
vẹn có thể có được trong việc xác định phương hướng thống nhất và xác định các
mối liên hệ, các mối quan hệ giữa các yếu tố của sự vật nguyên vẹn đó, trong việc
liên kết và liên hệ giữa chúng và chính vì vậy là đã thu được một sự vật và hiện
tượng nguyên vẹn mới. Cũng như phân tích, tổng hợp cũng có thể tiến hành trong
13
hoàn cảnh trực quan khi HS tác động vào sự vật đồng thời tổng hợp bằng “trí tuệ”.
HS THPT có thể tư duy tổng hợp bằng vốn tri thức, khái niệm cũ.
Phân tích và tổng hợp không phải là hai phạm trù riêng rẽ của tư duy. Đây là
hai quá trình có liên hệ biện chứng. Phân tích để tổng hợp có cơ sở và tổng hợp
để phân tích đạt được chiều sâu bản chất hiện tượng sự vật. Sự phát triển của
phân tích và tổng hợp là đảm bảo hình thành của toàn bộ tư duy và các hình thức

tư duy của HS.
1.2.3.3. So sánh
Là xác định sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vật, hiện tượng của hiện
thực. Trong hoạt động tư duy của HS thì so sánh giữ vai trò tích cực.
Việc nhận thức bản chất của sự vật, hiện tượng không thể có nếu không có sự tìm
ra sự khác biệt sâu sắc, sự giống nhau của các sự vật, hiện tượng. Việc tìm ra những
dấu hiệu giống nhau cũng như khác nhau giữa hai sự vật, hiện tượng là nội dung
chủ yếu của tư duy so sánh. Cũng như tư duy phân tích và tư duy tổng hợp, tư duy
so sánh ở mức độ đơn giản (tìm tòi, thống kê, nhận xét) cũng có thể thực hiện trong
quá trình biến đổi và phát triển.
Tiến hành so sánh những yếu tố dấu hiệu bên ngoài trực tiếp quan sát được,
nhưng cũng có thể tiến hành so sánh những dấu hiệu quan hệ bên trong không thể
nhận thức trực tiếp được mà phải bằng hoạt động tư duy.
1.2.3.4. Khái quát hoá
Là hoạt động tư duy tách những thuộc tính chung và các mối liên hệ chung,
bản chất của sự vật, hiện tượng tạo nên nhận thức mới dưới hình thức khái niệm,
định luật, qui tắc. Khái quát hoá được thực hiện nhờ khái niệm trừu tượng hoá
nghĩa là khả năng tách các dấu hiệu, các mối liên hệ chung và bản chất khỏi các
sự vật và hiện tượng riêng lẻ cũng như phân biệt cái gì là không bản chất trong
sự vật, hiện tượng.
Tuy nhiên, trừu tượng hoá chỉ là thành phần trong hoạt động tư duy khái quát hoá
nhưng là thành phần không thể tách rời của quá trình này. Nhờ tư duy khái quát hoá
ta nhận ra sự vật theo hình thức vốn có của chúng mà không phụ thuộc vào độ lớn,
màu sắc, vật liệu chế tạo hay vị trí của nó trong không gian.
14
1.2.4. Tư duy hoá học - Đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS
1.2.4.1. Tư duy hoá học
Tư duy hoá học được đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hoá học, nghiên cứu
các chất và các quy luật chi phối quá trình biến đổi này. Trong hoá học, các chất
tương tác với nhau đã xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành các chất

