Chương 1a ĐLTH HTTH(TC)

Chương I.
ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN
CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
1


ChươngI. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ

THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ
HỌC (6/1)
I. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ BẢNG TUẦN
HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC .
II. CÁC QUI LUẬT BIẾN ĐỔI MỘT SỐ TÍNH
CHẤT QUAN TRỌNG
III. CÁC DẠNG BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN
TỐ - ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA MỖI DẠNG
IV. Ý NGHĨA CỦA ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ
BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
2


I. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ BẢNG TUẦN
HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
- Phát biểu ĐLTH , và giải thích định luật dựa vào
cấu tạo nguyên tử của các nguyên tố; lấy sự biến
đổi tính chất của 1 số nguyên tố để minh hoạ .
- Đọc tên và viết kí hiệu 109 nguyên tố trong
HTTH.

3

I. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ BẢNG TUẦN
HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
Định luật tuần hoàn của Mendelep
" Tính chất của các nguyên tố, cũng như tính chất
của các đơn chất và hợp chất tạo nên từ các
nguyên tố đó, phụ thuộc tuần hoàn vào trọng
luợng nguyên tử * của chúng"

4


Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
• Kiến trúc của HTTH gồm 7 chu kì : 3 chu kì nhỏ và 4 chu
kì lớn
• Chu kì nhỏ 1
: 2 nguyên tố
cặp 1
•
2
: 8 nguyên tố
•
3
: 8 nguyên tố
cặp 2
• Chu kì lớn 4
: 18 nguyên tố
•
5

: 18 nguyên tố
cặp 3
•
6
: 32 nguyên tố
•
7
: 23 nguyên tố
cặp 4
• Số nguyên tố trong mỗi chu kì :
S = 2N2
( N : cặp chu kì)
-5-


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
• Kết quả giải phương trình sóng –
Srodingơ thu được những giá trị nào?
• Ý nghĩa kết quả thu được?

6


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
• Kết quả giải phương trình sóng –
Srodingơ:
H = E
• En (

(Z   ) 2 2 2 me4 )
E
.
2
2
n
h
• 3 số lượng tử:
-n
h 2
M 
l (l  1)
-l(
)
2
h
Mz

m
- ml (
)
2
• Spin:momen đông lương quay  s 
h
Hình chiếu của nó:
s( z )  s
;
2

s( s  1)

s

1
2

h
2
7


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
Số lượng tử chính n tương ứng với số thứ tự lớp
electron
- Số electron cực đại có thể điền vào lớp thứ n là 2n 2
electron.
- Ý nghĩa về mặt năng lượng: n càng lớn thì thì năng
lượng càng cao
n
1
2
3
4
5
6
7
lớp
K
L

M
N
O
P
Q

8


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
Số lượng tử phụ (hay số lượng tử obitan) l : cho
biết hình dạng của obitan trong không gian và xác
định số phân lớp trong mỗi lớp .
l nhận giá trị từ 0 đến (n – 1).
Giá trị của l
0
1
2
3
…
Kiểu obitan
s
p
d
f
…
Ứng với mỗi giá trị của n (một lớp electron) có n
giá trị của l và do đó có n phân lớp electron hay
kiểu obitan .

9


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
Số lượng tử từ ml xác định sự định hướng của
AO trong không gian và đồng thời nó qui định số
AO trong một phân lớp. Mỗi giá trị của ml ứng với
một AO
ml nhận giá trị từ -l … 0 … +l .
Mỗi giá trị của l có 2l + 1 giá trị của ml (nghĩa
là có 2l + 1 obitan)

10


Định luật tuần hoàn và Bảng tuần hoàn
dưới ánh sáng thuyết cấu tạo nguyên tử
Số lượng tử spin ms
Số lượng tử spin đặc trưng cho chuyển động quay
xung quanh trục riêng của electron.
Số lượng tử spin chỉ có 2 giá trị
1
1và
 được kí

2
2
lên ( ) và xuống

Số lượng tử spin chỉ có 2 giá trị
hiệu tương ứng bằng 2 mũi tên
( ) ứng với 2e trong 1 AO .

11


Cấu hình electron của nguyên tử
các nguyên tố
* Dựa vào dữ kiện quang phổ và dựa vào tổ hợp 4 số
lượng tử đặc trưng cho trạng thái của mỗi electron,
người ta thiết lập được sự phân bố electron trong
nguyên tử thành lớp, phân lớp.
* Áp dụng nguyên lý Paoli, nguyên lý vững bền, có
thể xác định được số electron ở mỗi lớp, mỗi phân
lớp, mỗi obitan và cách sắp xếp chúng trong nguyên
tử.
12


Cấu hình electron của nguyên tử
các nguyên tố
• NGUYÊN LÝ PAOLI : " Trong 1 nguyên tử
không thể có 2 electron được đặc trưng
bằng 4 số lượng tử hoàn toàn giống nhau,
nghĩa là ở trong cùng 1 trạng thái “

* Từ nguyên lý Paoli rút ra kết quả sau :
- Số electron tối đa trong 1 obitan : 2
- Số electron tối đa trong 1 phân lớp : 2(2l+1)

- Số electron tối đa trong 1 lớp : 2n2
13


Cấu hình electron của nguyên tử
các nguyên tố
* NGUYÊN LÝ VỮNG BỀN
• Qui tắc Kletcôpski :
- Electron điền vào obitan
có giá trị (n+l) nhỏ trước,
rồi đến (n+l) lớn sau
- Nếu 2 obitan có tổng (n+l)
như nhau thì electrron sẽ
điền vào obitan có trị số n
nhỏ trước ...

