Bài giảng hóa đại cương_Chương 2 pptx

HUI© 2006General Chemistry:Slide 1 of 48
Cấu tạo nguyên tử
1. Nguyên tử và quang phổ nguyên tử
2. Sơ lược về các thuyết cấu tạo nguyên tử cổ
điển
3. Thuyết cấu tạo nguyên tử hiện đại theo cơ
lượng tử
4. Nguyên tử nhiều electron và cấu hình
electron
5. Bài tập
HUI© 2006General Chemistry:Slide 2 of 48
Nguyên tử và quang phổ nguyên tử
•
Nguyên tử
•
Khái niệm hy lạp về nguyên tử
–
Vào năm 440 BC, Leucippus phát biểu đầu tiên về khái niệm
nguyên tử và được, Democritus (c460-371 BC) phát triển
–
Các điểm cần chú ý của thuyết nguyên tử.
–
Tất cả các vật chất được tạo bởi nguyên tử, mà quá nhỏ để có
thể nhìn thấy. Những nguyên tử này không thể phân chia thành
những phần nhỏ hơn.
–
Giữa các nguyên tử là khoảng trống.
–
Nguyên tử rắn tuyệt đối.
–
Các nguyên tử đồng nhất và không có cấu trúc bên trong.

–
Các nguyên tử khác nhau ở kích thước, hình dạng và khối
lượng.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 3 of 48
Nguyên tử và quang phổ nguyên tử
•
Aristotle (384-322 BC)
•
John Dalton 1803-1807
–
Tất cả các vật chất được ạo từ hạt rất nhỏ gọi là
nguyên tử
–
Tất cả các nguyên tử của nguyên tố xác định có cùng
tính chất hóa học được quy định bởi nguyên tố đó
–
Các nguyên tử có thể thay đổi con đường mà chúng
kết hợp nhưng không thể được tạo ra hoặc phá vỡ
trong phản ứng hóa học.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 4 of 48
Nguyên tử
•
Nguyên tử là hệ trung hòa
điện gồm 2 thành phần:
hạt nhân và lơp vỏ e
chuyển động xung quanh
HUI© 2006General Chemistry:Slide 5 of 48
Cấu tạo nguyên tử
Hạt
Điện

tích
Khối lượng
(amu) (Kg)
Proton (p)
+
1
1,6726.10
-27

Electron
(e)
- ~0:
9,1095.10
-31
Neutron
(n)
0
1
1,6750.10
-27
q = 1,602.10
-19
HUI© 2006General Chemistry:Slide 6 of 48
Cấu tạo nguyên tử
HUI© 2006General Chemistry:Slide 7 of 48
The Discovery of Atomic Structure
The Discovery of Atomic Structure
Cathode Ray
HUI© 2006General Chemistry:Slide 8 of 48
Cathode Rays and Electrons

The Discovery of Atomic Structure
The Discovery of Atomic Structure
HUI© 2006General Chemistry:Slide 9 of 48
Hạt nhân nguyên tử

Để biểu diễn hạt nhân nguyên tử ta dùng ký hiệu sau
A= Số khối = N + Z
Z = Số điện tích dương, điện tích HN, số Proton trong hạt nhân
Với mỗi nguyên tố: proton là cố định (Z) và số N có thể thay đổi


HUI© 2006General Chemistry:Slide 10 of 48
Example: How many protons, neutrons and electrons
do each of the following have?
O C C
2.3 Atomic Diversity
Nguyên tử với cùng số proton, nhưng khác số netron.
16
8
12
6
14
6
Đồng vị

Z
A
X
←Kí hiệu nguyên tử
Số khối→

Số nguyên tử→
Hạt nhân nguyên tử
HUI© 2006General Chemistry:Slide 11 of 48
HUIâ 2006General Chemistry:Slide 12 of 48
Ng toỏ Klửụùng
ngtửỷ
Haứm
lửụùng
Ngtoỏ Klửụùng
ngtửỷ
Haứm
lửụùng
28
Ni
58
60
61
62
67,76%
26,16%
2,42%
3,66%
29
Cu 63
65
69,09%
30,91%
8
O
16

17
18
99,75%
0,039%
0,211%
Khoỏi lửụùng nguyeõn
tửỷ trung bỡnh
n
nn
xxxx
xMxMxMxM
M
++++
++++
=


321
332211
HUI© 2006General Chemistry:Slide 13 of 48
Độ bền hạt nhân
•
Độ bền hạt nhân: Trong hạt nhân ngtử sinh ra các
lực đẩy và các lực hút giữa p-p, n-n, p-n. Nếu lực
đẩy lớn hơn lực hút hạt nhân sẽ không bền và phân
rã và ngược lại. Hạt nhân có bền hay không dựa vào:
•
Tỷ số n/p biến đổi từ 1 - 1,524.
•
Hạt nhân nguyên tử có chứa 2, 8, 20, 50, 82 hay

