Xây dựng hệ thống bài tập kim loại chuyển tiếp dùng bồi dưỡng học sinh giỏi hoá học trung học phổ thông

1

mở đầu
1. Lý do chọn đề tài
Việt Nam là một đất nớc có truyền thống hiếu học từ ngàn năm lịch sử,
truyền thống đó ngày nay vẫn đợc các thế hệ gìn giữ và phát huy. Trong sự
nghiệp xây dựng và phát triển đất nớc với sự phát triển nhanh chóng của khoa
học công nghệ thế giới, Đảng ta chủ trơng khuyến khích mọi ngời dân tích
cực học tập. Học để xây dựng đất nớc, học để làm chủ tri thức tiên tiến của
nhân loại, trở thành ngời có ích cho xã hội. Để đạt đợc mục tiêu đó, rõ ràng là
ngoài các điều kiện cơ sở vật chất của nhà trờng phải đợc đảm bảo thì chơng
trình đào tạo là yếu tố quyết định. Với môn hoá học chơng trình đào tạo đó
không thể không kể đến hệ thống lý thuyết và hệ thống bài tập ở các khối
THCS, THPT. Để phù hợp với sự phát triển và nhu cầu của xã hội, ngành giáo
dục có sự thay đổi nội dung trong chơng trình sách giáo khoa, một số kiến
thức mới đã đợc đa vào chơng trình hoá học phổ thông. Phần kim loại chuyển
tiếp đợc đa vào nhiều hơn ở lớp 12. Đây là một phần khó của hoá học phổ
thông vì các kim loại chuyển tiếp có rất nhiều ứng dụng trong cuộc sống nhng
tính chất của nó thì vừa đa dạng, vừa đặc thù. Với sự phong phú về hợp chất và
các tính chất riêng của mỗi nguyên tố sẽ làm cho học sinh gặp khó khăn trong
quá trình tìm hiểu, vận dụng. Trong các kì thi HSG ở các tỉnh cũng nh các kì
thi chọn HSG quốc gia, kì thi Olympic hoá học thờng có các bài tập liên quan
đến kim loại chuyển tiếp. Nhiều học sinh không xác định đợc cách giải do cha
nắm vững kiến thức cũng nh phơng pháp giải bài tập phần này. Đặc biệt trong
bồi dỡng học sinh giỏi, cần có một hệ thống bài tập phù hợp để các em có thể
tiếp thu và phát triển năng lực sáng tạo của mình. Đã có một số tác giả quan
tâm nghiên cứu sử dụng bài tập hoá học để bồi dỡng năng lực học sinh giỏi,
song hệ thống lý thuyết, hệ thống bài tập phần kim loại chuyển tiếp lớp 12
dùng cho bồi dỡng HSG sau khi thay sách giáo khoa còn cha đợc đề cập đúng
mức. Nhiều giáo viên ở các trờng THPT hiện nay còn lúng túng khi chọn nội
dung, bài tập phần này để bồi dỡng HSG.

Xuất phát từ thực thế đó, cùng với kinh nghiệm bản thân đã tham gia
bồi dỡng học sinh giỏi nhiều năm chúng tôi chọn đề tài nghiên cứu: Xây
dựng hệ thống bài tập kim loại chuyển tiếp dùng bồi dỡng học sinh giỏi
hoá học THPT. Hy vọng đề tài luận văn sẽ là một tài liệu tham khảo có ích


2
cho bản thân và đồng nghiệp trong việc thực hiện nhiệm vụ bồi dỡng HSG, đợc thuận lợi hơn và giúp các em HSG đạt đợc ớc mơ của mình.
2. Mục đích của đề tài
Phát triển, xây dựng, lựa chọn và sử dụng các dạng bài tập phần kim
loại chuyển tiếp trong việc bồi dỡng HSG hoá học THPT.
3. Nhiệm vụ của đề tài
* Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài.
* Nghiên cứu chơng trình hoá học phổ thông: chơng trình nâng cao, chơng trình chuyên hoá. Phân tích các đề thi HSG cấp tỉnh, cấp quốc gia và đi
sâu vào nội dung phần kim loại chuyển tiếp. Căn cứ vào đó xác định:
- Hệ thống kiến thức trọng tâm, kiến thức cần phát triển.
- Các dạng bài tập cần chú trọng xây dựng.
* Lựa chọn, xây dựng hệ thống bài tập hoá học phần kim loại chuyển
tiếp nhằm bồi dỡng HSG.
* Đề xuất phơng pháp sử dụng hệ thống bài tập trong việc bồi dỡng HSG.
* Thực nghiệm s phạm nhằm đánh giá hiệu quả hệ thống bài tập và các
phơng pháp đề xuất.
4. Giả thuyết khoa học
Nếu giáo viên xác định đợc đúng hệ thống kiến thức trọng tâm cần mở
rộng và phát triển, đồng thời lựa chọn, xây dựng đợc hệ thống bài tập đa dạng,
phong phú kết hợp với phơng pháp sử dụng chúng một cách thích hợp thì sẽ
nâng cao đợc hiệu quả quá trình bồi dỡng HSG.
5. Khách thể và đối tợng nghiên cứu
5.1. Khách thể nghiên cứu: quá trình dạy hoá học ở khối THPT ban
nâng cao.

5.2. Đối tợng nghiên cứu: hệ thống lý thuyết, xây dựng hệ thống bài
tập cho HS khá - giỏi phần kim loại chuyển tiếp ở trờng THPT.
6. Phơng pháp nghiên cứu
6.1. Phơng pháp nghiên cứu lý luận
- Nghiên cứu cơ sở lý luận có liên quan đến đề tài.
- Nghiên cứu cấu trúc, nội dung chơng trình sách giáo khoa hoá học
nâng cao 10,11,12, chơng trình chuyên hoá học phần đại cơng, vô cơ và đồng
thời căn cứ vào tài liệu hớng dẫn nội dung thi chọn HSG của tỉnh Nghệ An,
chọn HSG quốc gia của Bộ GD-ĐT.
6.2. Phơng pháp nghiên cứu thực tiễn


3
- Tìm hiểu quá trình dạy và bồi dỡng HSG hoá học ở khối THPT, từ đó
đề xuất vấn đề cần nghiên cứu.
- Trao đổi, tổng kết kinh nghiệm về vấn đề bồi dỡng HSG với các giáo
viên có kinh nghiệm trong trong lĩnh vực này ở khối phổ thông.
6.3. Thực nghiệm s phạm
- Mục đích: nhằm xác định tính đúng đắn của giả thuyết khoa học, tính
hiệu quả của các nội dung đã đề xuất.
- Phơng pháp xử lý thông tin: dùng phơng pháp thống kê toán học trong
khoa học giáo dục.
7. Cái mới của đề tài
* Đã xây dựng, lựa chọn đợc hệ thống bài tập phần kim loại chuyển tiếp
dùng cho bồi dỡng HSG ở THPT.
* Bớc đầu nghiên cứu phơng pháp sử dụng có hiệu quả hệ thống bài tập
đã đề xuất.
Chơng 1
cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài
1.1. Hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và học

hoá học [4], [7], [17], [18], [25]
1.1.1. Khái niệm nhận thức [4], [7], [17], [18]
Nhận thức là một trong ba mặt của đời sống tâm lý con ngời (nhận thức,
tình cảm, ý chí), là tiền đề của hai mặt kia đồng thời có quan hệ chặt chẽ với
chúng và với các hiện tợng tâm lý khác. Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều
giai đoạn khác nhau, có thể chia hoạt động này gồm hai giai đoạn lớn: nhận
thức cảm tính (gồm cảm giác, tri giác) và nhận thức lý tính (gồm t duy, tởng tợng).
Hoạt động nhận thức của HS trong quá trình dạy và học hoá học cũng
nằm trong quy luật chung ấy.
a) Nhận thức cảm tính
Nhận thức cảm tính là sự phản ánh những thuộc tính bên ngoài của sự
vật và hiện tợng thông qua sự tri giác của các giác quan.
Cảm giác là hình thức khởi đầu trong hoạt động nhận thức, nó chỉ phản
ánh từng thuộc tính riêng lẻ của sự vật, hiện tợng.