mới. Sự biến đổi này tuân theo những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định
tính và định lượng của hoá học. Việc sử dụng các thao tác tư duy, sự suy luận đều
phải tuân theo các quy luật này. Trên cơ sở của sự tương tác giữa các tiểu phân vô
cùng nhỏ, thông qua các bài tập, những vấn đề đặt ra của ngành khoa học hoá học là
rèn luyện các thao tác tư duy, phương pháp nhận thức khoa học.
Cơ sở của tư duy hoá học là sự liên hệ quá trình phản ứng với sự tương tác giữa
các tiểu phân của thế giới vi mô (phân tử, nguyên tử, ion, electron, …), mối liên hệ
giữa đặc điểm cấu tạo với tính chất của các chất. Các quy luật biến đổi giữa các loại
chất và mối quan hệ giữa chúng.
Đặc điểm của quá trình tư duy hoá học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhất giữa
sự biến đổi bên trong (quá trình phản ứng hoá học) với các biểu hiện bên ngoài (dấu
hiệu nhận biết, điều kiện xảy ra phản ứng), giữa cái cụ thể: sự tương tác giữa các
chất với cái trừu tượng như quá trình góp chung electron, trao đổi electron, trao đổi
ion trong PTHH, nghĩa là những hiện tượng cụ thể quan sát được liên hệ với những
hiện tượng không nhìn thấy được mà chỉ nhận thức được bằng sự suy luận logic và
được biểu diễn bằng ngôn ngữ hoá học - đó là các kí hiệu, công thức hoá học biểu
diễn mối quan hệ bản chất các hiện tượng được nghiên cứu.
1.2.4.2. Sự phát triển tư duy trong dạy học hoá học
Việc phát triển tư duy cho HS trước hết là giúp HS nắm vững kiến thức hoá học,
biết vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập và thực hành, qua đó kiến thức của HS
thu thập được trở nên vững chắc và sinh động hơn. HS chỉ thực sự lĩnh hội tri thức
khi tư duy được phát triển và nhờ sự hướng dẫn của GV mà HS biết phân tích, khái
quát tài liệu có nội dung, sự kiện cụ thể và rút ra những kết luận cần thiết. Hoạt
động dạy học hoá học cần phải tập luyện cho HS hoạt động tư duy sáng tạo qua các
khâu của quá trình dạy học. Từ hoạt động dạy học trên lớp thông qua hệ thống câu
hỏi, bài tập mà GV điều khiển hoạt động nhận thức của HS để giải quyết các vấn đề
15
học tập được đưa ra. HS tham gia vào các hoạt động này một cách tích cực sẽ nắm
được các kiến thức và phương pháp nhận thức đồng thời các thao tác tư duy cũng
được rèn luyện. Trong học tập hoá học, việc giải các BTHH là một trong những

hoạt động chủ yếu để phát triển tư duy, thông qua các hoạt động này tạo điều kiện
tốt nhất để phát triển năng lực trí tuệ, năng lực hành động cho HS.
1.2.4.3. Đánh giá trình độ phát triển của tư duy HS
Việc đánh giá trình độ phát triển tư duy của HS thông qua quá trình dạy học môn
Hoá học chính là chúng ta đã:
- Đánh giá khả năng nắm vững những cơ sở khoa học một cách tự giác, tự lực,
tích cực và sáng tạo của HS (nắm vững là hiểu, nhớ và vận dụng thành thạo).
- Đánh giá trình độ phát triển năng lực nhận thức và năng lực thực hành trên cơ
sở của quá trình nắm vững hiểu biết.
Căn cứ vào chất lượng của quá trình lĩnh hội và kết quả của nó, có bốn trình độ
nắm vững kiến thức, khái niệm, kỹ năng, kỹ xảo
- Trình độ tìm hiểu: nhận biết, xác định, phân biệt và nhận ra kiến thức tìm hiểu.
- Trình độ tái hiện: tái hiện thông báo về đối tượng theo trí nhớ hay ý nghĩa.
- Trình độ kỹ năng: vận dụng kiến thức vào thực tiễn trong các tình huống quen
thuộc (kiến thức kỹ năng). Nếu thành thạo tự động hoá gọi là kiến thức kỹ xảo.
- Trình độ biến hoá: vận dụng kiến thức vào thực tiễn bằng cách chuyển tải
chúng vào những đối tượng và tình huống quen biết nhưng đã bị biến đổi hoặc chưa
quen biết.
Như vậy để đánh giá kiến thức của bài học nói chung cũng như đối với từng
loại bài học nói riêng: Bài học nghiên cứu tài liệu mới - Bài thực hành để minh
chứng kiến thức - Bài hoàn thiện kiến thức, kỹ năng - Bài kiểm tra đánh giá kiến
thức, kỹ năng. Ta có thể biểu diễn theo sơ đồ sau:
16
Bài học hoá học
bài nghiên cứu
tài liệu mới
bài hoàn thiện
kiến thức, kỹ năng
bài kiểm tra
đánh giá

