Bài Giảng Hóa Vô Cơ - Chương 1 ppsx

Đ
Đ
Ạ
Ạ
I
I


H
H
Ọ
Ọ
C
C


Đ
Đ
À
À


N
N
Ẵ
Ẵ
N
N

G
G


T
T
R
R
Ư
Ư
Ờ
Ờ
N
N
G
G


Đ
Đ
Ạ
Ạ
I
I


H
H
Ọ
Ọ

C
C


S
S
Ư
Ư


P
P
H
H
Ạ
Ạ
M
M


K
K
H
H
O
O
A
A

H
H
O
O
Á
Á











BÀI GIẢNG






GV NGÔ THỊ MỸ BÌNH

Đ
Đ
à
à


N
N
ẵ
ẵ
n
n
g
g
,
,


2
2
0
0
0
0
7
7

Mục lục

Hoá vô cơ

213

MỤC LỤC
Trang

CHƯƠNG 1: LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
1.1. Nguyên tố hoá học 2
1.1.1. Nguyên tố hoá học 2
1.1.2. Đồng vị - Thù hình 2
1.1.3. Độ phổ biến của các nguyên tố trong tự nhiên 2
1.2. Tính bền của nguyên tố phóng xạ 3
1.2.1. Sự phóng xạ 3
1.2.2. Các cách phân huỷ phóng xạ 4
1.3. Phản ứng hạt nhân 4
1.3.1. Cơ chế phản ứng hạt nhân 4
1.3.2. Các loại phản ứng hạt nhân 5
1.4. Nguồn gốc hình thành nguyên tố hoá học trên quả đất 5
1.5. Tổng hợp nhân tạo các nguyên tố trong phòng thí nghiệm 6
CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI TỔNG QUÁT CÁC CHẤT VÔ CƠ
2.1. Kim loại ……………………………………………….………………… 8
2.1.1. Phân biệt kim loại và không kim loại …………………………………. 8
2.1.2. Cấu tạo nguyên tử của kim loại .………………………………………. 8
2.1.3. Cấu trúc tinh thể của kim loại …………………………………………. 8
2.1.4. Liên kết trong kim loại ………………………………………………… 9

2.1.5. Kim loại chuyển tiếp. Kim loại không chuyển tiếp …………………… 9
2.1.6. Tính chất vật lý của kim loại. Thuyết miền năng lượng ………………. 10
2.1.7. Điều kiện để kim loại phản ứng với nước, axit, bazơ, muối ………… 12
2.2. Á kim. Phi kim. Khí hiếm …………………………………………………. 14
2.3. Hợp chất ………………………………………….……………………… 14
2.3.1. Hợp chất hoá học kim loại …………………………………………… 14
2.3.2. Hyđrua ………… …………………………………………………… 15
2.3.3. Oxit …………………………………………………………………… 16
2.3.4. Hiđroxit ………………………… …………………………………… 16
2.3.5. Muối ……………… ………………………………………………… 17

CHƯƠNG 3: PHỨC CHẤT
3.1. Khái niệm …………… ………………………………………………… 19
3.1.1. Ion phức ……………………………………………………………… 19
3.1.2. Phức chất ……………………………………………………………… 19
3.1.3. Ion trung tâm ………………………………………………………… 19
3.1.4. Phối tử ………………………………………………………………… 19
3.1.5. Cầu nội - Cầu ngoại ……………………………………………………. 20
3.1.6. Sự phối trí - Số phối trí - Dung lượng phối trí …………………………. 20
3.1.7. Phối tử đơn càng - Phối tử đa càng …………………………………… 20
3.1.8. Phức vòng càng - Phức đa nhân ……………………………………… 21
3.1.9. Nội phức ……………………………………………………………… 21
Mục lục

Hoá vô cơ

214

3.1.10. Danh pháp của phức ………………………………………………… 21
3.2. Liên kết trong phức chất ………………………………………………… 22

3.2.1. Thuyết liên kết hoá trị (VB) ………………………………………… 22
3.2.2. Thuyết trường tinh thể …………………………………………………. 25
3.2.3. Thuyết trường phối tử ……………………………………………… 32
3.3. Tính chất của phức ……………………………………………………… 34
3.3.1. Sự phân ly của phức trong dung dịch nước ……………………………. 34
3.3.2 Tính oxy hoá - khử của phức ……………………………………………. 36
3.3.3. Tính axit-bazơ của phức ……………………………………………… 36