4
Tri giác đợc hình thành và phát triển trên cơ sở những cảm giác, nhng
tri giác không phải là những phép cộng đơn giản của cảm giác, tri giác phản
ánh sự vật, hiện tợng một cách trọn vẹn và theo một cấu trúc nhất định.
Sự nhận thức cảm tính đợc thực hiện thông qua hình thức tri giác cao,
có tính chủ động tích cực, có mục đích là sự quan sát.
b) Nhận thức lý tính
- Tởng tợng là một quá trình tâm lý phản ánh những điều cha từng có
trong kinh nghiệm của cá nhân bằng cách xây dựng những hình ảnh mới trên
cơ sở những biểu tợng đã có.
- T duy
L.N. Tônxtôi (Nga) đã viết: "Kiến thức chỉ thực sự là kiến thức khi nào
nó là thành quả những cố gắng của t duy chứ không phải của trí nhớ". Nh vậy,
HS chỉ thực sự lĩnh hội đợc tri thức chỉ khi họ thực sự t duy.

Theo M.N. Sacđacôp (Nga): "T duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp
các sự vật và hiện tợng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính
chung và bản chất của chúng. T duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự
vật, hiện tợng mới, riêng rẽ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát
hóa đã thu nhận đợc.
Hay T duy là một quá trình tâm lý phản ánh những thuộc tính bản chất,
những mối liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tợng trong hiện
thực khách quan mà trớc đó ta cha biết.
Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của t duy là tính có vấn
đề. T duy chỉ xuất hiện khi con ngời gặp và nhận thức đợc tình huống có
vấn đề, tức là tình huống chứa đựng một mục đích, một vấn đề mới mà những
hiểu biết cũ, hành động cũ tuy còn cần thiết nhng không đủ sức giải quyết và
muốn giải quyết vấn đề mới đó, con ngời phải t duy.
- T duy hóa học
Với t duy hóa học thì A + B không phải là phép cộng thuần túy của toán
học, mà là xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành chất mới, theo
những nguyên lý, quy luật, những mối quan hệ định tính và định lợng của hóa
học.
Cơ sở của t duy hóa học là sự liên hệ quá trình phản ứng sự tơng tác giữa
các tiểu phân vô cùng nhỏ bé của thế giới vi mô (nguyên tử, phân tử, ion,
electron, ....).


5
Đặc điểm của quá trình t duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống
nhất giữa những hiện tợng cụ thể quan sát đợc với những hiện tợng cụ thể
không quan sát đợc, ngay cả khi dùng kính hiển vi điện tử, mà chỉ dùng kí
hiệu, công thức để biểu diễn mối liên hệ bản chất của các hiện tợng nghiên cứu.
Từ cách hiểu trên, dựa vào đặc thù môn học có thể hiểu: T duy hoá học
là quá trình tâm lí phản ánh các thuộc tính bản chất những mối quan hệ và liên

hệ mang tính quy luật của các chất và các hiện tợng hoá học xảy ra trong tự
nhiên, phản ánh thông qua các khái niệm hoá học, các quá trình hoá học và
định luật hoá học[7,tr.25]
Vậy bồi dỡng phơng pháp và năng lực t duy hóa học là bồi dỡng cho
học sinh biết vận dụng thành thạo các thao tác t duy và phơng pháp lôgic, dựa
vào những dấu hiệu quan sát đợc mà phán đoán về tính chất và sự biến đổi nội
tại của chất, của quá trình.
Nh vậy cũng giống nh t duy khoa học, t duy hóa học cũng sử dụng các
thao tác t duy vào quá trình nhận thức thực tiễn và tuân theo quy luật chung
của quá trình nhận thức.
Từ trực quan sinh động T duy trừu tợng Thực tiễn
Hóa học là bộ môn khoa học lý thuyết và thực nghiệm có lập luận, trên
cơ sở những kỹ năng quan sát các hiện tợng hóa học, phân tích các yếu tố cấu
thành và ảnh hởng, thiết lập những sự phụ thuộc xác định để tìm ra những mối
liên hệ giữa các mặt định tính và định lợng, quan hệ nhân quả của các hiện tợng và quá trình hóa học, xây dựng nên các nguyên lý, quy luật, định luật, rồi
trở lại vận dụng để nghiên cứu những vấn đề của thực tiễn.
1.1.2. Những phẩm chất của t duy [4], [14], [15], [18], [25]
a) Những phẩm chất cơ bản của t duy
- Tính định hớng: thể hiện ở ý thức nhanh chóng và chính xác đối tợng
cần lĩnh hội, mục đích phải đạt và những con đờng tối u để đạt đợc mục đích
ấy.
- Bề rộng: thể hiện ở chỗ có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tợng
khác.
- Độ sâu: thể hiện ở khả năng nắm vững ngày càng sâu sắc hơn bản chất
của sự vật, hiện tợng.
- Tính linh hoạt: thể hiện ở sự nhạy bén trong việc vận dụng những tri
thức và cách thức hoạt động vào các tình huống khác nhau một cách sáng tạo.
- Tính mềm dẻo: thể hiện ở hoạt động t duy đợc tiến hành theo hớng
xuôi và ngợc chiều.

6
- Tính độc lập: thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện đợc vấn đề, đề xuất đợc
cách giải quyết và tự giải quyết vấn đề.
- Tính khái quát: thể hiện ở chỗ khi giải quyết mỗi loại nhiệm vụ sẽ đa
ra mô hình khái quát. Từ mô hình khái quát này có thể vận dụng để giải quyết
các nhiệm vụ cùng loại.
b) Vấn đề phát triển năng lực t duy
- Việc phát triển t duy cho học sinh trớc hết là giúp HS thông hiểu kiến
thức một cách sâu sắc, không máy móc, biết cách vận dụng kiến thức vào bài
tập và thực hành, từ đó mà kiến thức HS thu nhận đợc trở nên vững chắc và
sinh động. Chỉ thực sự lĩnh hội đợc tri thức khi t duy tích cực của bản thân học
sinh đợc phát triển và nhờ sự hớng dẫn của giáo viên các em biết phân tích,
khái quát tài liệu có nội dung sự kiện cụ thể và rút ra những kết luận cần thiết.
- T duy càng phát triển thì càng có nhiều khả năng lĩnh hội tri thức
nhanh và sâu sắc, khả năng vận dụng tri thức linh hoạt và có hiệu quả hơn.
Nh vậy, sự phát triển t duy diễn ra trong quá trình tiếp thu kiến thức và vận
dụng tri thức, khi t duy phát triển sẽ tạo ra một kĩ năng và thói quen làm việc
có suy nghĩ, có phơng pháp, chuẩn bị tiềm lực lâu dài cho HS trong hoạt động
sáng tạo sau này.
- Muốn phát triển năng lực t duy, phải xây dựng nội dung dạy học sao
cho nó không phải thích nghi với trình độ phát triển có sẵn của HS mà đòi
hỏi phải có trình độ phát triển cao hơn, có phơng thức hoạt động trí tuệ phức
tạp hơn. Nếu HS thực sự nắm đợc nội dung đó, thì đây là chỉ tiêu rõ nhất về
trình độ phát triển năng lực t duy của HS.
c) Rèn luyện các thao tác t duy
Có năng lực quan sát tốt, ghi nhận đợc chính xác sự biến đổi của sự vật,
hiện tợng nhng không biết xâu chuỗi các hiện tợng đó lại với nhau và đa ra
những kết luận cần thiết cũng nh thể hiện quan điểm cá nhân thì cha đủ mà
cần phải có t duy. Vì không có t duy thì không có sự tiếp thu, không có sự vận

dụng tri thức, HS không học tập đợc. Do đó, phát triển t duy đồng nghĩa với
việc rèn luyện các thao tác t duy là điều vô cùng quan trọng và cần thiết. Dạy
và học hoá học có nhiều cơ hội để thực hiện nhiệm vụ đó.
* Phân tích: là quá trình dùng trí óc để phân tích đối tợng nhận thức
thành những bộ phận, những thuộc tính, những mối liên hệ và quan hệ giữa
chúng để nhận thức đối tợng sâu sắc hơn, trọn vẹn hơn.