126 proton hoặc nơtron thường bền.
•
Hạt nhân nguyên tử có proton hay nơtron là các
số chẵn thường bền hơn hạt nhân nguyên tử có
proton hay nơtron là các số lẻ.
•
Kể từ Poloni (Z = 84) trở đi các nguyên tố đều có
tính phóng xạ, các nguyên tố mới, nguyên tố
điều chế nhân tạo thường kém bền.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 14 of 48
•
Năng lượng liên kết hạt nhân: Năng lượng tiêu tốn để
phá vỡ hạt nhân thành proton và notron.
–
Lực tương tác giữa các nguyên tử:
Lực đẩy
Lực hút
Đám mây
electron
Hạt nhân
HUI© 2006General Chemistry:Slide 15 of 48
Sự phóng xạ: Một nguyên tố được gọi là phóng xạ khi hạt nhân
của nó tự phân rã và nguyên tố này thay đổi thành nguyên tố khác.
Ví duï:
239
94
Pu →
235
92
U +

4
2
He (haït anpha)
2
1
H +
7
3
Li → 2
4

2
He +
0
1
n + E

HUI© 2006General Chemistry:Slide 16 of 48
HUI© 2006General Chemistry:Slide 17 of 48
Pg 1025
Bombing of Nagasaki,
August 9, 1945.
Courtesy U.S. Department of Defense.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 18 of 48
Quang phổ nguyên tử
•
Quang phổ nguyên tử
–
Khi phóng điện liên tục vào trong hyđro dưới áp suất thấp thì
thu được quang phổ vạch đơn giản.

–
Quang phổ vạch hydro cũng có ba vùng:
–
Vùng quang phổ nhìn thấy có 4 vạch rõ đó là dãy Balmer
(J.Balmer 1825-1891, người Thuỵ Sỉ).
–
Vùng tử ngoại và vùng hồng ngoại ( xem hình )
–
Càng xa vạch H α về phía có bước sóng ngắn khoảng cách
giữa 2 vạch kề nhau càng bé dần nên những vạch ở cuối dãy
nằm sít nhau khó trông thấy. Trong quang phổ hyđro ngoài dãy
Balmer còn có 4 dãy nữa:
–
Dãy Laiman ở trong vùng tử ngoại và 3 dãy nằm trong vùng
hồng ngoại là Paschen, Brackett và Pfund.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 19 of 48
Phổ nguyưên tử Hydro
©The McGraw-Hill Companies. Permission required for reproduction or display
HUI© 2006General Chemistry:Slide 20 of 48
Spectrum of
Spectrum of
Excited Hydrogen Gas
Excited Hydrogen Gas
HUI© 2006General Chemistry:Slide 21 of 48
6.3 Absorption & Emission Spectra
Fig 6-11
•
Emission Spectra
HUI© 2006General Chemistry:Slide 22 of 48
6.3 Absorption & Emission Spectra

•
Absorption Spectra
Fig 6-10
HUI© 2006General Chemistry:Slide 23 of 48
Các thuyết cấu tạo nguyên tử
•
Thuyết cấu nguyên tử của
Thompson 1903 (Thompson
người Anh). Theo Thompson
nguyên tử là một qủa cầu bao
gồm các điện tích dương phân bố
đồng đều trong toàn thể tích,
điện tích dương được trung hòa
bởi các electron có kích thước
không đáng kể.
•
Thuyết không giải thích được tại
sao các điện tích âm và dương
trong cùng thể tích nguyên tử lại
không hút nhau để trung hoà
HUI© 2006General Chemistry:Slide 24 of 48
Thuyết Rutherford
Rutherford là nhà vật lý và kiến trúc
nguyên tử nổi tiếng người Anh
(E.Rutherford 1871-1937 giải Nobel về
hoá học 1908)đã đưa ra mẫu hành tinh
nguyên tử đầu tiên: “Electron quay
chung quanh hạt nhân nguyên tử
giống như hành tinh quay xung quanh
mặt trời”.Nhưng theo quan điểm động

lực học electron là tiểu phân mang điện
khi quay nhất định sẽ phát ra năng
lượng dưới dạng bức xạ, làm cho nó
mất dần năng lượng và sẽ rơi vào hạt
nhân và nguyên tử không thể tồn tại.
HUI© 2006General Chemistry:Slide 25 of 48
•
Thuyết Bohr
–
"Electron quay chung quanh hạt nhân nguyên tử giống
như hành tinh quay xung quanh mặt trời".Nhưng theo
quan điểm động lực học electron là tiểu phân mang
điện khi quay nhất định sẽ phát ra năng lượng dưới
dạng bức xạ, làm cho nó mất dần năng lượng và sẽ rơi
vào hạt nhân và nguyên tử không thể tồn tại.
–
Ba định đề của Bohr: