HÓA ĐẠI CƯƠNG

1
Chương 1:
CÁC KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HOÁ HỌC
(Tiết 1)
I - Mục tiêu: Nắm được các nội dung:
- Các định luật cơ bản của thuyết nguyên tử, phân tử.
- Các khái niệm nguyên tử, phân tử, đơn chất, hợp chất, ký hiệu hoá học, công thức hoá học.
II – Nội dung:
1.1. Các định luật, khái niệm cơ bản của thuyết nguyên tử - phân tử.
Vào cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19 lịch sử khám phá ra một loạt định luật cơ bản
làm nền tảng của thuyết nguyên tử - phân tử:
- Định luật Bảo toàn khối lượng (Lavoisier- 1743-1794);
- Định luật thành phần không đổi (Proust 1754-1826);
- Định luật Tỉ lệ bôi (Dalton 1766-1850);
- Định luật Tỉ lệ thể tích(Gay-Lussac 1778-1850);
- Định luật Avogadro (1776-1850)
Được xem là các định luật cơ bản của hoá học vì chúng đặt cơ sở cho sự hình
thành thuyết nguyên tử- phân tử, cơ sở của hoá học hiện đại, và là cơ sở cho những tính
toán định lượng trong hoá học.
1.1.1. Định luật bảo toàn khối lượng (M. V. Lomonosov và A. L. Lavoisier khám phá).
- Nội dung: “Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các sản phẩm tạo thành”.
- Nhận xét: Theo vật lý hiện đại, định luật bảo toàn khối lượng chỉ hoàn toàn đúng khi các
phản ứng hoá học không kèm theo hiệu ứng nhiệt. Trong trường hợp ngược lại, khi phản ứng
giải phóng hay hấp thụ lượng nhiệt Q, khối lượng của phản ứng phải giảm hay tăng một lượng
 m thoả mãn định luật Einstein (Anhstanh).
Q =

m.c
2
Trong đó: c = 3.10

8
m/s tốc độ ánh sáng
Tuy nhiên, do hiệu ứng nhiệt của các phản ứng hoá học chỉ vào khoảng 10
2
KJ/mol, sự
thay đổi khối lượng tương ứng là:
 m =
2
Q
c
=
2
3
8 2
10
10
(3.10 )
10
11
kg.
Vì sự thay đổi khối lượng là rất bé, có thể bỏ qua , trong hoá học người ta vẫn chấp
nhận định luật bảo toàn khối lượng.
- Ứng dụng: + Cân bằng các phương trình hoá học:
Theo định luật bảo toàn khối lượng, trong phản ứng hoá học số nguyên tử của mỗi

2
nguyên tố được bảo toàn, do đó số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế của phương trình
phản ứng hoá học phải bằng nhau.
+ Tính khối lượng của các chất tham gia phản ứng và các sản phẩm phản ứng
theo quy tắc tỉ lệ thuận dựa theo phương trình phản ứng.

Ví dụ: Quá trình điều chế H
2
SO
4
được thực hiện qua các phản ứng sau:
4FeS
2
+ 11O
2
= 2 Fe
2
O
3
+ 8 SO
2
(1)
2 SO
2
+ O
2
= 2 SO
3
(2)
SO
3
+ H
2
O = H
2
SO

4
(3)
Có thể điều chế được bao nhiêu kg H
2
SO
4
nguyên chất từ 1kg pirit sắt nguyên
chất (FeS
2
).
Giải: Cách1:
Tìm phương trình phản ứng tổng cộng bằng cách nhân (2) với 4 và nhân (3) với 8
4FeS
2
+ 11O
2
= 2Fe
2
O
3
+ 8SO
2
(1)
2SO
2
+ O
2
= 2SO
3
(2) x 4

SO
3
+ H
2
O = H
2
SO
4
(3) x 8
4FeS
2
+ 15O
2
+ 8H
2
O = 2Fe
2
O
3
+ 8H
2
SO
4

4.120g 8.98g
1000g x g
x =
120.4
98.8.1000
= 1630(g) hay 16,3(kg) H

2
SO
4
nguyên chất.
Cách 2:
Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng dưới dạng bảo toàn số nguyên tử của mỗi nguyên
tố. Theo định luật bảo toàn số nguyên tử, từ 1 phân tử FeS
2
phải thu được 2 phân tử
H
2
SO
4
: FeS
2
= 2 H
2
SO
4

120 g 2.98g
1000g x g
Suy ra x =
1000.2.98
120
= 1630g hay 16,3 kg H
2
SO
4
.

 Phương pháp này áp dụng thuận lợi cho các trường hợp không biết các phản ứng trung gian.
1.1.2. Định luật thành phần không đổi (do nhà bác học Pháp J. L. Proust tìm ra).
- Nội dung: “Tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố tham gia tạo thành một hợp chất luôn luôn
không đổi, không phụ thuộc vào phương pháp điều chế”.
Hay: “Một hợp chất dù điều chế bằng cách nào cũng luôn luôn có thành phần không đổi”

3
Ví dụ: Phân tử nước có công thức: H
2
O có rất nhiều cách điều chế: đốt cháy Hydrocacbon;
phản ứng giữa axit với bazơ; khử CuO bằng H
2
… vẫn thu được nước có tỉ lệ giữa H:O = 1:8.
- Ứng dụng: Mỗi hợp chất được đặc trưng bằng một công thức hoá học.
- Nhận xét: + Định luật thành phần không đổi chỉ hoàn toàn đúng đối với các chất khí
và chất lỏng khối lượng phân tử thấp.
+ Đối với các chất rắn, do những khuyết tật của mạng tinh thể, thành phần
của hợp chất thường không ứng đúng với công thức hoá học.
Ví dụ: Sunfua sắt điều chế bằng phương pháp khác nhau có tỉ lệ Fe và S khác nhau cứ 1
Fe dao động từ 0 đến 0,005 S.
Điều chế các polyme bằng các cách khác nhau thì thu được polyme có số mônôme khác
nhau. Chẳng hạn khi điều chế Polyme (-CH
2
-CH
2
-)
n
có số monome n = (10
3
10

6
).
1.1.3. Định luật tỷ lệ bội (J. Dalton tìm ra)
- Nội dung: “Nếu hai nguyên tố hóa hợp tạo thành một số hợp chất thì những phần khối
lượng của nguyên tố này kết hợp với cùng một khối lượng của nguyên tố kia sẽ tỉ lệ với
nhau như những số nguyên nhỏ”.
Ví dụ: Ni tơ và oxi phản ứng tạo thành các oxit: N
2
O ; NO; NO
2
; N
2
O
3
; N
2
O
5
. Các khối
lượng của oxi kết hợp với cùng khối lượng của ni tơ. Ví dụ: 7g Ni tơ sẽ là:
N
2
O : NO : N
2
O
3
: NO
2
: N
2

O
5
4g : 8g : 12g : 16g : 20g
Tỉ lệ là 4 : 8 : 12 : 16 : 20 = 1 : 2 : 3 : 4 : 5 (Tỉ lệ các số nguyên đơn giản);
1.1.4. Định luật tỷ lệ thể tích (do nhà bác học Pháp J. Gay - Lussac tìm ra).
- Nội dung: “Thể tích các chất khí tham gia phản ứng tỷ lệ với nhau và tỷ lệ với thể tích
các chất khí tạo thành dưới dạng những số nguyên nhỏ”.
Ví dụ: H
2
+ Cl
2
= 2HCl
1V 1V 2V  V H
2
: V Cl
2
: V HCl = 1: 1 : 2
Ví dụ: N
2
+ 3 H
2
= 2 NH
3

1V 3 V 2 V  V N
2
: V H
2
: V NH
3

= 1: 3 : 2
1.1.5. Định luật Avogadrô (hệ quả của giả thuyết phân tử Avogadrô - năm 1811).
- Nội dung: “Ở cùng một điều kiện nhiệt độ và áp suất các thể tích khí bằng nhau có
chứa số phân tử khí bằng nhau”.
- Áp dụng để giải thích:
Ví dụ phản ứng trên: : N
2
+ 3 H
2
= 2 NH
3

1V 3 V 2 V

4
Ở cùng nhiệt độ, áp suất và thể tích như nhau, các chất khí chứa cùng một số phân tử,
cho nên tỉ lệ thể tích của các chất cũng chính là tỉ lệ phân tử;
N
2
+ 3 H
2
= 2 NH
3

Tỉ lệ thể tích: 1V 3 V 2 V
Tỉ lệ phân tử: 1 3 2
- Hệ quả: Từ định luật Avogadro:
+ Phân tử của hầu hết các đơn chất khí đều chứa 2 nguyên tử ( trừ O
3
- ba nguyên

tử và khí hiếm - đơn nguyên tử)
+ Thể tích mol của các chất khí ở ĐKTC ( P = 1atm; nhiệt độ 0
0
C = 273
0
K) bằng 22,4l
+ Số phân tử chứa trong 1 mol chất được gọi là số Avogadro: N = 6,023. 10
23

+ Thể tích của các khí tham gia phản ứng và các sản phẩm khí tạo thành sau phản
ứng theo qui tắc tam suất.
Ví dụ: Tính thể tích không khí cần để đốt cháy hoàn toàn 10 lít etan, biết rằng không khí
chứa 20% O
2
về thể tích . Thể tích các khí được đo ở cùng nhiệt độ và áp suất.
Giải: Phương trình phản ứng đốt cháy etan
C
2
H
4
+ 7/2 O
2
= 2 CO
2
+ 3H
2
O
1V 7/2 V
10 lit x lit


x =
V
Vlít
1
2/7.10
= 35 lít

V
kk
=
20
100.35
= 175 lit
1.1.6. Phương trình trạng thái khí lý tưởng.
Các nghiên cứu về tính chất của các chất khí cho thấy ở nhiệt độ không quá thấp
và áp suất không quá cao so với nhiệt độ và áp suất bình thường thì phần lớn các chất khí
đều tuân theo một hệ thức gọi là phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT trong
đó P là áp suất của khí; V là thể tích của khí ; n là số mol khí; T là nhiệt độ tuyệt đối; R
là hằng số khí. Các chất khí có tính chất thoả mãn phương trình này được gọi là khí lý tưởng.
- Nhận xét:
+ Từ PV = n RT khi T = Const thì PV = Const

đó là định luật Boyle
+ Khi P = Const thì
T
V
=
P
nR
Const hay

1
1
T
V
=
2
2
T
V
 đó là nội dung định luật
Charles (Sac Lơ)
+ Khi V = Const thì
T
P
=
V
nR
= Const hay
1
1
T
P
=
2
2
T
P
đó là nội dung của định luật
Gay- Lussac

5
Như vậy định luật Boyle, định luật Charles (Sac Lơ) và định luật Gay- Lussac là
những trường hợp riêng của một định luật chung được biểu diễn bằng phương trình trạng
thái khí lý tưởng.
Khi n = 1, PV = RT hay
T
PV
= R = Const. Để tính giá trị của hằng số khí người ta
có thể lấy các giá trị P ,V, tương ứng ở một điều kiện nào đó. Thường người ta lấy các
giá trị ở điều kiện tiêu chuẩn. P
0
= 1 atm ; V
0
= 22,4 lit; T
0
= 273
0
K khi đó R = 0,082
l.atm.mol. K.
Khi P tính bằng mmHg; V bằng ml; R= 62 400 mmHg.ml/mol.K
Thực tế người ta còn hay dùng một đơn vị khác của R là cal/mol.K khi đó R =
1,987 cal/mol.K.
1.1.7. Phương trình trạng thái của khí thực.
Vì các phân tử khí thực có thể tích khác không, giữa các phân tử khí thực có
tương tác, cho nên để mô tả tính chất của các khí thực bằng một phương trình trạng thái
có dạng tương tự phương trình trạng thái khí lý tưởng người ta phải đưa thêm vào các số
hạng bổ chính đặc trưng cho 2 yếu tố này. Hệ thức thoả mãn điều kiện này là phương
trình VandecVan: [ P +
2
2

V
an
] (V – nb) = nRT
Trong đó a là hằng số đặc trưng cho tương tác giữa các phân tử
b là hằng số đặc trưng cho kích thước của các phân tử.
Ta có bảng giá trị a, b của một số khí thực sau:
khí He Ne Ảr H
2
N
2
O
2
A 0,0341 0,211 1,35 0,244 1,39 1,36
b 0,0237 0,0171 0,0322 0,0266 0,0391 0,0381
Khí Cl
2
CO CO
2
NO
2
CH
4
NH
3
A 6,94 1,49 3,59 3,78 2,25 4,17
b 0,0562 0,0399 0,0427 0,0441 0,0428 0,0371

Thứ nguyên của a là l
2
.atm.mol

-2
, b là l.mol
-1
Tuy nhiên , trong những trường hợp ở nhiệt độ không quá thấp, áp suất không quá
cao, người ta vẫn áp dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng cho khí thực.
1.1.8. Khái niệm về áp suất riêng.
Khi có một hỗn hợp gồm các khí lý tưởng, trong đó số mol của một khí I nào đó

6
là n. Tổng số mol khí trong hỗn hợp sẽ là: n =


k
i
i
n
1

Gọi thể tích của hỗn hợp là V, áp suất của hỗn hợp là P thì:
PV = nRT = RTn
i

 P =

i
n
V
RT

Áp suất riêng phần khí i trong hỗn hợp là: P

i
= n
i
.
V
RT

Suy ra:
P
P
i
=

V
RT
n
V
RT
n
i
i
.
.
hay P
i
= P
n
n
i
i

.


Đại lượng

i
n
ký hiệu là x
i
được gọi là phần mol của khí i trong hỗn hợp.
Ta nói áp suất riêng của một khí tỉ lệ với phần mol của nó trong hỗn hợp:
P
i
= x
i
. P
1.2. Nguyên tử và phân tử. nguyên tố, đơn chất và hợp chất.
1.2.1. Nguyên tử.
Các chất hoá học đều cấu tạo từ các nguyên tử.
- Nguyên tử là hạt nhỏ nhất không thể phân chia về mặt hoá học, tham gia tạo
thành phân tử.
- Mỗi nguyên tử là một hệ trung hoà về điện.
- Gồm: + Một hạt nhân mang điện tích dương.
+ Một hay nhiều electron (điện tử) mang điện tích âm quay chung
quanh hạt nhân.
- Hai đại lượng quan trọng nhất của nguyên tử: + Điện tích hạt nhân (Z)
+ Khối lượng nguyên tử (A)
 Hạt nhân nguyên tử: + Cấu tạo: từ hai loại hạt cơ bản là proton (mang điện tích
dương) và nơtron (không mang điện tích).
+ Các nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân hợp thành một

nguyên tố hoá học. Khi đó các nguyên tử của cùng một nguyên tố có cấu trúc vỏ electron
giống nhau nên có tính chất hoá học giống nhau (các nguyên tố trong cùng 1 nhóm).
- Có thể gặp những dạng nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân (có số proton bằng
nhau) nhưng có khối lượng khác nhau (do có số nơtron khác nhau). Những dạng nguyên
tử như vậy được gọi là các đồng vị của cùng một nguyên tố hoá học.

7
Nếu ta lấy trị tuyệt đối của điện tích electron làm đơn vị đo điện tích thì điện tích
của hạt nhân (Z) được biểu diễn bằng một số nguyên và bằng đúng số electron trong
nguyên tử. Đó cũng chính là số hiệu nguyên tử của nguyên tố hoá học.
1.2.2. Phân tử.
- Phân tử là hạt nhỏ nhất của một chất có khả năng tồn tại độc lập và còn mang những
tính chất hoá học của chất đó.
- Phân tử có thể chỉ là một nguyên tử (VD: Na,Mg… ) hay cấu tạo từ một số nguyên tử
của cùng một nguyên tố hay của các nguyên tố khác nhau (O
2
, N
2
…. )
- Trong các chất hoá học ta có thể gặp những trường hợp tồn tại sau đây của các nguyên
tử và phân tử:
+ Các nguyên tử của cùng một nguyên tố tồn tại độc lập, chỉ tương tác yếu với
nhau bằng lực Van-der-Waals. Ví dụ: các khí trơ hêli, neon
+ Các nguyên tử liên kết bền với nhau thành phân tử. Trong mỗi phần tử chỉ có
một số hữu hạn nguyên tử.
+ Các nguyên tử liên kết với nhau thành những tập hợp gồm một số rất lớn (hàng
tỷ) nguyên tử. Ví dụ: các tinh thể kim loại, tinh thể than chì
1.2.3. Đơn chất và hợp chất.
- Đơn chất là chất hoá học tạo thành từ một nguyên tố hoá học.
Ví dụ: khí ôxi, lưu huỳnh, sắt là những đơn chất.

Một nguyên tố có thể tồn tại dưới dạng một số đơn chất khác nhau gọi là các dạng
thù hình. Ví dụ nguyên tố ôxy có hai dạng thù hình là ôxy (O
2
) và ôzôn (O
3
).
- Hợp chất là chất hoá học tạo thành từ nhiều nguyên tố.
Ví dụ nước (H
2
O) cấu tạo từ hai nguyên tố là ôxy và hyđro.
1.2.4. Ký hiệu hoá học và công thức hoá học.
a. Ký hiệu hoá học là những chữ cái hoặc kết hợp hai chữ cái dùng để biểu diễn một
nguyên tố hoá học. Ví dụ: H, O, C, Na, Zn,
Mỗi ký hiệu hoá học có ý nghĩa: + Chỉ nguyên tố đã cho
+ Chỉ một nguyên tử của nguyên tố đó
+ Chỉ một mol nguyên tử của nguyên tố đó
b. Công thức hoá học là cách dùng ký hiệu hoá học để biểu diễn một chất hoá học.
Ta thường gặp mấy loại công thức hoá học sau:
- Công thức đơn giản hay công thức kinh nghiệm:
+ Cho biết tỷ số đơn giản giữa số nguyên tử của các nguyên tố hoá học.

8
+ Ví dụ: NaCl là công thức kinh nghiệm của natri clorua.
+ Các chất anken đều có công thức đơn giản là CH
2
.
- Công thức phân tử hay công thức nguyên:
+ Cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử một chất.
+ Ví dụ: Cl
2

, O
2
, H
2
O, C
2
H
4
,
- Công thức cấu tạo:
+ Cho biết thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử.
+ Ví dụ: Nước có công thức cấu tạo: H - O - H
Ngoài ra ta còn gặp các loại công thức hoá học khác khi nghiên cứu sâu cấu tạo phân tử.


9
Chương 1:
CÁC KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HOÁ HỌC
( Tiết 2 )
I - Mục tiêu:
Nắm được các nội dung:
- Khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử. Mol và khối lượng mol.
- Phản ứng hoá học.
II - Nội dung:
1.3. Khối lượng nguyên tử - khối lượng phân tử. Mol.
1.3.1. Đơn vị khối lượng nguyên tử.
- Đơn vị: amu (ký hiệu viết tắt của thuật ngữ tiếng Anh: atomic mass unit).
- Theo quy ước quốc tế
1
12

một nguyên tử của đồng vị cacbon có 6 proton và 6 nơtron
(được gọi là C-12) có khối lượng chính xác bằng 12 amu.
- Như vậy một đơn vị khối lượng nguyên tử, tức là 1amu bằng khối lượng nguyên tử C-12.
- Đơn vị khối lượng nguyên tử còn được gọi là dalton (Da).
1.3.2. Khối lượng nguyên tử.
- Khối lượng nguyên tử (hay nguyên tử khối) là khối lượng của nguyên tử biểu diễn qua
đơn vị amu.
Ví dụ: khối lượng nguyên tử hyđro là 1,0079 amu, lấy gần đúng là 1,008 amu, lấy
gần đúng thô hơn là 1,0 amu.
- Số khối (A) của hạt nhân nguyên tử là số nguyên tử bằng hay xấp xỉ bằng khối
lượng nguyên tử đó.
Ví dụ: Số khối của C-12 là 12
Số khối của H là 1
Nguyên tử Cu - 63 có số khối là 63.
Số khối bằng số nucleon có trong hạt nhân.
Trong tự nhiên phần lớn các nguyên tố tồn tại dưới dạng hỗn hợp các đồng vị, vì
vậy khi ta đo khối lượng nguyên tử của nguyên tố ta sẽ chỉ được khối lượng nguyên tử
trung bình của các đồng vị của nguyên tố đó.
Ví dụ: Hai đồng vị có nhiều trong tự nhiên của nguyên tố cacbon là C-12 và C-13.
Đồng vị C-12 có m = 12,00000 amu và chiếm 98,89% số nguyên tử.

10
Đồng vị C-13 có m = 13,00335 chiếm 1,11% số nguyên tử.
 Khối lượng nguyên tử trung bình của nguyên tố cacbon trong tự nhiên là:
(0,9889).(12,00000 amu) + (0,0111).(13,00335 amu) = 12,01 amu.
1.3.3. Khối lượng phân tử.
- Khối lượng phân tử hay phân tử khối là khối lượng của phân tử tính ra amu.
- Khối lượng phân tử bằng tổng khối lượng các nguyên tử tạo thành phân tử đó.
- Ví dụ: khối lượng phân tử nước là tổng khối lượng của 2 nguyên tử hyđro và khối
lượng của 1 nguyên tử ôxi.

2  1,008 amu + 1  16,00 amu = 18,016  18,02 amu.
Nếu không cần độ chính xác cao thì lấy trị số 18,0.
1.3.4. Mol và khối lượng mol.
- Mol - là lượng chất có chứa số đơn vị cấu trúc bằng số Avogadro (N
A
).
Số Avogadro bằng số nguyên tử C-12 có trong 12 gam đồng vị C-12.
Hiện nay người ta chấp nhận trị số của số Avogadro là 6,02214  10
23
.
- Mol - nguyên tử của một nguyên tố (trước đây gọi là nguyên tử gam) là lượng nguyên
tố đó có chứa N
A
nguyên tử.
- Mol - phân tử của một chất là lượng chất đó có chứa N
A
phân tử.
- Mol - ion của một loại ion là lượng ion đó có chứa N
A
ion.
- Mol - electron là lượng electron có chứa N
A
electron.
- Khối lượng mol là khối lượng của 1 mol vật chất tính ra gam.
Ví dụ: Khối lượng mol - nguyên tử của đồng vị C-12 là 12,000 gam. Khối lượng
mol - nguyên tử trung bình của nguyên tố cacbon gặp trong tự nhiên là 12,01 gam.
Khối lượng mol - phân tử của nước 18,02 gam. Khối lượng mol ion của ion
OH
-
là 17,01 gam.

1.4. Phản ứng hoá học.
1.4.1. Phản ứng hoá học và phương trình hoá học.
- Phản ứng hoá học là quá trình biến đổi các chất này thành các chất khác.
Khi đó một số hay toàn bộ mối liên kết hoá học giữa các nguyên tử trong các chất
tham gia phản ứng bị phá vỡ và hình thành những mối liên kết mới giữa các nguyên tử
trong sản phẩm phản ứng.
 Như vậy trong phản ứng hoá học cấu trúc của các chất bị thay đổi nhưng tổng
số nguyên tử của mỗi nguyên tố được bảo toàn, do đó tổng khối lượng các chất tạo thành
sau phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng.

11
- Biến đổi vật lý là quá trình biến đổi trạng thái vật lý của một chất.
Ví dụ: các quá trình nóng chảy, kết tinh, bay hơi, ngưng tụ hoặc quá trình biến
dạng thù hình (than chì biến thành kim cương hoặc photpho đỏ biến thành photpho
trắng ) là các biến đổi vật lý.
Trong biến đổi vật lý, bản chất hoá học của các chất không thay đổi.
- Để biểu diễn các phản ứng hoá học người ta dùng các phương trình hoá học (còn gọi
là phương trình phản ứng).
Phương trình hoá học được viết với các ký hiệu hoá học và công thức hoá học.
Trong phương trình hoá học:
+ Vế bên trái là các chất tham gia phản ứng.
+ Vế bên phải là sản phẩm phản ứng.
+ Số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.
+ Trạng thái vật lý của mỗi chất có ký hiệu riêng: r để chỉ trạng thái rắn,
k - khí, l - lỏng,
aq - trạng thái dung dịch.
Dựa vào phương trình hoá học của phản ứng ta có thể tiến hành các phép tính hợp
thức hay phép tính tỷ lượng
(1)
. Đó là phép tính số mol hay khối lượng của một chất (tham

gia hoặc tạo thành) trong phản ứng từ số mol hay khối lượng các chất khác trong phản
ứng. Trong phép tính hợp thức mỗi công thức hoá học của một chất biểu thị một mol
chất đó. Hệ số của mỗi chất trong phương trình phản ứng được gọi là hệ số hợp thức hay
hệ số tỷ lượng.
Ví dụ: phản ứng nung vôi: CaCO
3
(r)  CaO (r) + CO
2
(k)
Có ý nghĩa: từ 1 mol canxi cacbonat ta thu được 1 mol canxi ôxit và 1 mol khí
CO
2
. Do đó khi ta muốn điều chế được lượng CaO là 1402,00kg (hay 25000 mol CaO) ta
phải dùng hết 25000 mol CaCO
3
tức là 25000 mol  100,09 g.mol
-1
= 2502,25kg CaCO
3

và thải ra một thể tích khí CO
2
ở 25
0
C và 1 atm là
V
2
CO
= 25000 mol  22,4 lit.mol
-1


3
298,15
611,25m
273,15

.
1.4.2. Phân loại các phản ứng hoá học.
Có nhiều cách phân loại các phản ứng hoá học dựa trên những tiêu chuẩn khác
nhau với những mục đích khác nhau. Ở đây chúng ta xem cách phân loại một cách hình

1
Thuật ngữ tiếng Anh là stoichiometry.

12
thức đã thấy ở chương trình hoá học sơ cấp, đó là các loại phản ứng hoá học sau:
- Phản ứng phân tích: + Một chất bị phân tích thành nhiều chất mới
+ Ví dụ: 2Ag
2
O (r)  4Ag (r) + O
2
(k)
MgCO
3
(r)  MgO (r) + CO
2
(k)
- Phản ứng kết hợp: + Hai hay nhiều chất kết hợp lại thành một chất mới
+ Ví dụ: H
2

(k) + Cl
2
(k)  2HCl (k)
CaO (r) + CO
2
(k)  CaCO
3
(r)
- Phản ứng thế: + Nguyên tử (ở dạng đơn chất) của một nguyên tố thay thế cho nguyên
tử của nguyên tố khác trong hợp chất
(1)

+ Ví dụ: Zn (r) + CuSO
4
(aq)  ZnSO
4
(aq) + Cu (r)
8Al (r) + 3Fe
3
O
4
(r)  4Al
2
O
3
(r) + 9Fe (r)
Cl
2
(k) + 2KBr (aq)  2KCl (aq) + Br
2

(aq)
- Phản ứng trao đổi: + Các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau
+ Ví dụ: CaCl
2
(aq) + Na
2
CO
3
(aq)  CaCO
3
(r) + 2NaCl (aq)
2HNO
3
(aq) + Ba(OH)
2
(aq)  Ba(NO
3
)
2
(aq) + 2H
2
O (l)


1
Phản ứng thế trong hoá hữu cơ có thể khác, ví dụ:
C
6
H
6

+ HONO
2
 C
6
H
5
- NO
2
+ H
2
O

13
Chương 1:
CÁC KHÁI NIỆM, ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN CỦA HOÁ HỌC
( Tiết 3 )
I - Mục tiêu:
Nắm được các nội dung:
- Phản ứng ôxy hoá - khử.
- Phân loại các chất vô cơ.
II - Nội dung:
1.4.3. Phản ứng ôxy hoá - khử.
- Phản ứng ôxy hoá - khử là phản ứng trong đó có sự trao đổi electron giữa các nguyên
tử của các chất tham gia phản ứng do đó làm thay đổi số ôxy hoá của các nguyên tử đó.
Ví dụ:
o o 1 1
2 2
2e
Ca (r) Cl (k) CaCl (r)
 

 

Những số ghi phía trên ký hiệu hoá học của mỗi nguyên tử là số oxy hoá của
nguyên tử đó: 0, +1, -1.
- Số ôxy hoá là số chỉ điện tích của nguyên tử trong phân tử.
+ Nếu giả thiết tất cả các mối liên kết có cực đều trở thành ion và cặp electron liên
kết chuyển hoàn toàn về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn. Như vậy các nguyên tử
trong đơn chất đều có số ôxy hoá bằng 0.
+ Để xác định số ôxy hoá của nguyên tử trong hợp chất cần phải so sánh độ âm
điện của nguyên tố có nguyên tử đó với độ âm điện của các nguyên tố khác có nguyên tử
liên kết với nó.
+ Ví dụ: trong phân tử H
2
O
O

= 3,5 >
H

= 2,1

số ôxy hoá của O là -2, của
H là +1. Trong phân tử H
2
SO
4
độ âm điện của H, S, O lần lượt là 2,1; 2,6; 3,5 nên số ôxy
hoá của H, S, O lần lượt là +1, +6, -2.
- Để cân bằng phản ứng ôxy hoá khử phải phải tiến hành từng bước sau:
+Tìm ra những nguyên tử có số oxi hóa thay đổi trong phản ứng.

+ Lập sơ đồ cân bằng số oxi hoá của chất khử và chất ôxy hoá, từ đó xác định hệ
số của chất oxi hoá và chất khử.
+ Tìm hệ số của các chất khác trong phương trình hoá học dựa vào nguyên tắc là
số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong hai vế phương trình phải bằng nhau.
Ví dụ: cho phản ứng oxi hoá - khử sau:

14
FeSO
4
+ K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
 Fe
2
(SO
4
)
3
+ Cr
2
(SO
4
)

3
+
 B1: bổ sung các chất còn thiếu ở vế sau là K
2
SO
4
và H
2
O:
FeSO
4
+ K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
 Fe
2
(SO
4
)
3
+ Cr
2
(SO

4
)
3
+ K
2
SO
4

+ H
2
O
 B2: Xác định các nguyên tử thay đổi số oxi hoá là:
Fe
+2
 Fe
+3
và Cr
+6
 Cr
+3

 B3:Lập sơ đồ cân bằng electron:
3  2Fe
+2
– 2.1e  2Fe
+3

1  2Cr
+6
+2. 3e  2Cr

+3

Ta thấy cần có 6 nguyên tử Fe
+2
và 2 nguyên tử Cr
+6
do đó hệ số của FeSO
4
là 6 và
hệ số của Cr
2
(SO
4
)
3
là 3.
6FeSO
4
+ 2K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4
 3Fe
2

(SO
4
)
3
+ 2Cr
2
(SO
4
)
3
+ K
2
SO
4
+ H
2
O
 B4: Tìm nốt hệ số của những chất còn lại ta được phương trình hoá học đã cân bằng:
6FeSO
4
+ 2K
2
Cr
2
O
7
+ 11H
2
SO
4

 3Fe
2
(SO
4
)
3
+ 2Cr
2
(SO
4
) + 2K
2
SO
4
+ 11H
2
O
1.5. Phân loại các chất vô cơ.
1.5.1. Đơn chất.
- Đơn chất là những chất hoá học chỉ cấu tạo từ một nguyên tố hoá học.
Các đơn chất lại được chia thành các nhóm khác nhau. Người ta thường coi sự
phân loại các đơn chất cũng là sự phân loại các nguyên tố.
a. Kim loại: là những đơn chất có vẻ sáng kim loại (do phản chiếu ánh sáng mạnh)
- Tính chất vật lý: + Kim loại có tính dẻo, dẫn nhiệt tốt, dẫn điện tốt.
+ Ở điều kiện thường (được quy ước là 25
0
C và 1 atm)
+ Trừ Hg ở thể lỏng còn các kim loại khác đều ở thể rắn.
- Tính chất hoá học: kim loại có tính chất đặc trưng là tính khử, tức là nguyên tử kim loại
dễ nhường electron để trở thành ion dương (hay cation).

Ví dụ: Na - e  Na
+

Mg - 2e  Mg
2+

Al - 3e  Al
3+

b. Phi kim: là những đơn chất có tính dẫn điện kém và dẫn nhiệt kém.
- Gồm: hyđro, các halogen (trừ atatin), ôxy, lưu huỳnh, selen, nitơ, phôtpho, cacbon và
các khí trơ.
- Tính chất vật lý: các phi kim khác nhau có tính chất vật lý khác nhau tùy theo từng chất.
- Tính chất hoá học: của các phi kim cũng rất khác nhau.

15
c. Á kim
(1)
: Là những đơn chất có tính chất vật lý trung gian giữa kim loại và phi kim loại.
- Gồm: bo, silic, gecmani, asen, antimon (Sb), Telu, Poloni, Atatin.
1.5.2. Hợp chất.
- Hợp chất là những chất hoá học cấu tạo từ hai nguyên tố trở lên.
Các hợp chất lại được chia thành những nhóm nhỏ hơn.
a. Ôxit: Ôxit là hợp chất của ôxy với một nguyên tố khác.
Các ôxit được chia thành:
- Ôxit bazơ: + Là ôxit có hyđroxit tương ứng là bazơ.
+ Các ôxit bazơ thường là các ôxit kim loại.
Ví dụ: Na
2
O, CaO, Fe

2
O
3
, CuO
+ Ôxit bazơ phản ứng với axit tạo thành muối
Ví dụ: CuO (r) + 2HCl (aq)  CuCl
2
(aq) + H
2
O

(l)
+ Ôxit của các kim loại kiềm, kiềm thổ phản ứng với nước tạo thành bazơ:
Ví dụ: Na
2
O (r) + H
2
O (l)  NaOH (aq)
CaO (r) + H
2
O (l)  Ca(OH)
2
(r)
- Ôxit axit: + Có hyđroxit tương ứng là axit.
Ví dụ: N
2
O
5
, SO
3

, SO
2
, Mn
2
O
7
, CrO
3

+ Hầu hết các ôxit axit phản ứng trực tiếp với nước tạo thành axit.
Ví dụ: SO
3
(l) + H
2
O (l)  H
2
SO
4
(aq)
SO
2
(k) + H
2
O (l) ⇄ H
2
SO
3
(aq)
Mn
2

O
7
(r) + H
2
O (l)  2HMnO
4
(aq)
CrO
3
(r) + H
2
O (l)  H
2
CrO
4
(aq)
2CrO
3
(r) + H
2
O (l)  H
2
Cr
2
O
7
(aq)
- Ôxit lưỡng tính:+Vừa có tính axit, vừa có tính bazơ nhưng hai tính chất này đều thể hiện yếu.
Ví dụ: Al
2

O
3
, ZnO, Cr
2
O
3
.
+ Ôxit lưỡng tính không phản ứng trực tiếp với nước nhưng phản ứng
với axit mạnh và bazơ mạnh tạo thành muối.
Ví dụ: Al
2
O
3
(r) + 6HCl (aq)  2AlCl
3
(aq) + 3H
2
O (l)
Al
2
O
3
(r) + 2NaOH (aq) + 3H
2
O (l)  2Na[Al(OH)
4
] (aq)
ZnO (r) + H
2
SO

4
(aq)  ZnSO
4
(aq) + H
2
O (l)
ZnO (r) + 2KOH (aq) + H
2
O  K
2
[Zn(OH)
4
]

1
Á kim trong tiếng Anh là metalloid, Phi kim là nonmetal

16
- Ôxit không tạo muối: không phản ứng với nước thành axit hoặc bazơ, cũng không có
phản ứng tạo muối với axit hoặc bazơ. Ví dụ: NO, N
2
O.
- Perôxit: + Là ôxit có chuỗi oxi trong phân tử. Ví dụ: Na
2
O
2
, H
2
O
2

có cấu tạo:
Na - O - O - Na ; H - O - O - H
+ Vì chuỗi oxi kém bền nên perôxit kém bền, dễ bị phân huỷ tạo ra oxi và có
tính oxi hoá mạnh:
2H
2
O
2
(aq)  2H
2
O (l) + O
2
(k)
2Na
2
O
2
(r) + 2H
2
O (l)  4NaOH (aq) + O
2
(l)
b. Axit: Axit là những chất có khả năng cho proton (H
+
).
Ví dụ:
2
HCl (aq) NaOH(aq) NaCl (aq) H O (l)
H


  

- Khi hoà tan vào nước axit điện ly ra ion H
+
(aq). Axit mạnh điện ly hoàn toàn, axit yếu
điện ly yếu và thuận nghịch.
Ví dụ: Axit mạnh: HCl (aq)  H
+
(aq) + Cl
-
(aq)
Axit yếu: CH
3
COOH (aq) ⇄ CH
3
COO
-
(aq) + H
+
(aq)
- Axit phản ứng với kim loại, bazơ, ôxit bazơ tạo muối.
Fe (r) + 2HCl (aq)  FeCl
2
(aq) + H
2
(k)
FeO (r) + H
2
SO
4