7
* Tổng hợp: là quá trình dùng trí óc để hợp nhất các bộ phận, những
thuộc tính, những thành phần đã đợc tách ra nhờ phân tích thành một chỉnh thể.
* So sánh: là quá trình dùng trí óc để xác định sự giống nhau hay khác
nhau, sự đồng nhất hay không đồng nhất, sự bằng nhau hay không bằng nhau
giữa các đối tợng nhận thức.
* Trừu tợng hoá và khái quát hoá
- Trừu tợng hoá là quá trình dùng trí óc để gạt bỏ những mặt, những
thuộc tính, những mối liên hệ, quan hệ thứ yếu, không cần thiết về phơng diện
nào đó và chỉ giữ lại những yếu tố cần thiết để t duy.
- Khái quát hoá là quá trình dùng trí óc để bao quát nhiều đối tợng khác
nhau thành một nhóm, một loại theo những thuộc tính, những mối quan hệ nhất
định. Những thuộc tính chung này bao gồm hai loại: những thuộc tính giống
nhau và những thuộc tính bản chất.
1.2. Quan điểm về học sinh giỏi
1.2.1. Quan điểm về học sinh giỏi ở một số nớc phát triển [17], [30],
[31], [33]
Nhỡn chung cỏc nc u dựng hai thut ng chớnh l gift (gii, cú
nng khiu) v talent (ti nng).
Luật bang Georgia (Mỹ) định nghĩa về HSG nh sau: HSG đó là những
HS chứng minh đợc trí tuệ ở trình độ cao và có khả năng sáng tạo, thể hiện ở
động cơ học tập mãnh liệt và đạt kết quả xuất sắc trong lĩnh vực lý thuyết,

khoa học; ngời cần có một sự giáo dục đặc biệt để đạt đợc trình độ giáo dục tơng ứng với năng lực của con ngời đó.
Nhiu nc quan nim: HSG l nhng hc sinh cú nng lc trong cỏc
lnh vc trớ tu, sỏng to, ngh thut v nng lc lónh o hoc lnh vc lớ
thuyt. Nhng hc sinh ny cn cú s phc v v nhng hot ng khụng
theo nhng iu kin thụng thng ca nh trng nhm phỏt trin y
cỏc nng lc va nờu trờn.
- Quan điểm v giỏo dc HSG
Trờn th gii vic phỏt hin v bi dng HSG ó cú t rt lõu.
Trung Quc, t i nh ng, nhng tr em cú ti c bit c mi n
sõn Rng hc tp v c giỏo dc bng nhng hỡnh thc c bit.


8
Trong tác phẩm phương Tây, Plato cũng đã nêu lên các hình thức giáo
dục (GD) đặc biệt cho HSG. Ở châu Âu trong suốt thời Phục Hưng, những
người có tài năng về nghệ thuật, kiến trúc, văn học... đều được nhà nước và
các tổ chức cá nhân bảo trợ, giúp đỡ.
Nước Mỹ mãi đến thế kỉ 19 mới chú ý tới vấn đề GD học sinh giỏi và
tài năng. Đầu tiên là hình thức GD linh hoạt tại trường St. Public Schools
Louis 1868 cho phép những HSG học chương trình 6 năm trong vòng 4 năm;
sau đó lần lượt là các trường Woburn; Elizabeth; Cambridge… .
Nước Anh thành lập cả một Viện hàn lâm quốc gia dành cho học sinh
giỏi và tài năng trẻ và Hiệp hội quốc gia dành cho học sinh giỏi, bên cạnh
Website hướng dẫn giáo viên dạy cho học sinh giỏi và học sinh tài năng
( />Có thể nói, hầu như tất cả các nước đều coi trọng vấn đề đào tạo và bồi
dưỡng học sinh giỏi trong chiến lược phát triển chương trình GD phổ thông.
Nhiều nước ghi riêng thành một mục dành cho HSG, một số nước coi đó là
một dạng của giáo dục đặc biệt hoặc chương trình đặc biệt.
Nhiều tài liệu khẳng định: HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau
và tốc độ nhanh hơn so với các bạn cùng lớp vì thế cần có một chương trình

HSG để phát triển và đáp ứng được tài năng của họ.
Chính vì thế vấn đề bồi dưỡng HSG đã trở thành vấn đề thời sự gây
nhiều tranh luận. Tuy nhiên nhiều dấu hiệu chứng tỏ rằng giáo viên các lớp
bình thường không được đào tạo và giúp đỡ tương xứng với chương trình dạy
cho HSG. Trong khi quỹ dành cho GD chung là có hạn nên sẽ ảnh hưởng
nhiều tới hiệu quả đào tạo tài năng và HS giỏi.
- Mục tiêu dạy học sinh giỏi
Mục tiêu chính của chương trình dành cho HSG và HS tài năng nhìn
chung các nước đều khá giống nhau. Có thể nêu lên một số điểm chính sau
đây:


9
- Phỏt trin phng phỏp suy ngh trỡnh cao phự hp vi kh nng
trớ tu ca tr.
- Bi dng s lao ng, lm vic sỏng to.
- Phỏt trin cỏc k nng, phng phỏp v thỏi t hc sut i.
- Nõng cao ý thc v khỏt vng ca tr v s t chu trỏch nhim.
- Khuyn khớch s phỏt trin v lng tõm v ý thc trỏch nhim trong
úng gúp xó hi.
- Phỏt trin phm cht lónh o.
1.2.2. Thế nào là một học sinh giỏi hoá? [10], [17], [26]
- Theo pgs.ts Trần Thành Huế (ĐHSP Hà Nội): căn cứ vào kết quả
bài thi để đánh giá thì một học sinh giỏi hóa cần hội tụ đủ các yếu tố sau:
+ Có kiến thức cơ bản tốt, thể hiện nắm vững các khái niệm, định nghĩa,
định luật, quy tắc đã đợc quy định trong chơng trình, không thể hiện thiếu sót
công thức, phơng trình hoá học.
+ Vận dụng sắc bén, có sáng tạo, đúng kiến thức cơ bản.
+ Tiếp thu và dùng đợc ngay một số ít vấn đề mới do đầu bài đa ra.
Những vấn đề mới này là những vấn đề cha đợc cập nhật hoặc đã đề cập đến

mức độ nào đó trong chơng trình hoá học phổ thông nhng nhất thiết vấn đề đó
phải liên hệ mật thiết với các nội dung của chơng trình.
+ Bài làm cần đợc trình bày rõ ràng, khoa học.
- Theo Tiến sĩ Cao Cự Giác (ĐH Vinh)
Một học sinh giỏi hoá học phải hội đủ ba có:
+ Có kiến thức cơ bản tốt, thể hiện nắm vững kiến thức cơ bản một cách
sâu sắc có hệ thống.
+ Có khả năng t duy tốt và tính sáng tạo cao: trình bày và giải quyết vấn
đề một cách linh hoạt, rõ ràng, khoa học.
+ Có khả năng thực hành thí nghiệm tốt: Hoá học là khoa học vừa lý
thuyết vừa thực nghiệm, không thể tách rời lý thuyết với thực nghiệm. Phải
biết vận dụng lý thuyết để điều khiển thực nghiệm và từ thực nghiệm kiểm tra
các vấn đề của lý thuyết, hoàn thiện lý thuyết.
- Theo các tài liệu về tâm lí học, phơng pháp dạy học hoá học, những
bài viết về vấn đề học sinh giỏi hoá học thì HSG hoá đợc thể hiện qua các
năng lực sau:


10
+ Có năng lực tiếp thu kiến thức và có kiến thức cơ bản tốt.
+ Có năng lực t duy tốt và sáng tạo.
+ Có năng lực trình bày và diễn đạt.
+ Có năng lực lao động sáng tạo.
+ Có năng lực kiểm chứng.
+ Có năng lực thực hành thí nghiệm.
+ Có năng lực ghi nhớ.
Dựa trên những cơ sở đó và qua trao đổi với một số giáo viên có uy tín và
kinh nghiệm trong công tác bồi dỡng HSG cũng nh kinh nghiệm bản thân,
chúng tôi quan niệm một HSG hoá phải là : Có kiến thức cơ bản tốt, biết vận
dụng những kiến thức đó một cách sáng tạo để giải quyết các vấn đề trong lí

thuyết cũng nh thực nghiệm đạt kết quả nhanh nhất.
1.2.3. Một số biện pháp phát hiện và bồi dỡng học sinh giỏi hoá học ở
bậc THPT [3], [4], [17], [30], [31]
1.2.3.1. Một số biện pháp phát hiện học sinh giỏi hoá học ở bậc THPT
Căn cứ vào các tiêu chí về HSG hoá học nh đã nêu trên, giáo viên bồi dỡng HSG cần phải xác định đợc:
1. Mức độ nắm vững kiến thức, kỹ năng một cách đầy đủ, chính xác của
HS so với yêu cầu của chơng trình hoá học phổ thông.
2. Mức độ t duy của từng HS và đặc biệt là đánh giá đợc khả năng vận
dụng kiến thức của HS một cách linh hoạt, sáng tạo.
Muốn vậy, giáo viên phải kiểm tra kiến thức của HS ở nhiều phần của
chơng trình, kiểm tra toàn diện các kiến thức về lý thuyết, bài tập và thực
hành. Thông qua bài kiểm tra, giáo viên có thể phát hiện HSG hoá học theo
các tiêu chí:
+ Mức độ đầy đủ, rõ ràng về mặt kiến thức.
+ Tính logic trong bài làm của HS đối với từng yêu cầu cụ thể.
+ Tính khoa học, chi tiết, độc đáo đợc thể hiện trong bài làm của HS.
+ Tính mới, tính sáng tạo (những đề xuất mới, những giải pháp có tính
mới về mặt bản chất, cách giải bài tập hay, ngắn gọn...).
+ Mức độ làm rõ nội dung chủ yếu phải đạt đợc của toàn bài kiểm tra.
+ Thời gian hoàn thành bài kiểm tra.


11
1.2.3.2. Một số biện pháp bồi dỡng học sinh giỏi hoá học ở bậc THPT
1. Kích thích động cơ học tập của học sinh
Bất kỳ ai làm bất kỳ một việc gì dù nhỏ mà không mang lại lợi ích cho
bản thân, cho ngời thân, cho bạn bè hoặc cho cộng đồng thì ngời ta sẽ không
có động cơ để làm việc đó. Đối với HS tham gia vào đội tuyển HSG cũng vậy,
để việc bồi dỡng HSG có hiệu quả cao thì không thể không chú ý tới việc kích
thích động cơ học tập của HS. Giáo viên dạy đội tuyển HSG có thể tham khảo

các đề xuất sau:
a) Hoàn thiện những yêu cầu cơ bản
- Tạo môi trờng dạy học phù hợp.
- Thờng xuyên quan tâm tới đội tuyển.
- Giao các nhiệm vụ vừa sức cho HS và làm cho các nhiệm vụ đó trở
nên thực sự có ý nghĩa với bản thân họ.
b) Xây dựng niềm tin và những kỳ vọng tích cực trong mỗi học sinh
- Bắt đầu công việc học tập, công việc nghiên cứu vừa sức đối với HS.
- Làm cho HS thấy mục tiêu học tập rõ ràng, cụ thể và có thể đạt tới đợc.
- Thông báo cho HS rằng năng lực học tập của các em có thể đợc nâng
cao hoặc đã đợc nâng cao. Đề nghị các em cần cố gắng hơn nữa.
c) Làm cho học sinh tự nhận thức đợc lợi ích, giá trị của việc đợc chọn
vào đội tuyển học sinh giỏi
- Việc học trong đội tuyển trở thành niềm vui, niềm vinh dự.
- Tác dụng của phơng pháp học tập, khối lợng kiến thức thu đợc khi
tham gia đội tuyển có tác dụng nh thế nào đối với môn hoá học ở trên lớp, với
các môn học khác và với cuộc sống hàng ngày.
- Giải thích mối liên quan giữa việc học hoá học hiện tại và việc học
hoá học mai sau.
- Sự u ái của gia đình, nhà trờng, thầy cô và phần thởng giành cho các
HS đoạt giải.
2. Soạn thảo nội dung dạy học và có phơng pháp dạy học hợp lý
Nội dung dạy học gồm hệ thống lý thuyết và hệ thống bài tập tơng ứng.
Trong đó, hệ thống lý thuyết phải đợc biên soạn đầy đủ, ngắn gọn, dễ hiểu,
bám sát yêu cầu của chơng trình; soạn thảo, lựa chọn hệ thống bài tập phong
phú, đa dạng giúp HS nắm vững kiến thức, đào sâu kiến thức, rèn luyện kỹ
năng và đồng thời phát triển đợc t duy cho HS.


12

Sử dụng phơng pháp dạy học hợp lý sao cho HS không cảm thấy căng
thẳng, mệt mỏi và quá tải đồng thời phát huy đợc tối đa tính tích cực, tính
sáng tạo và nội lực tự học tiềm ẩn trong mỗi HS.
3. Kiểm tra, đánh giá
Trong quá trình dạy đội tuyển, giáo viên có thể đánh giá khả năng, kết
quả học tập của HS thông qua việc quan sát hành động của từng em trong quá
trình dạy học, kiểm tra, hoặc phỏng vấn, trao đổi. Hiện nay, thờng đánh giá
kết quả học tập của HS trong đội tuyển bằng các bài kiểm tra, bài thi (bài tự
luận hoặc bài thi hỗn hợp). Tuy nhiên cần chú ý là các câu hỏi trong bài thi
nên đợc biên soạn sao cho có nội dung khuyến khích t duy độc lập, sáng tạo
của học sinh.
1.3. Bài tập hóa học [4], [14], [15], [18],[25]
1.3.1. Khái niệm về bài tập hóa học
Trong sách giáo khoa và tài liệu tham khảo ở phổ thông hiện nay, thuật
ngữ bài tập chủ yếu đợc sử dụng theo quan niệm: Bài tập bao gồm cả những
câu hỏi và bài toán, mà khi hoàn thành chúng học sinh vừa nắm đợc vừa hoàn
thiện một tri thức hay một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời miệng, trả lời viết
hoặc kèm theo thực nghiệm.
Về mặt lý luận dạy học, để phát huy tối đa tác dụng của bài tập hóa học
trong quá trình dạy học, ngời giáo viên phải sử dụng và hiểu nó theo quan
điểm hệ thống và lý thuyết hoạt động. Bài tập chỉ có thể thực sự là bài tập
khi nó trở thành đối tợng hoạt động của chủ thể, khi có một ngời nào đó chọn
nó làm đối tợng, mong muốn giải nó, tức là khi có một ngời giải. Vì vậy, bài
tập và ngời học có mối liên hệ mật thiết tạo thành một hệ thống toàn vẹn,
thống nhất và liên hệ chặt chẽ với nhau.
1.3.2. Tác dụng của bài tập hóa học
- Bài tập hoá học là một trong những phơng tiện hiệu nghiệm, cơ bản
nhất để dạy học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản
xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu đợc qua bài
giảng thành kiến thức của chính mình. Kiến thức sẽ đợc nắm vững thực sự,

nếu học sinh có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài
tập lý thuyết và thực hành [4].
- Bài tập hoá học giúp cho học sinh đào sâu, mở rộng kiến thức đã học
một cách sinh động, phong phú. Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài
tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc.