14


Cấu hình electron của nguyên tử các
nguyên tố
QUI TẮC HUND:Các electron sắp xếp sao
cho tổng đại số spin là cực đại
• Một số trường hợp bất thường.
- 24Cr : 3d4 4s2 và 3d5 4s1 đều đúng
nhưng 3d5 4s1 hợp lí hơn vì đạt cấu hình
phân lớp d nửa bão hoà (giải thích bằng
số hạng quang phổ 7S3 )
- 29Cu : 3d9 4s2 và 3d10 4s1 nhưng 3d104s1
hợp lí hơn vì đạt cấu hình phân lớp d bão

hoà (giải thích bằng số hạng quang phổ
2S
1/2)
15


I. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ BẢNG TUẦN
HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC

1)Viết cấu hình electron của các nguyên tố
sau(dựa theo số hạng quang phổ nguyên tử viết
kèm theo):
7
• a) Cr (Z = 24)
S3
• b) Cu (Z = 29)

2

S1/ 2

16


Số hạng quang phổ và trạng
thái electron trong nguyên tử
Do đó phải dựa vào số hạng quang phổ để mô tả đầy đủ
trạng thái electron trong nguyên tử bằng 4 số lượng tử
(viết cấu hình electron như trên chỉ thể hiện 2 số lượng
tử n và l )

n,l,,m , s (r , , ) = [N] Rn,l (r) . l,m(, )
( Kết quả mô hình các hạt độc lập  pp SCF  cho AO )
Các số hạng tương ứng với các vạch trên phổ thực nghiệm

17


Số hạng quang phổ và trạng
thái electron trong nguyên tử
Một số hạng được đặc trưng bởi công thức :
2S+1

LJ

s : Số lượng tử spin, l : Số lượng tử obitan
J : Số lượng tử nội , J = /L + S/..... /L - S/
Mỗi vi trạng thái có mức năng lượng như nhau
được xếp vào 1 số hạng

18


Số hạng quang phổ

19


Số hạng quang phổ và trạng
thái electron trong nguyên tử



3d

24 Cr  Ar

●

4

4s 2

   
ml = +2 +1 0 -1 -2
M L   ml  2  L  2



 trạng thái D

● Độ bội g=2S+1 = 5
●J=L-S=0
Cấu hình trên ứng với số hạng quang phổ nguyên tử
5

D0 , không phù hợp với đầu bài
20


Số hạng quang phổ và trạng

thái electron trong nguyên tử
Trên thực tế, số hạng quang phổ nguyên tử của crôm là

7

S3

ứng với cấu hình electron





5
1
Cr

Ar
3
d
4
s
24

    
●



ml = +2 +1 0 -1 -2

ML 

m

l

 0  L  0  trạng thái S

● Độ bội g = 2S+1 = 7
● J = L + S = 3 số hạng quang phổ nguyên tử của crom là

7

S3
21


Số hạng quang phổ và trạng
thái electron trong nguyên tử





9
2
Cu

Ar
3

d
4
s
29

●

    
ml = +2 +1 0 -1 -2
M L   ml  2  L  2



 trạng thái D

● Độ bội g=2S+1 = 5
● J = L + S = 3/2
Cấu hình trên ứng với số hạng quang phổ nguyên tử
5

D3 / 2 , không phù hợp với đầu bài
22


Số hạng quang phổ và trạng
thái electron trong nguyên tử
Trên thực tế, số hạng quang phổ nguyên tử của đồng là 2
ứng với cấu hình electron



29 Cu  Ar

3d

    
●

ml = +2
ML 

+1 0

m

l

S1/ 2

10

4s1



-1 -2

0L0



trạng thái S

● Độ bội g = 2S+1 = 2
2
● J = L + S = 1/2 số hạng quang phổ nguyên tử của đồng là

S1 / 2
23


HTTH

* Điều kiện PTN qui ước: 250C & 1 atm (Pascal : N/m2)
 Bậc oxi hóa của 1 nguyên tố có thể nguyên, hỗn hợp
số, số o , âm hoặc dương
 Hóa trị của các nguyên tố chỉ có 8 bậc , là đại lượng
không dấu và khác không
* Thuộc HTTH : nhớ theo nhóm
 Trả lời được các nguyên tố ở ô 15& 30 năm ở đâu 
tính chất
 Sự biến đổi tính chất trong chu kì ( từ trái → phải , tính
kim loại giảm )
 Sự biến đổi tính chất trong nhóm ( từ trên xuống , tính
kim loại tăng )
24


HTTH
* HTTH chi phối bởi 2 dãy số: 2/ 8/18/32 và

He Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
2
10
18
36
54
86
2

(2/8)

(2/8/8) (2/8/18/8) (2/8/18/18/8) (2/8/18/32/18/8)

* Hầu hết các kim loại có lớp vỏ ngoài cùng từ
1÷ 3 electron

25