bài thực hành để
minh chứng kiến thức
Tương ứng có bốn trình độ thao tác:
- Bắt chước theo mẫu: làm theo đúng mẫu cho trước.
- Phát huy sáng kiến: làm đúng theo mẫu hoặc chỉ dẫn có phát huy sáng kiến,
hợp lý hoá thao tác.
- Đổi mới: không bị lệ thuộc vào mẫu. Có sự đổi mới nhưng vẫn đảm bảo
chất lượng.
- Tích hợp hay sáng tạo: sáng tạo ra quy trình hoàn toàn mới.
1.2.5. Quan hệ giữa BTHH và việc phát triển tư duy cho HS
Trí thông minh là tổng hợp các năng lực trí tuệ của con người (quan sát, ghi
nhớ, tưởng tượng, tư duy, …) mà đặc trưng cơ bản nhất là tư duy độc lập và sáng
tạo nhằm ứng phó với tình huống mới.
Để giúp cho HS phát triển năng lực tư duy mà đỉnh cao là tư duy sáng tạo thì
cần tập cho HS hoạt động tư duy sáng tạo, mà đặc trưng cơ bản nhất là tạo ra được
sản phẩm tư duy mới mẻ. Trong hoạt động học tập hoá học, một trong những hoạt
động chủ yếu để phát triển tư duy của HS là hoạt động giải bài tập. Vì vậy, GV cần
phải tạo điều kiện để thông qua hoạt động này các năng lực trí tuệ của HS được phát
triển, HS sẽ có được những sản phẩm tư duy mới, thể hiện ở:
- Năng lực phát hiện vấn đề mới.
- Tìm ra hướng đi mới.
- Tạo ra kết quả mới.
Để làm được điều đó, trước hết, người GV cần ý thức được hoạt động giải bài
tập để tìm ra đáp số không phải chỉ là mục đích mà là phương tiện hiệu nghiệm để
rèn tư duy hoá học cho HS. Thông qua hoạt động giải BTHH, các thao tác tư duy
như so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá, trừu tượng hoá, … thường xuyên
được rèn luyện; năng lực quan sát, trí nhớ, óc tưởng tượng, năng lực độc lập suy
nghĩ, … của HS không ngừng được nâng cao; biết phê phán, nhận xét đúng, tạo
hứng thú, niềm say mê học tập, … để rồi cuối cùng tư duy của HS được rèn luyện
và phát triển thường xuyên, đúng hướng, nâng khả năng hiểu biết thế giới của HS

lên một tầm cao mới, góp phần hình thành nhân cách toàn diện của HS.
Trong quá trình giải bài tập nói riêng cũng như trong quá trình dạy học nói
chung, người HS là chủ thể của hoạt động, còn GV là người tổ chức, điều khiển,
17
làm sao để phát huy tối đa năng lực độc lập suy nghĩ của HS. Có độc lập mới biết
phê phán, có phê phán mới có khả năng tìm thấy vấn đề và có khả năng sáng tạo
được. Thông qua hoạt động giải, tuỳ thuộc vào từng dạng bài tập, nội dung cụ thể,
với đối tượng cụ thể mà các năng lực được trau dồi và rèn luyện.
1.3. Bồi dưỡng HS chuyên Hoá ở bậc THPT
1.3.1. Bồi dưỡng HSG là nhiệm vụ của GV Hoá học
Để đáp ứng với yêu cầu của công cuộc cải cách giáo dục, quán triệt mục tiêu đào
tạo con người mới toàn diện. Người GV trong nhà trường có một vị trí và vai trò rất
quan trọng. Người GV trong nhà trường không những phải truyền thụ được khối
lượng kiến thức của chương trình quy định, mà còn phải hình thành cho được ở HS
của mình một phương pháp học tập độc lập, sáng tạo. Thực hiện tốt lời dạy của Thủ
tướng Phạm Văn Đồng: “ở nhà trường, điều chủ yếu không phải là rèn luyện trí nhớ
mà rèn trí thông minh” và “phải làm sao tìm được cách học tập hợp lý nhất, thông
minh nhất, tốn ít công nhất và thu hoạch được nhiều nhất. Cần biến phương pháp
thành thói quen và làm cho nó trở thành nề nếp”. Vì vậy, trong quá trình giáo dục ở
trường phổ thông, nhiệm vụ phát triển tư duy cho HS là nhiệm vụ rất quan trọng
như K. Dusinki nói: “Người GV tồi cung cấp chân lý, còn người GV tốt dạy cho
người ta cách tìm ra chân lý”. Điều đó có nghĩa là phải “dạy” như thế nào để giúp
HS có phương pháp tư duy sáng tạo, phương pháp học tập hợp lý.
1.3.2. Những năng lực và phẩm chất của HSG Hoá học
HS THPT chuyên là HS có năng lực đặc biệt, cần được giáo dục đặc biệt để đạt
đến trình độ tương ứng với năng lực; HS chuyên tiếp thu kiến thức rất nhanh. Đối
với các môn chuyên, HS học tăng thêm những chuyên đề chuyên sâu, mở rộng,
nâng cao kiến thức để phát triển tư duy ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ
của HS. Vì vậy, trong đề tài này chúng tôi trình bày về các kiến thức cần mở rộng
cho HS chuyên ngoài các kiến thức cơ bản trong sách giáo khoa; từ đó, xây dựng

HTBT tương ứng.
Đặt trong phạm vi xem xét với HS các trường THPT không chuyên, theo chúng
tôi, những phẩm chất và năng lực cần có của một HS chuyên môn Hoá học ở phổ
thông trong giai đoạn hiện nay bao gồm:
18
- Những HS không chuyên có kiến thức về hoá học chỉ là cơ bản không đi sâu
vào bản chất nhưng đối với HS chuyên thì phải vững vàng, sâu sắc, có hệ thống. Để
có được phẩm chất này đòi hỏi HS phải có năng lực tiếp thu kiến thức, tức là có khả
năng nhận thức vấn đề nhanh, rõ ràng, có ý thức tự bổ sung, hoàn thiện kiến thức.
- Có trình độ tư duy hoá học phát triển. Tức là biết phân tích, tổng hợp, so sánh,
khái quát hoá, có khả năng sử dụng phương pháp phán đoán như qui nạp, diễn dịch,
loại suy. Để có được những phẩm chất này đòi hỏi người HS phải có năng lực suy
luận logic, năng lực kiểm chứng, năng lực diễn đạt…
- Có khả năng quan sát, nhận thức, nhận xét các hiện tượng tự nhiên. Phẩm chất
này được hình thành từ năng lực quan sát sắc sảo, mô tả, giải thích hiện tượng các
quá trình hoá học được gọi là năng lực thực hành của HS.
- Có khả năng vận dụng linh hoạt, mềm dẻo, sáng tạo kiến thức, kỹ năng đã có
để giải quyết các vấn đề, tình huống. Đây là phẩm chất cao nhất cần có ở một HSG.
1.3.3. Một số biện pháp phát hiện HS có năng lực trở thành HSG Hoá học
- Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo theo tiêu
chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương trình và sách giáo khoa. Muốn vậy phải kiểm
tra HS ở nhiều phần của chương trình, về kiến thức lý thuyết, bài tập và thực hành.
Có thể thay đổi một vài phần trong chương trình nhằm mục đích đo khả năng tiếp
thu của mỗi HS trong lớp và dạy học lý thuyết là một quá trình trang bị cho HS vốn
kiến thức tối thiểu, trên cơ sở đó mới phát hiện được năng lực sẵn có của một vài
HS thông qua các câu hỏi củng cố.
- Làm rõ mức độ tư duy của từng HS bằng nhiều biện pháp, nhiều tình huống về
lý thuyết và TN để đo mức độ tư duy của từng HS. Đặc biệt, đánh giá khả năng vận
dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo.
- Soạn thảo và lựa chọn một số dạng bài tập đáp ứng hai yêu cầu trên đây để phát