13
- Bài tập hóa học là phơng tiện để ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một
cách tốt nhất.
- Thông qua bài tập hoá học, học sinh đợc rèn luyện các kỹ năng nh: kỹ
năng viết và cân bằng phơng trình phản ứng, kỹ năng tính theo công thức và
phơng trình hóa học, kỹ năng thực hành
- Bài tập hóa học giúp cho học sinh phát triển năng lực nhận thức, rèn
trí thông minh.
- Bài tập hóa học còn đợc sử dụng nh là một phơng tiện để nghiên cứu
tài liệu mới khi trang bị kiến thức mới, giúp cho học sinh tích cực, tự lực, chủ
động lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững.
- Bài tập hóa học giúp phát huy tính tích cực, chủ động của học sinh và
góp phần hình thành phơng pháp học tập hợp lý.
- Bài tập hóa học còn là phơng tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của
học sinh một cách chính xác.
- Bài tập hóa học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn luyện
tính kiên nhẫn, trung thực chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm
việc khoa học, nâng cao hứng thú học tập bộ môn.
Nh vậy việc xây dựng một hệ thống bài tập cho học sinh giỏi là rất
cần thiết nhằm phát triển t duy, năng lực cho các em trong qúa trình học tập.
1.3.3. Quan hệ giữa việc giải bài tập hoá học và việc phát triển t duy
hóa học của học sinh
Trí thông minh là tổng hợp các năng lực trí tuệ của con ngời (quan sát,

ghi nhớ, tởng tợng, t duy) mà đặc trng cơ bản nhất là t duy độc lập và sáng
tạo nhằm ứng phó với tình huống mới.
Để giúp cho học sinh phát triển năng lực t duy mà đỉnh cao là t t duy
sáng tạo thì cần tập luyện cho học sinh hoạt động t duy sáng tạo, mà đặc trng
cơ bản nhất là tạo ra đợc sản phẩm t duy mới mẻ. Trong hoạt động học tập hóa
học, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển t duy của học sinh là
hoạt động giải bài tập. Vì vậy, giáo viên cần phải tạo điều kiện để thông qua
hoạt động này các năng lực trí tuệ của học sinh đợc phát triển, học sinh sẽ có
đợc những sản phẩm t duy mới, thể hiện ở:
- Năng lực phát hiện vấn đề mới
- Tìm ra hớng đi mới
- Tạo ra kết quả mới
1.4. Cơ sở thực tiễn của đề tài


14
1.4.1. Thực tế bồi dỡng học sinh giỏi hiện nay ở các trờng THPT
Để đảm bảo tính khả thi của đề tài nghiên cứu, và có những đề xuất về
hệ thống bài tập hợp lí cho bồi dỡng học sinh giỏi với điều kiện thực tế các trờng THPT hiện nay thì vấn đề cần thiết đầu tiên là phải điều tra, khảo sát và
đánh giá thực trạng về vấn đề này. Qua tìm hiểu trao đổi với các giáo viên hoá
học dạy trờng chuyên trên cả nớc ở lớp bồi dỡng GV tại Đại học Quốc gia Hà
Nội năm 2006 và2009, và qua khảo sát một số trờng THPT ở các tỉnh: Nghệ
An, Hà Tĩnh, Thanh Hoá... chúng tôi đi đến những kết luận sau:
1.4.1.1. Thuận lợi
a) Chơng trình sách giáo khoa hoá học đã đợc đổi mới
- Chơng trình mới đã đợc bổ sung, cập nhật khá nhiều kiến thức, đặc
biệt là các kiến thức lý thuyết chủ đạo đã tạo điều kiện cho HS nghiên cứu hoá
học sâu hơn, rộng hơn.
- Chơng trình hoá học mới đợc cập nhật nhiều kiến thức thực tế, gần gũi
với cuộc sống thông qua các bài tập, bài đọc thêm hay các giờ học bắt buộc.

- Tăng thời gian thực hành và ở lớp 12 có một chơng nói về phân tích
hoá học.
Nh vậy, đổi mới chơng trình, sách giáo khoa không những tạo điều kiện
tốt cho HS có cơ hội nghiên cứu sâu hơn về hoá học mà còn có tác dụng kích
thích động cơ học tập và phát huy khả năng tự học của HS.
b) Chính sách u tiên đầu t cho giáo dục, bồi dỡng nhân tài của Nhà nớc
- Với việc coi giáo dục là quốc sách hàng đầu, cơ sở vật chất trong trờng học từng bớc đợc nâng lên. Thêm vào đó, internet xuất hiện trong trờng
học đã phục vụ đắc lực cho việc dạy, việc học của giáo viên và HS nói chung
và công tác bồi dỡng HSG nói riêng.
- Bộ giáo dục và đào tạo đã thành lập chơng trình quốc gia bồi dỡng
nhân tài giai đoạn 2008 2020 với những bớc đi và mục tiêu cụ thể do Phó
Thủ tớng, Bộ trởng Nguyễn Thiện Nhân làm trởng ban. Đây sẽ là động lực
mạnh mẽ thúc đẩy việc bồi dỡng, đào tạo nhân tài cho đất nớc.
1.4.1.2. Khó khăn
Mặc dù có khá nhiều thuận lợi nhng công tác bồi dỡng HSG hiện nay ở
bậc THPT còn gặp rất nhiều khó khăn và khó khăn xuất phát từ nhiều phía.


15
- Từ phía gia đình: đa số phụ huynh HS đều muốn con em mình tập
trung thi đậu Đại học nên không khuyến khích hoặc không muốn cho con em
mình tham gia đội tuyển HSG.
- Từ phía bản thân HS: tham gia học đội tuyển HSG thờng rất vất vả, các
em phải dốc toàn tâm, toàn lực để học môn chuyên. Hơn thế nữa, đoạt giải HSG
cấp tỉnh, lọt vào đội tuyển HSG cấp quốc gia, đi thi và đoạt giải cấp quốc gia là
điều không dễ dàng.
- ở nông thôn học sinh chủ yếu con gia đình nông dân, kinh tế, quỹ thời
gian, điều kiện học tập của các em còn nhiều khó khăn.
- Cơ sở vật chất phục vụ dạy học hóa học của các trờng còn thiếu nhiều.
Nhiều trờng cha có phòng học thực hành đúng quy định; phơng tiện dạy học

vừa thiếu vừa không đồng bộ.
- Quỹ thời gian dành cho việc bồi dỡng học sinh giỏi ở các trờng còn eo
hẹp (thờng là 10 đến 12 buổi tơng đơng với 30 đến 36 tiết). Khối lợng công
việc của giáo viên nhiều nên thời gian dành cho việc nghiên cứu, tự bồi dỡng
còn hạn chế.
- Qua điều tra chúng tôi thấy: Điểm mạnh về đội ngũ giáo viên hóa ở
các trờng THPT là đủ về số lợng, 100% có trình độ chuẩn và trên chuẩn, nhiệt
tình trong giảng dạy. Bên cạnh đó có mặt hạn chế là tỷ lệ giáo viên giỏi, giáo
viên có trình độ trên chuẩn còn thấp.
- Giáo viên không xác định đợc giới hạn kiến thức cần bồi dỡng cho
học sinh. Việc tổ chức các chuyên đề về bồi dỡng học sinh giỏi trong phạm vi
toàn tỉnh cha đợc triển khai.
1.4.2. Kết quả học sinh giỏi của trờng THPT Hoàng Mai một số năm
gần đây
Qua thực tiễn tham gia bồi dỡng HSG hoá tại trờng THPT Hoàng Mai Quỳnh Lu - Nghệ An, nơi bản thân tôi đang công tác. Trờng đã nhiều năm liền
có HS đậu HSG tỉnh đạt tỉ lệ cao, một số em đạt giải cao nh:
1. Em Hoàng Văn C (Khoá 2003 - 2006).
- Giải nhất HSG tỉnh lớp 12 năm học 2005 - 2006.
- Giải nhì HSG tỉnh lớp 11 năm học 2004 - 2005.
- Giải ba HSG tỉnh lớp 10 năm học 2003 - 2004.
2. Em Lê Công Điều (Khoá 2003 - 2006).
- Giải nhất HSG tỉnh lớp 12 năm học 2005 - 2006.


16
- Giải nhất HSG tỉnh lớp 11 năm học 2004 - 2005.
- Giải nhì HSG tỉnh lớp 10 năm học 2003 - 2004.
3. Em Nguyễn Văn Trung (Khoá 2005 - 2008).
- Giải ba HSG tỉnh lớp 12 năm học 2007 - 2008.
4. Em Văn Đức Dơng (Khoá 2006 - 2009)

- Giải ba HSG tỉnh lớp 12 năm học 2008 - 2009.
5. Em Bùi Thị Nga (Khoá 2007 - 2010)
- Giải ba HSG tỉnh lớp 12 năm học 2009 - 2010.
6. Em Lê Thị Ngọc (Khoá 2007 - 2010)
- Giải ba HSG tỉnh lớp 12 năm học 2009 - 2010.
Công tác bồi dỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ tất yếu của mỗi nhà trờng,
mỗi giáo viên. Việc phát hiện và bồi dỡng học sinh giỏi hóa nằm trong nhiệm
vụ phát hiện, bồi dỡng nhân tài chung của giáo dục phổ thông và là nhiệm vụ
quan trọng, thờng xuyên của mỗi giáo viên hóa học.