CHƯƠNG 4: HIĐRO - NƯỚC
4.1. Hiđro ………………………………………………………………………. 37
4.2. Hiđrua …………………………………………………………………… 40
4.3. Nước ………………………………………………………………………. 41

CHƯƠNG 5: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM VII
5.1. Nhóm VIIA (Halogen) …………………………………………………… 45
5.1.1. Đơn chất ……… ………………………………………………………. 45
5.1.2. Hợp chất halogen ……………………………………………………… 50
5.1.2.1. Hiđro halogenua ….…………………………………………………. 50
5.1.2.2. Hợp chất oxi axit của clo … ……………………………………… 53
5.2. Nhóm VIIB ………………………………………………………………… 56
5.2.1. Đơn chất … ……………………………………………………. 56
5.2.2. Các hợp chất của mangan ……………………………………………… 58
5.2.2.1. Hợp chất Mn +2 …………………………………………………… 58
5.2.2.2. Hợp chất Mn +4 …………………………………………………… 59
5.2.2.3. Hợp chất Mn +6 …………………………………………………… 60
5.2.2.4. Hợp chất Mn +7 …………………………………………………… 60

CHƯƠNG 6: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM VI
6.1. Nhóm VIA ………… ……………………………………………………. 62
6.1.1. Oxi …….……… ………………………………………………………. 62

6.1.2. Ozôn ………………………………………………………… ……… 64
6.1.3. Hợp chất của oxi ………….…………………………………………… 66
6.1.3.1. Oxit ………… ….…………………………………………………. 66
6.1.3.2. Peoxit. Supeoxit. Ozonit … ……………………………………… 68
6.1.3.3. Hiđro peoxit ………………………………………………………… 69
6.1.4. Lưu huỳnh ………………………………………………………… …. 71
6.1.5. Hợp chất của lưu huỳnh …………………………………………… … 73
6.1.5.1. Đihiđro sunfua ………………………………………………… …. 73
6.1.5.2. Sunfus kim loại ………………………………………………… … 74
6.1.5.3. Sunfua đioxit- Axit sunfurơ - Muối sunfit 76
6.1.5.4. Sunfu trioxit ………………………………………………………… 78
6.1.5.5. Axit sunfuric ……………………………………………………… 79
6.1.5.6. Muối sunfat và hiđrosunfat …………………………………………. 81
Mục lục

Hoá vô cơ

215

6.1.6. Phân nhóm Selen ……………………………………………………… 82
6.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………………… 84
6.2.1. Đơn chất … ……………………………………………………. 84
6.2.2. Các hợp chất của crom ……………………………….………………… 86
6.2.2.1. Hợp chất Cr +3 ………………………………… ………………… 86
6.2.2.2. Hợp chất Cr +6 …………………… ……………………………… 88

CHƯƠNG 7: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM V
7.1. Nhóm VA ………… …………………………………………………… 91
7.1.1. Nitơ …….……… …………………………………… …………….…. 91
7.1.2. Hợp chất của nitơ ………….…………… …………………………… 93

7.1.2.1. Nitrua ……… ….………………………………………………… 93
7.1.2.2. Amoniăc ………………… ………………………………………… 93
7.1.2.3. Axit nitrơ ………….………………………………………………… 96
7.1.2.4. Muối nitrit ………………………………………………………… 97
7.1.2.5. Axit nitric …………………………………………………………… 98
7.1.2.6. Muối nitrat ………………………………………………………… 100
7.1.3. Phôtpho …………………………………………………………………. 101
7.1.4. Hợp chất của phôtpho …………………… …………………………… 104
7.1.4.1. Phôtphin …….………………………………………………………. 104
7.1.4.2. Phôtpho (III) oxit …………………………………………… … 105
7.1.4.3. Axit phôtphorơ 106
7.1.4.4. Phôtpho (V) oxit ………….………………………………… … 107
7.1.4.5. Axit phôtphoric ……………………………………………… 109
7.1.4.6. Muối phôtphat …………………… …………… …. 111
7.1.5. Giới thiệu phân nhóm Asen …………………………………… … 112
7.1.6. Hợp chất của phân nhóm Asen ………………………………… …. 113
7.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………… … 119

CHƯƠNG 8: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM IV
8.1. Nhóm VA ………… …………………………………………… … 120
8.1.1. Cacbon ….……… …………………………………… ……… …. 120
8.1.2. Hợp chất của cacbon …………………… ……………………… 124
8.1.2.1. Cacbua ……… ….…………………………… ………… … 124
8.1.2.2. Cabon oxit ……………… ………………………………… … 126
8.1.2.3. Cacbon đioxit …….………………………….……………… … 127
8.1.2.4. Axit cacbonic …………………………………………… …… 129
8.1.2.5. Hiđro xianua và xianua …………………………………… …… 129
8.1.2.6. Cacbon tetrahalogenua …………………………………… … 130
8.1.3. Silic … …………………………………………………………… 131
8.1.4. Hợp chất của silic …………………… …… ……………… … 133

8.1.4.1. Silan …….……………………………………………… …. 133
8.1.4.2. Silic tetrahalogenua ………………………………………… … 134
8.1.4.3. Silic đioxit …… 135
Mục lục

Hoá vô cơ

216

8.1.4.4. Axit silixic ………….………………………………… … 136
8.1.4.5. Silicat ……………………………………………………… … 136
8.1.4.6. Silixua kim loại ………………… …………… …. 137
8.1.5. Phân nhóm Gecman ………………… ………………… … 137
8.2. Nhóm VIB ………….……………………………………………………… 144

CHƯƠNG 9: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM III
9.1. Nhóm IIIA ………… ….…………………………………………………. 145
9.1.1. Bo …….……… ………………………………………………………. 146
9.1.2. Hợp chất của bo .………….…………………………………………… 147
8.1.2.1. Oxit boric …… ….…………………………………………………. 147
8.1.2.2. Axit boric ………………… ……………………………………… 148
8.1.2.3. Borat ………………………………………………………………… 149
9.1.3. Nhôm ……………………………………………………………………. 150
9.1.4. Hợp chất của nhôm ……………………………………………………… 152
9.1.4.1. Nhôm oxit … ………………………………………………………. 152
9.1.4.2. Nhôm hiđroxit ……………………………………………………… 153
9.1.4.3. Nhôm hiđrua 154
9.1.4.4. Muối nhôm(+3) ……………………………………………………… 155
9.1.5. Phân nhóm Gali ……………………………………………………… 157
9.2. Nhóm IIIB ………….…………………………………………………….… 158

9.2.1. Đơn chất ……………………………………………………………… 159
9.2.2. Hợp chất M(+3) …………… …………………………………… 160
9.2.3. Khảo sát các nguyên tố Lantanit ……………………………………… 161
9.2.4. Các hợp chất của Lantanit …………………………….…………… … 162
9.2.5. Khảo sát các nguyên tố Actinoit ……………………………………… 163

CHƯƠNG 10: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM II
10.1. Nhóm IIA ………… ….……………………………………………….…. 165
10.1.1. Đơn chất ……………………… 165
10.1.2. Hợp chất của kim loại kiềm thổ ………………………………………… 170
10.1.2.1. Hiđrua ….… ……………………………………………………… 170
10.1.2.2. Oxit ………………………………………………………………… 170
10.1.2.3. Peoxit 171
10.1.2.4. Hiđroxit ………………………………………………………… … 172
10.1.3. Các hợp chất quan trọng .……………………………………………… 173
10.1.3.1. Canxi hiđroxit …………………………………………………… 173
10.1.3.2. Canxi cacbonat …………………………………………………… 173
10.1.3.3. Canxi sunfat ………………………………………………………… 174
10.1.3.4. Clorua vôi ……… …………………………………………………. 174
10.1.4. Nước cứng ……………… ………………………………………… 175
10.2. Nhóm IIB ………….…………………………………………………….… 176
10.2.1. Đơn chất …………………………………… 176
10.2.2. Các hợp chất ………………… ……………………………………… 179
Mục lục

Hoá vô cơ

217

10.2.5.1. Hợp chất +1 …………………………………………………………. 179

10.2.5.2. Hợp chất +2 …………………………………………………………. 181

CHƯƠNG 11: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM I
11.1. Nhóm IA ………… ….……………………………………………….…. 184
11.1.1. Đơn chất ………………….… 184
11.1.2. Hợp chất của kim loại kiềm …………………………………………… 186
11.1.2.1. Oxit. Peoxit ………………………………………………………. 186
11.1.2.2. Hiđroxit ….………………………………………………………… 188
11.1.2.3. Muối của các kim loại kiềm 191
11.2. Nhóm IB ………….…………………………………………………….… 193
11.2.1. Đơn chất ……… …………………………… 194
11.2.2. Các hợp chất ……………… ……………………………………… 198
11.2.2.1. Hợp chất +1 ………………………………………………………. 199
11.2.2.2. Hợp chất +2 ………………………………………………………. 200
11.2.2.3. Hợp chất +3 ………………………………………………………. 201

CHƯƠNG 12: NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CHẤT NHÓM I
12.1. Nhóm VIIIA ………… ….… ……………………………………….…. 204
12.1.1. Đặc điểm chung ………………….… 204
12.1.2. Heli… ………………………………………… 204
12.1.3.Neon ………………………………………………………. 205
12.1.4. Phân nhóm Kripton ….………………………………………………… 205
12.2. Nhóm VIIIB ………….… …………………………………………….… 206
12.2.1. Khảo sát chung … …………………………… 206
12.2.2. Họ sắt …… ………… ……………………………………… 206
12.2.2. Họ platin ………………………………………………………. 210

Tài liệu tham khảo ………………………………………………………. 212

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ
2

CHƯƠNG 1 – LỊCH SỬ CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC

1.1. NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
1.1.1. Nguyên tố hoá học
Mendeleev: “Nguyên tố hoá học là dạng các nguyên tử đặc trưng bằng toàn
bộ tính chất xác định. Nếu khái niệm hạt ứng với vật đơn giản thì khái niệm về
nguyên tử ứng với nguyên tố”.
Thuyết nguyên tử: “Nguyên tố hoá học là dạng các nguyên tử có điện tích
hạt nhân xác định”.
Đơn chất: Do các nguyên tử của cùng một nguyên tố kết hợp với nhau tạo
thành. Ví dụ: Na, K, N
2
, O
3
,
Hợp chất: Do các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau kết hợp với nhau
tạo thành. Ví dụ: CH
4
, H
2
O,
1.1.2. Đồng vị - Thù hình
* Tính thù hình: Là sự tồn tại của nguyên tố hoá học dưới dạng một số đơn
chất. Các đơn chất khác nhau do cùng một nguyên tố tạo thành gọi là các chất
thù hình.

Nguyên nhân: có thể do số nguyên tử trong cấu tạo khác nhau hoặc có thể
do cấu tạo tinh thể của chúng khác nhau. Ví dụ: O
2
và O
3
, P trắng (cấu tạo tứ
diện) và P đỏ (cấu tạo dạng polime)
Các chất thù hình có tính chất lý, hoá khác nhau.
* Đồng vị: Là các nguyên tử có điện tích hạt nhân như nhau nhưng có số
nơtron khác nhau.
Đồng vị là hiện tượng phổ biến của các nguyên tố, đa số các nguyên tố là
hỗn hợp của đồng vị.
Nguyên tử lượng của các nguyên tố thường không phải là số nguyên vì đó
là nguyên tử lượng trung bình của các đồng vị.
Các đồng vị có hoá tính giống nhau, ngoại trừ các đồng vị của H.
Ngày nay, người ta đã biết hơn 270 đồng vị bền và hơn 1000 đồng vị phóng
xạ.
1.1.3. Độ phổ biến các nguyên tố trong tự nhiên
Độ phổ biến của các nguyên tố (Clac): là độ chứa tương đối trung bình của
một nguyên tố hoá học trong vũ trụ mà chúng ta có thể tìm hiểu được.
Độ phổ biến được tính bằng % khối lượng hay % tổng số nguyên tử.

Độ phổ biến
Nguyên tố
% NT % KL
Đồng vị phổ biến nhất

Oxi 58 47,2
O
16

8

Silic 20 27,6
Si
28
14

Nhôm 6,6 8,8
Al
27
13

Natri 2,4 2,64
Na
23
11

Sắt 2,0 5,1
Fe
56
26

Canxi 2,0 3,6
Ca
40
20

Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ

3

Magie 2,0 2,1
Mg
24
12

Kali 1,4 2,6
K
39
19

Titan 0,25 0,6
Ti
48
22

Photpho 0,05 0,08
P
31
15

Mangan 0,032 0,09
Mn
55
25

Lưu huỳnh 0,03 0,05
S
32

16

Độ phổ biến của một số nguyên tố trong vỏ Quả đất

9 nguyên tố chủ yếu của vỏ Quả đất là O, Si, Al, Na, Fe, Ca, Mg, K, Ti
chiếm khoảng 94,65% tổng số nguyên tử của tất cả các nguyên tố có trong vỏ
Quả đất.
- H, He là 2 nguyên tố phổ biến nhất trong thiên nhiên, vũ trụ chứa khoảng
¾ là H và ¼ là He (theo khối lượng), các nguyên tố còn lại chỉ chiếm khoảng
hơn 1%.
- Độ phổ biến của các hạt nhân nguyên tử trong thiên nhiên giảm nhanh
theo chiều tăng số khối của chúng.
- Độ phổ biến tương đối của các hạt nhân nguyên tử có số proton chẵn cao
hơn so với các hạt nhân nguyên tử có số proton lẻ.
- Với 1 nguyên tố thì số đồng vị có số nơtron chẵn phổ biến nhất, các đồng
vị có số proton và nơtron lẻ ít phổ biến.
Tóm lại: Độ phổ biến của các nguyên tố được quyết định bởi xác suất của
các phản ứng hạt nhân tạo thành chúng và bởi độ bền tương đối của các đồng vị.

1.2. TÍNH BỀN CỦA NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ
1.2.1. Sự phóng xạ
Sự phóng xạ là hiện tượng một số nguyên tố phát ra bức xạ có khả năng
xuyên qua các chất, ion hoá không khí, hoá đen kính ảnh,
Năm 1896, Becquerel là người đầu tiên phát hiện tính phóng xạ của
Urani, đến năm 1898 – Mari và Pierre Curie phats hiện tính phóng xạ của Thori.
Sự phóng xạ là sự tự chuyển hoá đồng vị không bền của nguyên tố hoá
học này thành đồng vị của nguyên tố hoá học khác kèm theo sự phóng ra các hạt
sơ cấp hay hạt nhân (ví dụ hạt ).
- Phóng xạ tự nhiên: là sự phóng xạ xảy ra ở các đồng vị thiên nhiên của
các nguyên tố.

Các đồng vị phóng xạ tự nhiên là những nguyên tố nặng nằm sau Bi trong
bảng hệ thống tuần hoàn như
232
Th,
235
U,
- Phóng xạ nhân tạo: năm 1934 – Irène Curie, Frédéric Joliot Curie phát
hiện: nếu bắn phá các nguyên tố nhẹ (B, Mg, Al ) bằng các hạt  sẽ tạo thành
các hạt nhân mới không bền (tạo thành các nguyên tử phóng xạ). Sau đó các hạt
nhân này phân rã phát ra pozitron.
Ví dụ :
nPHeAl
1
0
30
15
4
2
27
13


Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ
4

Đồng vị
P
30

15
là đồng vị được điều chế nhân tạo, đồng vị phóng xạ không
bền phân rã tạo thành hạt nhân bền.


 eSiP
30
14
30
15

Phóng xạ nhân tạo đã góp phần điều chế được hàng trăm đồng vị phóng
xạ của các nguyên tố.
- Chu kỳ bán rã (chu kỳ bán huỷ) T
1/2
: là khoảng thời gian cần để một nửa
lượng ban đầu của nguyên tố phóng xạ bị phân rã.
T
1/2
: là đại lượng đặc trưng cho thời gian sống của các nguyên tử.
T
1/2
biến đổi trong một khoảng rất rộng, từ phần nghìn giây đến hàng tỉ
năm. Ví dụ: T
1/2
của Ra là 1620 năm, T
1/2
của U là 4,5 tỉ năm.

1.2.2. Các cách phân huỷ phóng xạ

* Phân rã

: hạt nhân phóng ra 1e (hạt 
-
) chuyển 1n của hạt nhân thành p
theo sơ đồ: n  p + e
Khi phân rã  thì điện tích hạt nhân tăng 1 đơn vị, khối lượng không đổi
tạo nên 1 đồng vị có số thứ tự lớn hơn số thứ tự của nguyên tố đầu 1 đơn vị.
Ví dụ :

 ePaTh
234
91
234
90



 ePoBi
210
84
210
83

* Phân rã pozitron: sự phân rã giải phóng pozitron (hạt 
+
).
Pozitron là hạt cơ bản có điện tích +1 và khối lượng của e.
Sự phân rã 
+

chuyển 1p thành 1n: p  n + e
+
, làm giảm điện tích hạt
nhân 1 đơn vị, khối lượng không đổi.
Ví dụ :

 eBC
11
5
11
6

* Sự chiếm giữ e: làm giảm điện tích hạt nhân 1 đơn vị, số khối không
đổi : p + e
-
 n
e thường bị chiếm giữ là e ở lớp K gần nhân nhất, các lớp L, M ít bị
chiếm giữ e hơn.
Ví dụ :
AreK
40
18
40
19


* Sự phân rã

: là sự tách hạt  (nhân He) ra khỏi hạt nhân dẫn đến sự
tạo thành đồng vị của nguyên tố có điện tích hạt nhân nhỏ hơn nguyên tố đầu 2

đơn vị, số khối giảm 4 đơn vị.
Phân rã  đặc trưng đối với những nguyên tố nặng.
Ví dụ :
HeThU
4
2
230
90
234
92


* Sự tự phân hạch : là sự tự phân rã hạt nhân của các nguyên tố nặng
thành 2 (hoặc 3, 4) hạt nhân của những nguyên tố nhẹ.
Sự tự phân hạch rất đa dạng, hiện nay đã biết được sự tự phân hạch của 32
đồng vị nguyên tố nặng.

1.3. PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1.3.1. Cơ chế phản ứng hạt nhân
Trong các phản ứng hạt nhân, ngoài sự phân huỷ phóng xạ còn có sự biến
đổi nguyên tố.
Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ
5

Phản ứng hạt nhân là sự tương tác của hạt nhân với các hạt sơ cấp (n, p,
photon ) hay với các hạt nhân khác (hạt , dơtron
H
2

1
).
Cơ chế của phản ứng hạt nhân : Một trong những hạt dùng bắn phá bị hạt
nhân của nguyên tử được bắn phá (hạt nhân “bia”) chiếm đoạt tạo thành hạt
nhân phức hợp trung gian có thời gian sống rất ngắn (10
-7
giây), hạt nhân phức
hợp này sẽ phóng ra 1 hạt cơ bản hay 1 hạt nhân nhẹ và biến thành đồng vị mới.
Ví dụ : Dùng hạt  bắn hạt nhân của nguyên tử N, chuyển N thành O. Hạt
nhân phức hợp trung gian là 1 đồng vị của F (phản ứng hạt nhân của Rutheford
1919).
1.3.2. Các loại phản ứng hạt nhân
Để thực hiện phản ứng hạt nhân, các hạt dùng bắn phá phải có năng lượng
lớn để thắng được lực đẩy Coulomb của hạt nhân. Trong những năm gần đây,
ngành vật lý đã dùng những máy gia tốc tạo nên những hạt có năng lượng lớn
vài tỉ eV. Các phản ứng hạt nhân có thể thực hiện bởi các hạt , p, dơtron.
* Phản ứng của hạt

:

HeOHeN
1
1
17
8
4
2
14
7


hay
ThpN
17
8
14
7
),(



nCHeBe
1
0
12
6
4
2
9
4

hay
CnBe
12
6
9
4
),(


Ký hiệu phản ứng hạt nhân: bên trái ghi hạt nhân ban đầu, bên phải ghi

hạt nhân thu được, trong ngoặc đơn ghi hạt dùng bắn phá và hạt thu được).
* Phản ứng của hạt proton:

HeFHNe
4
2
18
9
1
1
21
10



nZnHCu
1
0
63
30
1
1
63
29


* Phản ứng của dơtron:

HeNaHMg
4

2
22
11
2
1
24
12



HKHK
1
1
42
19
2
1
41
19


* Phản ứng của nơtron:

HeLinB
4
2
7
3
1
0

10
5




 ConCo
60
27
1
0
59
27

* Phản ứng của photon:

nLiCu
1
0
62
29
63
29




HMgAl
1
1

26
12
27
13




1.4. NGUỒN GỐC HÌNH THÀNH NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC TRÊN QUẢ
ĐẤT
Các kết quả nghiên cứu của ngành vật lý hạt nhân, vật lý thiên văn cho
thấy: sự tổng hợp và biến đổi nguyên tố xảy ra trong các giai đoạn tiến hoá của
các ngôi sao.
Trong thiên nhiên, phản ứng hạt nhân diễn ra theo 2 cách:
- Phản ứng nhiệt hạt nhân giữa các hạt tích điện (hạt nhân với hạt cơ bản)
xảy ra ở nhiệt độ rất cao hay từ trường mạnh.
Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ
6

- Phản ứng hạt nhân xảy ra nhờ các nơtron không cần năng lượng cao.
Sự phát triển của 1 ngôi sao và các quá trình hạt nhân xảy ra theo các giai
đoạn: 1 ngôi sao mới hình thành chủ yếu chứa hiđro, khi xảy ra sự co bên trong
ngôi sao thì nhiệt độ tăng lên rất cao (10 – 20 triệu
0
C) lúc này sẽ bắt đầu xuất
hiện các phản ứng hạt nhân biến H thành He:

224

4
2
1
1


HeH
.
Phản ứng này giải phóng năng lượng khổng lồ: 154 triệu kcal/1gH. Nguồn năng
lượng khổng lồ này chủ yếu giữ mặt trời và các ngôi sao ở trạng thái nóng đỏ.
He được tích luỹ dần ở nhân ngôi sao, khi nhiệt độ nhân ngôi sao lớn hơn
150 triệu
0
C thì bắt đầu xảy ra các phản ứng nhiệt hạt nhân tạo thành các đồng vị
bền của He, Be, C, O, Ne, Những phản ứng có p, n tham gia cũng xảy ra và
các nguyên tố trước Bi tạo thành.
Sự xuất hiện các nguyên tố nặng nhất như urani, thori, cali, xảy ra trong
quá trình bùng nổ của các ngôi sao cực mới. Các vụ nổ này giải phóng một năng
lượng khổng lồ, khoảng 4 tỉ độ với thời gian nổ của ngôi sao cực mới khoảng 10
giây, trong khoảng thời gian này sinh ra một lượng lớn hạt có năng lượng cao,
những hạt này đẩy các nơtron ra khỏi hạt nhân tạo nên dòng nơtron mạnh gây ra
phản ứng hấp thu các nơtron bởi các hạt nhân và tạo thành các nguyên tố nặng.

1.5. TỔNG HỢP NHÂN TẠO CÁC NGUYÊN TỐ TRONG PHÒNG THÍ
NGHIỆM
- 1896 Mendeleev tìm ra định luật tuần hoàn chỉ có 63 nguyên tố tự nhiên.
- 1875 – 1925 các nguyên tố đứng trước urani được tìm thấy trong tự
nhiên, trừ các nguyên tố có Z bằng 43, 61, 85, 87 chưa tìm được.
- Tecnexi (Tc) có Z = 43 là nguyên tố đầu tiên được tổng hợp bằng cách
dùng dơtron bắn phá hạt nhân Mo:

nTeHMo
1
0
99
43
2
1
98
42


Các nguyên tố astatin (At), prometi (Pr), franxi (Fr), tiếp tục được tổng
hợp sau đó.
- Các nguyên tố sau urani thường được tổng hợp bằng phản ứng hạt nhân
với sự tham gia của hạt n, , dơtron, với năng lượng rất lớn (30 – 40 MeV).
Khi bắn phá urani bằng dòng n trong lò phản ứng hạt nhân có thể thu
được các nguyên tố sau urani đến fecni (Z = 100).

UnU
239
92
1
0
238
92





 eNpU
239
93
239
92



 ePuNp
239
94
239
93

Và
FmAmPuNp
256
100
243
95
239
94
239
93


Tổng hợp các nguyên tố nặng nhất dùng các phản ứng có sự tham gia của
hạt  và của các ion có nhiều điện tích.
Ví dụ :
EsnNU

246
99
14
7
238
92
)6,(


MdnEs
256
101
246
99
),(


Chương1 – Lịch sử các nguyên tố hoá học

Hoá vô cơ
7

- Năm 1964, một nhóm các nhà bác học đứng đầu là viện sĩ GN. Flerov đã
tổng hợp được đồng vị của nguyên tố 104 (Ku).

nKuNePu 4
260
104
22
10

242
94


Năm 1970, nguyên tố thứ 105 được tổng hợp bởi Flerov. Những công
trình tổng hợp các nguyên tố nặng hơn vẫn được tiếp tục.