hiện HS có năng lực trở thành HSG Hoá học.
19
Tiểu kết chương 1
Trong chương 1, chúng tôi đã trình bày các vấn đề sau:
- Những nhu cầu, xu hướng đổi mới PPDH hoá học ở trường phổ thông hiện nay
là phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của HS và bản thân BTHH đã
là PPDH hoá học tích cực.
- Vấn đề phát triển năng lực tư duy: định nghĩa, tầm quan trọng, phẩm chất, các
thao tác của tư duy, tư duy hoá học và dấu hiệu đánh giá sự phát triển tư duy, mối
quan hệ giữa BTHH và việc phát triển năng lực tư duy.
- Một số vấn đề về lý luận dạy học hoá học liên quan đến công tác bồi dưỡng
HSG. Ở đây, chúng tôi chủ yếu tập trung tìm hiểu về những phẩm chất và năng lực
cần có của HSG; BTHH và tác dụng của nó trong việc góp phần phát triển tư duy
cho HS.
- HTBT là phương tiện để phát triển tư duy cho HS. Thông qua HTBT, HS có thể
tạo cho mình tác phong làm việc sáng tạo, tạo một phương pháp tự học riêng đối
với mỗi HS để phát huy tối đa các phẩm chất và năng lực của HSG. Tuy nhiên,
muốn phát huy được hết các tác dụng của HTBT trong quá trình dạy học, mỗi GV
không những cần thường xuyên học tập, tích luỹ kinh nghiệm, nâng cao trình độ
chuyên môn mà còn cần tìm tòi, cập nhật những PPDH mới phù hợp với xu thế phát
triển giáo dục trên thế giới, hoà nhịp với sự phát triển của xã hội.
Tất cả các vấn đề trên là nền tảng cơ sở cho phép chúng tôi nêu lên một số vấn đề
cần được hiểu và làm nhằm góp phần phát triển năng lực tư duy HS chuyên Hoá
học thông qua HTBT.
20
Chương 2: CÁC BIỆN PHÁP PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC TƯ DUY CHO HS
CHUYÊN HOÁ THÔNG QUA HTBT PHẦN CTNT VÀ LKHH
2.1. Cơ sở lựa chọn và xây dựng HTBT phần CTNT và LKHH nhằm phát triển
năng lực tư duy của HS.
2.1.1. Hệ thống kiến thức phần CTNT bồi dưỡng HS chuyên Hoá

2.1.1.1. Kiến thức cơ bản
21
Trật tự các mức năng lượng
Phân lớp
electron
Điện tích: 1+
Khối lượng: 1u
Điện tích: 0
Khối lượng: 1u
Vỏ nguyên tử Electron (e)
Điện tích: 1-
Khối lượng: 5,5.10
-4
u
Hạt nhân nguyên tử
Proton (p)
Nơtron (n)
Kích thước, khối lượng nguyên tử
Obitan nguyên tử
Lớp electron
Gồm các electron có năng lượng gần bằng nhau
Kí hiệu: n = 1 2 3 4 5 6 7
K L M N O P Q
Số obitan: n
2
Gồm các electron có năng lượng bằng nhau
Kí hiệu: s p d f
Số obitan: 1 3 5 7
Nguyên lý Pauli
Nguyên lý vững bền

Qui tắc Hund
Sự phân bố
electron
Nguyên tử
Cấu trúc vỏ
nguyên tử
Cấu hình electron nguyên tử
Đặc điểm lớp electron ngoài cùng
Nguyên tố
hoá học
Điện tích hạt nhân (Z+): Z = số p = số e
Số khối (A): A = Z + N
Đồng vị
Nguyên tử khối trung bình:
2.1.1.2. Kiến thức mở rộng
a. Tính chất sóng – hạt của ánh sáng
- Ánh sáng lan truyền trong không gian tương tự như sự chuyển động của sóng
trên mặt nước. Tốc độ truyền sóng:
c = λν
c: tốc độ ánh sáng trong chân không và bằng 3.10
8
m/s.
λ: bước sóng của ánh sáng.
ν: tần số của ánh sáng.
- Có thể coi ánh sáng là những hạt gọi là photon. Năng lượng của photon được
xác định bởi phương trình Planck:
hc
E hv
λ
= =

h: hằng số Planck, h = 6,63.10
-34
J.s
* Quang phổ nguyên tử: Quang phổ nguyên tử hiđro gồm các vạch khác nhau
mà người ta xác định được bước sóng λ hay số sóng
ν
. Bằng TN, người ta xác
nhận rằng các vạch tạo thành từng dãy được xác định bởi công thức sau:
2 2
1 1 1
 
= = −
 ÷
 
H
t c
R
n n
ν
λ
(n
t
, n
c
là những số nguyên, n
c
>n
t
)
n

c
số lượng tử đặc trưng cho trạng thái năng lượng cao.
n
t
số lượng tử đặc trưng cho trạng thái năng lượng thấp.
R
H
là hằng số Rydberg và bằng 1,097.10
7
m
-1
.
b. Sơ lược về hoá học hạt nhân - Độ hụt khối lượng - Năng lượng liên kết của
hạt nhân
∆E = ∆m.c
2
(∆m: độ hụt khối lượng;
ΔE: năng lượng liên kết của hạt nhân)
Hạt nhân có Z proton và N nơtron thì khối lượng hạt nhân đó bằng Zm
p
+ Nm
n
.
Khối lượng của hạt nhân đo được là m
hn
.
Ta luôn có Zm
p
+ Nm
n

> m
hn
và ∆m = (Zm
p
+ Nm
n
) - m
hn
- Các kiểu phóng xạ chính
+ Phóng xạ kiểu α: phóng ra những hạt α (hạt nhân heli
4
2
He
).
+ Phóng xạ kiểu β: phóng ra những hạt β (là chùm electron).
22
+ Phóng xạ kiểu γ: phóng ra những hạt γ (các hạt trung hòa); thực chất đó là
dòng các photon, các lượng tử cùng bản chất với ánh sáng.
- Định luật chuyển dịch phóng xạ
+ Quá trình phóng xạ phát ra tia α, sơ đồ quá trình như sau:
A A 4 4
Z Z 2 2
X Y He
α
−
−
→ +

(hạt α)
+ Trong sự phóng xạ phát ra tia β, sơ đồ quá trình như sau:

A A 0
Z Z 1 1
X Y e
β
+ −
→ +
(hạt β)
+ Trong sự phân rã phát ra tia γ không kèm theo sự biến đổi nguyên tố mẹ về mặt
hoá học nhưng có sự thay đổi trạng thái năng lượng hạt nhân.
- Định luật phân rã phóng xạ

0
1
ln=
N
k
t N
(1)
N = N
0
e
-kt

Trong đó: k là hằng số phân rã (hoặc hằng số phóng xạ);
N
0
là số hạt nhân phóng xạ có ở thời điểm đầu (tức t = 0);
N là số hạt nhân đó còn lại ở thời điểm t đang xét.
Chu kỳ bán hủy: là thời gian chất có ban đầu (N
0

) mất đi một nửa (N
0
/2), được
gọi là thời gian bán hủy hay chu kỳ bán hủy. Kí hiệu t
1/2
hay
τ
(đọc là tau).
Thay N = N
0
/2 vào (1) ta được
1/ 2
1/ 2
1 0,693
ln 2k t
t k
= ⇒ =

Độ phóng xạ (A) là số phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian; tỉ lệ với số
hạt nhân phóng xạ N: A = k.N.
- Xác định niên đại dựa vào hoá học phóng xạ
+ Xác định niên đại các vật cổ, hoá thạch,…: bằng phương pháp khối phổ ta thu
được
238
U và
206
Pb trong một mẫu đá. Từ số liệu này, ta tìm được thời gian cần để
tạo ra lượng
206
Pb đó cũng là thời gian tồn tại của mẫu đá.

+ Xác định niên đại vật cổ bằng đồng vị phóng xạ
14
C. Đồng vị
14
C bị phân rã
theo phản ứng:
14 14
6 7
C N
β
→ +
.
Chu kỳ bán hủy của
14
6
C
là 5730 năm. Trong thiên nhiên,
14
C được hình thành từ
phản ứng:
14 1 14 1
7 0 6 1
N n C H+ → +
.
Phương trình xác định thời gian tồn tại của cổ vật chứa
14
C là:
3
5730 15,3 15,3
ln 8,27.10 ln

0,693
t
R R
= =
năm
23
- Phản ứng hạt nhân: Sự tương tác của hai hay nhiều hạt dẫn đến tạo thành
nguyên tố mới (và có thể thêm các phần khác) được gọi là phản ứng hạt nhân.
Kí hiệu: Bia + Đạn → [ Hạt nhân trung gian] → sản phẩm
c. Các số lượng tử, giá trị các số lượng tử và ý nghĩa của chúng
Trạng thái của electron trong nguyên tử được xác định bằng một tổ hợp 4 số
lượng tử.
- Số lượng tử chính n
Giá trị của n 1 2 3 4 5 6 7 …
Tên lớp electron K L M N O P Q …
n có giá trị càng lớn, electron có mức năng lượng càng cao và liên kết với hạt
nhân càng kém chặt chẽ. Giá trị của n qui định kích thước obitan: n có giá trị càng
lớn thì kích thước obitan càng lớn, electron càng có nhiều khả năng ở xa hạt nhân.
- Số lượng tử phụ hay số lượng tử obitan