17
Chơng 2
Xây dựng hệ thống bài tập kim loại chuyển tiếp
dùng bồi dỡng học sinh giỏi hoá học THPT
2.1. Kiến thức trọng tâm
Kim loại chuyển tiếp bao gồm các nguyên tố khối d và khối f. Trớc hết
ta xem xét các nguyên tố khối d.
2.1.1. Cấu hình electron các nguyên tố khối d
Khối d gồm các nguyên tố nằm giữa bảng tuần hoàn có cấu hình eletron
lớp sát ngoài cùng từ (n-1)d1 đến (n-1)d10.
Cấu hình eletron chung là: (n-1) dxn sy trong đó x = 1 10, y = 1,2
Có ba dãy nguyên tố chuyển tiếp (NTCT) là dãy 3d, 4d, 5d mỗi dãy có
10 nguyên tố, trong đó dãy 3d là quan trọng nhất về mặt ứng dụng trong thực
tiễn. Bảng sau đây trình bày cấu hình electron của nguyên tử và các ion thờng
gặp của các nguyên tố dãy 3d (từ Sc Zn)
Nguyên
Cấu hình eletron
Cấu hình electron
Z

Ion thờng gặp
tố
của nguyên tử
của ion
Sc
21
[Ar] 3d14s2
Sc3+
[Ar]
2
2
4+
Ti
22
[Ar]3d 4s
Ti
[Ar]
V
23
[Ar]3d34s2
V3+
[Ar] 3d2
Cr
24
[Ar]3d54s1
Cr3+
[Ar] 3d3
Mn
25
[Ar]3d54s2

Mn2+
[Ar] 3d5
6
2
2+
Fe
26
[Ar]3d 4s
Fe
[Ar] 3d6
3+
Fe
[Ar] 3d5
Co
27
[Ar]3d74s2
Co2+
[Ar] 3d7
8
2
2+
Ni
28
[Ar]3d 4s
Ni
[Ar] 3d8
10
1
+
Cu

29
[Ar]3d 4s
Cu
[Ar] 3d10
Cu2+
[Ar] 3d9
10
2
2+
Zn
30
[Ar]3d 4s
Zn
[Ar] 3d10
Qua bảng trên ta thấy cấu hình của Cr, Cu có sự bất thờng sở dĩ nh
vậy vì cấu hình [Ar]3d54s1 có các phân lớp 3d, 4s nửa bão hoà bền hơn do có
mức năng lợng thấp hơn cấu hình [Ar]3d44s2. Còn cấu hình [Ar]3d104s1 có
phân lớp 3d bão hoà, phân lớp 4s nửa bão hoà nên bền hơn cấu hình
[Ar]3d94s2. Theo thứ tự sắp xếp mức năng lợng của các phân lớp electron
trong nguyên tử thì phân lớp 3d cao hơn phân lớp 4s nên các electron đợc điền
vào phân lớp 4s rồi mới đến phân lớp 3d. Tuy nhiên một khi electron đã chiếm
phân lớp 3d thì chúng đẩy các electron 4s lên mức năng lợng cao hơn phân
mức 3d. Vì vậy khi các NTCT tạo thành ion thì các electron 4s bị tách ra trớc
các electron 3d.


18
Các nguyên tố chuyển tiếp có tính chất giống nhau chủ yếu là do tác
động của các electron 4s ở lớp ngoài cùng.
2.1.2. Sự biến đổi trong chu kì

Tính chất giống nhau theo hàng ngang của các nguyên tố chuyển tiếp
khác xa với sự biến đổi tính chất của các nguyên tố khối p.
Đối với mỗi dãy nguyên tố chuyển tiếp, chẳng hạn từ Sc Zn khi điện
tích hạt nhân tăng, các electron lần lợt đợc điền vào phân lớp (n -1)d bên
trong. Do điện tích hạt nhân tăng, các electron d lại có hiệu ứng chắn kém nên
bán kính nguyên tử giảm chậm. Cũng tơng tự nh vậy, độ âm điện và năng lợng
ion hoá tăng dần nhng chậm hơn nhiều so với các nguyên tố thuộc chu kì 3.
Nói chung, tính chất của các kim loại nhóm B biến đổi không đều đặn
nh tính chất của các kim loại nhóm A.

Ví dụ, sự biến đổi bán kính nguyên tử:

Hình 2.1: Sự biến đổi bán kính nguyên tử của các kim loại
chuyển tiếp
2.1.3. Những tính chất chung của các nguyên tố chuyển tiếp


19
Hầu hết các nguyên tố chuyển tiếp có cấu trúc tinh thể đặc khít với số
phối trí 12. Hơn nữa các NTCT có bán kính nguyên tử tơng đối nhỏ do các
electron cuối cùng đợc điền vào phân lớp (n - 1)d bên trong gần hạt nhân
hơn là các electron ns ngoài cùng. Do hiệu ứng kép đó (cấu trúc đặc khít và
bán kính nhỏ) mà liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể là liên kết mạnh.
Vì vậy:
1. Các NTCT có nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, nhiệt hoá hơi, khối lợng riêng... cao hơn hầu hết các kim loại khác.
2. Liên kết kim loại mạnh giữa các nguyên tử còn thể hiện ở chỗ các
NTCT có tính cơ học rất tốt.
3. Các NTCT có tính dơng điện kém các kim loại khối s. Tuy nhiên thế
điện cực của chúng cho thấy là hầu hết các NTCT (trừ Au, Ag, Cu, Hg) đều
phản ứng với dung dịch loãng của các axit mạnh. Trên thực tế, đa số các

NTCT chỉ phản ứng chậm với axit loãng. Đó là do kim loại đợc bảo vệ bởi
một lớp oxit mỏng, không thấm và không hoạt động. Nh crom có thế điện cực
rất âm Eo Cr2+/Cr = - 0,91 V nhng nó vẫn đợc dùng làm chất bảo vệ chống ăn
mòn do có một lớp oxit Cr2O3 bền.
4. Ion của các NTCT có kích thớc nhỏ hơn ion của các kim loại khối s
trong cùng chu kì
Do có bán kính nhỏ và nhiều ion lại có điện tích lớn nên tỉ số điện tích/
bán kính (Z/r) của các NTCT lớn hơn so với các kim loại khối s. Các cation có
điện tích lớn và bán kính nhỏ gây nên tác dụng phân cực hoá mạnh đối với các
anion. Điều đó đợc thể hiện trên một số tính chất của các hợp chất sau:
- Oxit và hidroxit của các NTCT ở trạng thái oxi hoá +2 và +3 có tính
bazơ yếu hơn và ít tan hơn các hợp chất của các nguyên tố khối s.
- Muối của các NTCT kém ion hơn và kém bền nhiệt hơn.
- Các ion của chúng dễ bị khử hơn.
5. Có sự thay đổi tơng đối chậm bán kính ion từ Sc Cu nên các hợp
chất của các ion +2 và +3 hyđrat hoá có cấu trúc tinh thể rất giống nhau, sự
hyđrat hoá và độ tan rất gần nhau. Nh tất cả ion M3+ đều tạo phèn kiểu
K2SO4. M2(SO4)3. 24.H2O, tất cả các ion M2+ đều tạo thành muối sunphat kép
đồng hình có công thức (NH4)2SO4. MSO4.6H2O
6. Sự biến đổi bán kính nguyên tử trong chu kì và trong nhóm diễn ra
không đều đặn nh đối với các nguyên tố khối s và khối p.


20
2.1.4. Những tính chất đặc trng của các nguyên tố chuyển tiếp và hợp
chất của chúng
Có 5 tính chất đặc trng:
1. Thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá
Các nguyên tố chuyển tiếp thể hiện nhiều trạng thái oxi hoá. Từ Ti đến
Cu mỗi nguyên tố có ít nhất hai trạng thái oxi hoá trong các hợp chất... Đó là

do các phân mức năng lợng (n-1)d và ns rất gần nhau nên các electron d và s
đều dễ tham gia vào việc tạo thành liên kết trong các phản ứng hoá học.
Riêng Sc, Zn chỉ có một oxit, một muối clorua và một trạng thái oxi
hoá trong các hợp chất.
Nguyên
Sc
tố
Số oxi
3
hoá

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

1, 2

3, 4

1, 2, 3
4, 5

1, 2, 3
4, 5, 6

1, 2, 3
4, 5, 6, 7

1, 2, 3
4, 5, 6

1, 2,
3, 4, 5

1, 2
3, 4

1, 2
3

2

Cần lu ý:
-Trạng thái số oxi hoá +3 là quan trọng hơn đối với các nguyên tố ở đầu
dãy và trạng thái số oxi hoá +2 là quan trọng hơn với các nguyên tố cuối dãy.
-Trạng thái oxi hoá cao nhất thể hiện ở các nguyên tố từ đầu dãy tới Mn
tơng ứng với việc sử dụng tất cả các electron ngoài lớp vỏ [Ar]. Sau đó vì các

electron d liên kết với hạt nhân chặt chẽ hơn nên các trạng thái oxi hoá quan
trọng của các nguyên tố cuối dãy là sử dụng các electron 4s liên kết yếu với
hạt nhân. Các NTCT thờng thể hiện số oxi hoá cao nhất trong hợp chất với oxi
và flo.
- Ti, V, Cr và Mn không tạo thành ion đơn ở trạng thái số oxi hoá cao
nhất do sự phân cực hoá ion. Vì vậy hợp chất của những nguyên tố này ở trạng
thái oxi hoá cao nhất là hợp chất cộng hoá trị hoặc chứa ion phức.
2. Khả năng tạo phức chất
- Phức chất là những chất trong đó nguyên tử hay ion kim loại liên kết
với một nhóm phân tử hay ion.
Phức chất có thể là một muối đợc tạo nên bởi một ion phức và một ion
thờng trong mạng tinh thể hoặc một phân tử trung hoà trong đó tổng điện tích
của tất cả các thành phần tham gia vào liên kết phối trí bằng không.
- Quy tắc gọi tên phức chất nh sau:
Gọi tên phức chất theo trật tự:
* Trong hợp chất ion, cation đợc gọi tên trớc anion.


21
* Gọi tên ion phức:
- Cation phức: Ion + số phối tử anion + tên phối tử anion + số phối tử
trung hoà + tên phối tử trung hoà + tên ion trung tâm + (số oxi hoá) (*)
- Anion phức: gọi tên nh (*), sau tên của ion trung tâm + at
- Để chỉ số lợng phối tử phải dùng các tiếp đầu ngữ: đi (2), tri (3), tetra
(4), penta (5),đối với phối tử một càng và bis (2), tris (3), tetrakis (4),
pentakis (5)đối với phối tử nhiều càng.
- Tên phối tử
+ Nếu phối tử L là anion: tên phối tử là tên của L + o: Cl -(cloro), CO
2
3

: (cacbonato),

+ Nếu phối tử L là phân tử trung hoà: tên của phối tử trùng với tên của
phân tử đó.
Ví dụ, CH3NH2: metylamin, H2NCH2CH2NH2: etylenđiamin (kí hiệu: en)
Ngoại lệ: H2O: aqua, NH3: amin, CO: cacbonyl, NO: nitrozyl
- Trạng thái số oxi hoá của ion trung tâm đợc ghi bằng chữ số la mã.
Ví dụ: [Co(H2O)5Cl]Cl2: cloropentaaquacoban(III)clorua
K2[Zn(OH)4]: Kali tetrahiđroxozincat
Các NTCT có phân lớp d cha đầy đủ, dễ nhận các cặp electron không
liên kết của các phối tử để tạo thành liên kết phối trí trong các phức chất. Các
NTCT dãy 3d tạo thành nhiều phức chất bền và phổ biến là phức aquơ và phức
amin
- Một số phức chất thờng gặp của các NTCT thông dụng:
[Ag(NH3)2]+ Ion diaminbạc I, [Ag(CN)2]- Ion dixianoagentat I
[Ag( S2O3)2]- Ion dithiosunfatoagentat I, [Cu(H2O)6]2+ Ion hexaaquơ đồng II
[Cu(NH3)4 ]2+ Ion tetraamin đồng II, [Cu(Cl)4 ]2- Ion tetraclorocuprat II
[Co(H2O)6 ]2+ Ion hexaaquơ coban II, [Co(NH3)6 ]3+ Ion hexaamin coban III
[Co(F)6 ]3Ion hexafloro cobantat III
[CoCl2(NH3)4]+ Ion diclorotetraaminCoban III
[Cr(H2O)6 ]3+ Ion hexaaquơ crom III, [Cr(NH3)6 ]3+ Ion hexaamin crom III
[Cr(F)6 ]3Ion hexafloro cromat III
[Cr(H2O)4 Cl 2 ]+ Ion diclorotetraaquơ crom III
[Fe(SCN)]2+ Ion thioxianato sắt III, [Fe(F)6 ]3- Ion hexafloroferat III
[Fe(CN)6 ]3- Ion hexaxianoferat III, [Fe(CN)6 ]4- Ion hexaxianoferat II
Ni(CO)4
Tetracacbonyl niken, [Pt(NH3)2]Cl2 điclorođiamin platin II
[Co(NH3)3 ]Cl3
Triclorotriamin coban III

22
[Co(NH3)3](NO2)3 Tri nitrotriamin coban III
3. Mầu của hợp chất các NTCT
Hầu hết các hợp chất của các NTCT đều có màu. Mầu của các hợp chất
đó thờng liên quan tới phân mức d cha đầy đủ của các ion các NTCT.
Ví dụ: Tại sao phức Ti(H2O)63+ có mầu tím ?
Theo thuyết trờng tinh thể: trong trờng tinh thể tám mặt, năm obitan 3d
bị tách thành hai phân mức năng lợng: ba obitan dxy, dxz, dyz ở phân mức thấp kí
hiệu t2g và hai obitan dz2, dx2-y2 ở phân mức cao hơn kí hiệu e g. ở trạng thái cơ
bản, electron d1 chiếm obitan t2g. Vì sự chênh lệch mức năng lợng giữa các
obitan t2gvà eg là không lớn nên khi hấp thụ các photon trong vùng ánh sáng
nhìn thấy electron nhảy từ obitan t2g lên obitan eg. Các photon bị hấp thụ đó
ứng với bớc sóng của ánh sáng màu lục. Vì vậy khi để dung dịch TiCl 3(aq) ra
ánh sáng mặt trời nó sẽ hấp thụ các photon của ánh sáng mầu lục và để cho
các photon của ánh sáng đỏ và xanh đi qua. Mầu đỏ trộn với mầu xanh tạo ra
mầu tím. Do đó dung dịch TiCl3(aq) có màu tím.
4. Hoạt tính xúc tác
Hoạt tính xúc tác của các NTCT phụ thuộc chủ yếu vào khả năng tồn tại
nhiều trạng thái oxi hoá và khả năng tạo phức chất.
Các NTCT và hợp chất của chúng có thể xúc tác phản ứng vì chúng có
khả năng tạo ra một cơ chế mới. Cơ chế phản ứng mới làm cho năng lợng hoạt
hoá thấp hơn là phản ứng không có xúc tác. Vì năng lợng hoạt hoá của phản
ứng đợc xúc tác thấp hơn mà tốc độ phản ứng lớn hơn.
5. Từ tính của các NTCT
Các chất chứa các electron không ghép đôi bị từ trờng hút đợc gọi là
chất thuận từ. Ngợc lại các chất chứa tất cả các electron đã ghép đôi bị từ trờng đẩy đợc gọi là chất nghịch từ. Chỉ có kim loại sắt, coban, niken có tính sắt
từ ở dạng đơn chất. Các chất sắt từ có tính thuận từ mạnh gấp hàng nghìn lần
so với các chất thuận từ khác. Khác với tính thuận từ và nghịch từ, tính sắt từ

là tính chất của mạng lói tinh thể chứ không phải là tính chất của nguyên tử
hay phân tử vì vậy chỉ có các chất rắn mới có tính sắt từ.
2.1.5. Tính chất axit - bazơ của hợp chất các nguyên tố chuyển tiếp
1. Dung dịch của hợp chất các NTCT thờng có tính axit
Trong các dung dịch nớc, ion của các NTCT thờng tồn tại dới dạng
phức hiđrat. Do ion trung tâm thờng có mật độ điện tích lớn nên các phức
hiđrat này bị phân li theo sơ đồ sau:


23
Ví dụ: [Fe(H2O)6 ]3+(aq)
[Fe(H2O)5OH]2+ + H+(aq).
Vì vậy dung dịch nớc của hầu hết hợp chất các NTCT đều có tính axit.
2. Sự biến đổi tính chất axit- bazơ của các oxit và hidroxit
Vì có nhiều trạng thái oxi hoá nên tính chất axit - bazơ của các oxit và
hiđroxit các NTCT cũng thay đổi theo một khoảng rất rộng.
- ở trạng thái oxi hoá thấp chúng thờng thể hiện tính bazơ.
- ở trạng thái oxi hoá trung gian chúng thờng thể hiện tính lỡng tính.
- ở trạng thái oxi hoá cao chúng thờng thể hiện tính axit.
Sở dĩ nh vậy chủ yếu do tác dụng của sự phân cực hoá ion. Khi số oxi
hoá của các NTCT trong các oxit và hiđroxit càng tăng, sự phân cực hoá của
các cation có điện tích lớn, bán kính nhỏ càng mạnh, làm giảm tính chất ion
của liên kết M-O (M là kim loại) làm tăng tính chất cộng hóa trị của liên kết
đó. Vì vậy sự phân li theo kiểu bazơ ngày càng khó khăn và sự phân li theo
kiểu axit ngày càng thuận lợi.
2.1.6. Tính chất oxi hoá - khử
- Khả năng oxi hoá hay khử của một NTCT tuỳ thuộc vào độ bền tơng
đối của các trạng thái oxi hoá tơng ứng.
- Khả năng oxi hóa- khử của chúng còn phụ thuộc dạng tồn tại.
- Khả năng oxi hoá hay khử của các NTCT và hợp chất còn phụ thuộc

môi trờng phản ứng.
2.1.7. Sơ lợc về các nguyên tố khối f
Các nguyên tố khối f bao gồm hai dãy, mỗi dãy 14 nguyên tố
Dãy thứ nhất có số hiệu nguyên tử từ 58 71. Vì 14 nguyên tố này
đứng sau Lantan có Z = 57 nên đợc gọi là các lantanit.
Dãy thứ hai có số hiệu nguyên tử từ 90 -103. Vì 14 nguyên tố này đứng
sau Actini Z = 89 và có tính chất gần giống actini nên gọi là các actini.
Tất cả các nguyên tố khối f đều là kim loại trong đó electron cuối
cùng chiếm phân mức (n-2)f. Vì tính chất các nguyên tố chủ yếu phụ thuộc
vào electron ở các lớp ngoài cùng nên các nguyên tố khối f có tính chất giống
nhau. Hầu hết các nguyên tố khối f đều tạo thành ion M 3+ do mất 2 electron
lớp ngoài cùng và một electron d ở lớp sát ngoài cùng hoặc một electron f ở
lớp thứ 3 kể từ ngoài vào.
Các nguyên tố khối f có ít khả năng tạo phức chất hơn các nguyên tố
khối d. Các actinit đều là chất phóng xạ.
2.2 Hệ thống bài tập kim loại chuyển tiếp dùng bồi dỡng học sinh giỏi
Hoá học THPT


24
Hiện nay lợng sách tham khảo trên thị trờng tơng đối nhiều nhng thời
gian học tập của các em lại có hạn nên các việc lựa chọn bài tập để bồi dỡng
cho các em đạt kết quả cao trong thời gian ngắn là vấn đề cần thiết và rất quan
trọng, đòi hỏi ngời giáo viên phải đầu t thời gian công sức và phải có năng lực
trình độ nhất định. Để đạt đựơc mục đích, kết quả nh mong muốn, ngoài hệ
thống bài tập đa ra cần có phơng pháp sử dụng hợp lí và cần phát huy tính tự
giác tích cực ở mỗi học sinh. Phơng pháp rèn luyện kĩ năng và phát triển t duy
cho học sinh tốt nhất khi bồi dỡng học sinh giỏi hiện nay theo chúng tôi là:
- Giáo viên cung cấp thông tin đầy đủ về vấn đề nghiên cứu (các kiến
thức cơ bản, nâng cao, đa ra một số bài tập mẫu).

- Giao nhiệm vụ cho học sinh nghiên cứu phơng pháp giải hệ thống bài
tập cơ bản để học sinh vận dụng và sáng tạo.
- Làm bài kiểm tra sau khi đã học và làm các bài tập đã giao. Đánh giá
khả năng của từng em có nhận định chung, từ đó bổ sung hoàn thiện thêm cho
mỗi học sinh.
Trên cơ sở đó và dựa vào tác dụng của mỗi loại bài tập chúng tôi đã lựa
chọn các bài tập theo các dạng sau.
2.2.1 Cấu tạo nguyên tử
2.2.1.1. Kiến thức cơ bản cần bồi dỡng học sinh giỏi
1. Thành phần và cấu tạo nguyên tử các nguyên tố
- Thành phần nguyên tử: gồm có proton, nơtron, electron. Mỗi
electron có bộ 4 số lợng tử: n, l, ml, ms đặc trng cho trạng thái của nó trong
nguyên tử.
- Số lợng tử chính n: Xác định năng lợng En, lớp electron, chu kì, kích
thớc AO, tổng số AO.
Đối với nguyên tử và ion có một electron: En =

13, 6 Z 2
(eV )
n2

Tổng số obitan là ASO = 2n2 (n nhận giá trị nguyên dơng 1)
- Số lợng tử phụ l: Xác định phân mức năng lợng, phân lớp electron
trong nguyên tử, chỉ trạng thái chuyển động của electron. l nhận các giá trị
nguyên dơng từ 0 đến (n- 1)
- Số lợng tử từ ml: Xác định sự định hớng của các AO trong không
gian, qui định số AO trong cùng một phân lớp. Mỗi trị số m l xác định một
hàm orbital. ml nhận các giá trị từ l đến + l, với một giá trị l có 2l + 1 giá
trị.

25
- Số lợng tử spin ms: Xác định trạng thái chuyển động spin của
electron trong nguyên tử, ms nhận 2 giá trị +1/2 và -1/2.
Cơ sở để viết cấu hình electron:
1. Nguyên lí vững bền: Trong nguyên tử các electron ở trạng thái cơ bản
đợc sắp xếp tuần tự vào các obitan ứng với phân mức năng lợng từ thấp đến cao.
1s <2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d< 5p < 6s < 4f < 5d < 6p <
7s...
2. Quy tắc Klechkowski:
Trong nguyên tử nhiều electron, năng lợng các AO tăng dần đợc xếp
theo thứ tự sao cho:
- Tổng giá trị (n + l) tăng dần.
- Nếu có cùng giá trị (n + l) thì viết theo thứ tự tăng giá trị n.
3. Nguyên lí loại trừ Pauli
Trong một nguyên tử không thể tồn tại 2 electron có cùng giá trị bốn số
lợng tử n, l, ml, ms.
4. Quy tắc Hund
Trong một phân lớp các electron phân bố đều vào các AO sao cho:

m = max.
m = max.
s

l

Chú ý: - Đối với một số nguyên tố (chủ yếu ở IB và VIB) thờng xảy ra
hiện tợng bão hoà gấp hoặc nửa bão hoà gấp đó là hiện tợng một số
electron ở phân lớp s của lớp ngoài cùng chuyển vào phân lớp d của lớp phía
trong gần kề để đạt đợc cấu trúc bão hoà bền hơn.

- Đối với nguyên tử nhiều electron năng lợng mỗi AO đợc tính gần
đúng theo công thức:
,2
n,l = -13,6 Z*2
n

(với Z, điện tích hiệu dụng, n*số lợng tử chính hiệu dụng)
Điện tích hiệu dụng: Z, = Z với hằng số chắn
=

a 1


i =1

i

( i hệ số chắn, a số electron có trong nguyên tử).
Số lợng tử chính n
1
2
3
4
Số lợng tử chính hiệu
1
2
3
3, 7

5

4

6
4, 2