+ Số lượng tử obitan

qui định hình dạng obitan hay kiểu obitan.
+ Ứng với một giá trị của n thì

nhận các giá trị từ 0 đến (n-1).
+ Một giá trị của

ứng với một kiểu obitan


= 0 được gọi là phân mức s và obitan trong phân mức s gọi là obitan s;

= 1 được gọi là phân mức p và obitan trong phân mức p gọi là obitan p;

= 2 được gọi là phân mức d và obitan trong phân mức d gọi là obitan d;

= 3 được gọi là phân mức f và obitan trong phân mức f gọi là obitan f; …
+ Obitan s có dạng hình cầu, obitan p có dạng số 8 nổi, obitan d và f có dạng
phức tạp hơn.
+ Trong

lớp, năng lượng của các electron tăng dần theo thứ tự ns-np-nd-nf.
- Số lượng tử từ m
l

+ Số lượng tử từ m
l
xác định sự định hướng của các obitan trong không gian. Nó
qui định số obitan trong cùng một phân mức năng lượng.
+ m
l
nhận các giá trị từ -

…, 0, … +

: tổng cộng có (2

+ 1) giá trị, mỗi giá trị
của m
l

ứng với một obitan.
+ Mỗi một obitan được đặc trưng bằng một tổ hợp ba số lượng tử n,

, m
l
.
24
- Số lượng tử từ spin m
s
+ Để có thể mô tả đầy đủ trạng thái electron trong nguyên tử, người ta xét thêm
số lượng từ spin m
s
, đặc trưng cho chuyển động riêng của electron.
+ Số lượng tử spin m
s
có 2 giá trị +
1
2
, -
1
2
được kí hiệu tương ứng bằng mũi tên
lên (↑) và mũi tên xuống (↓) trong 1 obitan.
d. Phương pháp gần đúng Slater xác định AO và năng lượng của electron
2 2
nl
2
0
Z* e
E

n * 2a
= −
Trong đó n*: số lượng tử hiệu dụng
Z* = Z - b: số điện tích hạt nhân hiệu dụng, b: hằng số chắn
2
0
2 2
h
a
4 me
=
π
= 0,53
0
A
(bán kính quỹ đạo Bohr thứ nhất)
Bằng cách biến thiên các giá trị của n* và b sao cho E
nl
có giá trị cực tiểu, Slater
đã thiết lập được những quy tắc xác định được n* và b gọi là các quy tắc Slater.
- Số lượng tử hiệu dụng n*: Tùy thuộc vào số lượng tử chính n
n 1 2 3 4 5 6
n* 1 2 3 3,7 4,0 4,2
- Hằng số chắn b: Trong việc xác định hằng số chắn người ta chia các electron
hay các obitan thành các nhóm: (1s); (2s, 2p); (3s, 3p); (3d); (4s,4p); (4d); (4f) và
tính số hạng góp b’ của các electron khác theo các quy tắc sau:
+ Những electron thuộc các nhóm obitan nằm phía ngoài của obitan cần xét
không có hiệu ứng chắn đối với obitan này (b’ = 0).
+ Mỗi electron trên các obitan thuộc cùng nhóm với obitan cần xét có số hạng
góp b’ = 0,35; riêng đối với nhóm 1s, số hạng góp này bằng 0,3.

+ Nếu obitan đang xét là obitan s hay p thì mỗi electron trên lớp obitan phía
trong (n’ = n - 1) sẽ làm tăng hằng số chắn một giá trị b’ = 0,85; mỗi electron trên
những lớp obitan nằm sâu hơn (n’ < n - 1) sẽ có số hạng góp b’ = 1,0.
+ Nếu obitan đang xét là d hay f thì mỗi electron thuộc những nhóm bên trong
(ngay cả khi cùng lớp n) sẽ có số hạng góp như nhau b’ = 1,0.
25