(aq)  FeSO
4
(aq) + H
2
O (l)
Cu(OH)
2
+ 2HNO
3
(aq)  Cu(NO
3
)
2
(aq) + 2H
2
O (l)
c. Bazơ: Bazơ là những chất có khả năng kết hợp proton (H
+
).
- Những bơzơ thường gặp là các hyđroxit kim loại, amôniac, các amin
Ví dụ: NaOH (aq) + HNO
3
(aq)  NaNO
3
(aq) + H
2
O (l)
NH
3
(aq) + H

2
SO
4
(aq)  (NH
4
)
2
SO
4
(aq)
- Khi tan vào nước, bazơ điện ly ra ion OH
-
(dung dịch kiềm)
Ví dụ: KOH (aq)  K
+
(aq) + OH
-
(aq)
NH
3
(aq) + H
2
O (l) ⇄
4
NH

(aq) + OH
-
(aq)
- Bazơ phản ứng với axit, ôxit axit tạo ra muối

Ví dụ: 2NaOH (aq) + CO
2
(k)  Na
2
CO
3
(aq) + H
2
O (l)
NaOH (aq) + CO
2
(k)  NaHCO
3
(aq)
d. Hyđroxit lưỡng tính: Hyđroxit lưỡng tính là hyđroxit vừa có tính bazơ, vừa có tính
axit nhưng cả hai tính chất đó đều yếu.

17
Ví dụ: Al(OH)
3
, Zn(OH)
2
, Cr(OH)
3
Pb(OH)
2
, Be(OH)
2

- Các hyđroxit lưỡng tính đều ít tan trong nước.

- Hyđroxit lưỡng tính phản ứng trung hoà với axit mạnh và với kiềm mạnh tạo thành muối.
Ví dụ: Al(OH)
3
(r) + KOH (aq)  K[Al(OH)
4
] (aq)
2Al(OH)
3
(r) + 3H
2
SO
4
(aq)  Al
2
(SO
4
)
3
(aq) + 6H
2
O
Zn(OH)
2
(r) + 2NaOH (aq)  Na
2
[Zn(OH)
4
] (aq)
Zn(OH)
2

(r) + 2HNO
3
(aq)  Zn(NO
3
)
2
(aq) + 2H
2
O
e. Muối: Muối là hợp chất ion cấu tạo từ cation gốc bazơ và anion gốc axit tức là cation
khác với H
+
, anion khác với OH
-
hay O
2-
.
- Khi tan trong dung dịch muối điện ly hoàn toàn ion.
Ví dụ: KCl (r)  K
+
(aq) + Cl
-
(aq)
NH
4
NO
3
(r) 
4
NH


(aq) + NO
3
(aq)
- Có thể gặp nhiều loại muối như:
+ Muối trung tính: không còn H
+
của axit hay OH
-
của bazơ trong thành phần muối.
Ví dụ: K
3
PO
4
.
+ Muối axit: còn có H
+
của axit chưa bị thế hết bởi gốc bazơ.
Ví dụ NaH
2
PO
4
, Na
2
HPO
4
.
+ Muối bazơ: còn có OH
-
của bazơ chưa bị thế hết bởi gốc axit.

Ví dụ: Mg(OH)SO
4
, Fe(OH)
2
Cl.
+ Muối hỗn hợp có nhiều gốc axit khác nhau. Ví dụ: clorua vôi Cl - Ca – O - Cl.
+ Muối kép có nhiều loại cation gốc bazơ khác nhau trong thành phần.
Ví dụ: phèn chua KAl(SO
4
)
2
.12H
2
O.
- Muối có thể tham gia nhiều loại phản ứng khác nhau như phản ứng trao đổi trong dung
dịch với axit, bazơ, các muối khác, phản ứng phân huỷ (khi nung nóng), phản ứng ôxy
hoá - khử với nhiều chất khác nhau.

18
Chương 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
( Tit 1 )

 Khái niệm nguyên tử (atom - không thể phân chia) đã được các nhà triết học cổ
Hy Lạp đưa ra cách đây hơn hai nghìn năm. Tuy nhiên mãi đến thế kỉ 19 mới xuất hiện
những giả thuyết về nguyên tử và phân tử.
 Năm 1861 thuyết nguyên tử, phân tử chính thức được thừa nhận tại Hội nghị hoá
học thế giới họp ở Thuỵ Sĩ.
 Chỉ đến cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20 với những thành tựu của vật lí, các
thành phần cấu tạo nên nguyên tử lần lượt được phát hiện.
I - Mục tiêu:

Nắm được các nội dung:
- Thành phần và cấu tạo nguyên tử.
- Những mẫu nguyên tử cổ điển.
II - Nội dung:
2.1. Thành phần cấu tạo của nguyên tử.
Về mặt vật lí, nguyên tử không phải là hạt nhỏ nhất mà có cấu tạo phức tạp, gồm ít
nhất là hạt nhân và các electron. Trong hạt nhân nguyên tử có hai hạt cơ bản: proton và
nơtron được gọi chung là Nucleon.
Hạt Khối lượng (g) Điện tích (culong)
Electron (e) 9,1 . 10
-28
-1,6 . 10
-19
proton (p) 1,673 . 10
-24
+1,6 . 10
-19
nơtron (n) 1,675 .10
-24
0
- m
e
 1/1840 m
p
.
- Điện tích của e là điện tích nhỏ nhất và được lấy làm đơn vị điện tích, ta nói
electron mang điện tích -1, còn proton mang điện tích dương +1.
- Điện tích hạt nhân là +Z bằng số Proton có trong hạt nhân và bằng số electron
của nguyên tử vì nguyên tử trung hoà điện.
- Tổng số nucleon trong hạt nhân được gọi là số khối của hạt nhân(A) có trị số xấp

xỉ bằng khối lượng nguyên tử: A = Z + N (N là số notron)
- Người ta ký hiệu cấu trúc để biểu diễn thành phần hạt nhân
Ví dụ: Al
13
27
trong đó A = 27 ; Z = 13;

19
- Hiện tượng đồng vị: Những hạt nhân nguyên tử của cùng một nguyên tố có Z
giống nhau (có cùng số Proton), nhưng có khối lượng A khác nhau (do số N khác nhau)
được gọi là các đồng vị của một nguyên tố.
Các đồng vị có tính chất hoá học giống nhau vì có cùng số proton.
Ví dụ: O
8
18
; O
8
17
; O
8
16
; Cl
17
35
; Cl
17
37
; H
1
1

; D
1
2
; T
1
3
;
Nhờ hiểu được tính chất này nên ngày nay người ta đã tạo ra được nhiều đồng vị
phóng xạ của nhiều nguyên tố. Được ứng dụng trong khoa học và kỹ thuật.
Ví dụ: Xác định nguyên tử O được tách ra trong phản ứng este hoá là của nhóm -OH
rượu hay của nhóm -OH axit. Người ta đã dùng O
18
đưa vào -OH của rượu hoặc của axit
sau đó xác định bằng máy đo O của nước tạo ra sẽ xác định được liên kết O-H nào được
tách ra. RCO-O-R + H-O
18
-H

RCOOH + R-O
18
-H
 RCO-O
18
-H + ROH
- Trong bảng tuần hoàn, số thứ tự của các nguyên tố chính là số điện tích hạt nhân
hay số proton trong hạt nhân nguyên tử của nguyên tố đó.
2.2. Những mẫu nguyên tử cổ điển.
2.2.1. Mẫu Rơzơfo (Anh) 1911.
Từ thực nghiệm Rơzơfo đã đưa ra mẫu nguyên tử hành tinh như sau:
- Nguyên tử gồm một hạt nhân ở giữa và các electron quay xung quanh giống như

các hành tinh quay xung quanh mặt trời (hình 1).
- Hạt nhân mang điện tích dương có kích thước rất nhỏ so với kích thước của
nguyên tử nhưng lại chiếm hầu như toàn bộ khối lượng của nguyên tử.
Mẫu Rơzơfo cho phép hình dung một cách đơn giản cấu tạo nguyên tử. Tuy nhiên
không giải thích được sự tồn tại của nguyên tử cũng như hiện tượng quang phổ vạch của
nguyên tử.




Hình 1 Hình 2
2.2.2. Mẫu Bohr (Đan Mạch), 1913.
Dựa theo thuyết lượng tử của Plăng và những định luật của vật lí cổ điển, Bohr đã
đưa ra hai định đề:

M
L
K
r
2
r
3

20
- Trong nguyên tử, electron quay trên những quỹ đạo tròn xác định (hình 2). Bán
kính các quỹ đạo được tính theo công thức:
r
n
= n
2

. 0,53 . 10
-8
cm = n
2
. 0,53
o
A (1) n là các số tự nhiên 1, 2, 3, , n
Như vậy các quỹ đạo thứ nhất, thứ hai lần lượt có các bán kính như sau:
r
1
= 1
2
. 0,53
o
A = 0,53
o
A
r
2
= 2
2
. 0,53
o
A = 4. 0,53
o
A = 4r
1

- Trên mỗi quỹ đạo, electron có một năng lượng xác định, được tính theo công thức:
n

2
1
E 13,6eV
n
  (2)
Khi quay trên quỹ đạo, năng lượng của electron được bảo toàn. Nó chỉ phát huy
thu năng lượng khi bị chuyển từ một quỹ đạo này sang một quỹ đạo khác. Điều đó giải
thích tại sao lại thu được quang phổ vạch khi kích thích nguyên tử.
 Ưu điểm của thuyết Bohr: Đã định lượng được các quỹ đạo và năng lượng của
electron trong nguyên tử đồng thời giải thích được hiện tượng quang phổ vạch của
nguyên tử hidro là nguyên tử đơn giản nhất (chỉ có một electron).
 Nhược điểm: Không giải thích được quang phổ của các nguyên tử phức tạp.
Điều đó cho thấy rằng đối với những hạt hay hệ hạt vi mô như electron, nguyên tử
thì không thể áp dụng những định luật của cơ học cổ điển. Các hệ này có những đặc tính
khác với hệ vĩ mô và phải được nghiên cứu bằng phương pháp mới được gọi là cơ học
lượng tử.


21
Chương 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
( Tiết 2 )
I - Mục tiêu:
Nắm được các nội dung:
- Đặc tính của hạt vi mô và những tiên đề của cơ học lượng tử.
- Khái niệm cơ bản về cơ học lượng tử.
- Khái niệm hàm sóng.
II - Nội dung:
2.3. Đặc tính của hạt vi mô và những tiền đề của cơ học lượng tử.
2.3.1. Bản chất sóng của hạt vi mô (electron, nguyên tử, phân tử ).
Năm 1924, Đơ Brơi (Pháp) trên cơ sở thuyết sóng - hạt của ánh sáng đã đề ra

thuyết sóng - hạt của vật chất:
Mọi hạt vật chất chuyển động đều liên kết với một sóng gọi là sóng vật chất hay
sóng liên kết, có bước sóng

tính theo hệ thức:

h
mv
  (3) Trong đó: h: hằng số Planck = 6,62617.10
-34
J.s
m: khối lượng của hạt, kg.
v: tốc độ chuyển động của hạt, m/s
- Đối với hạt vĩ mô: m khá lớn (h = const)


khá nhỏ

tính chất sóng có thể bỏ qua.
- Đối với hạt vi mô: m nhỏ (h = const)



khá lớn

không thể bỏ qua tính chất sóng.
- Năm 1924, người ta đã xác định được khối lượng của electron, nghĩa là thừa nhận
electron có bản chất hạt.
Ví dụ: Một hạt có khối lượng m = 0,3 kg, vận tốc chuyển động V = 30m/s thì


của hạt là?
Giải: Áp dụng hệ thức Louis De Broglie:
m
mv
h
34
34
10.736,0
30.3,0
10.63,6





Như vậy: Electron vừa có bản chất sóng vừa có bản chất hạt.
- Năm 1927, Davison và Gecme đã thực nghiệm cho thấy hiện tượng nhiễu xạ chùm
electron. Điều đó chứng tỏ bản chất sóng của electron.
Như vậy: Electron vừa có bản chất sóng vừa có bản chất hạt.
2.3.2. Nguyên lí bất định (Haixenbec - Đức), 1927.
Đối với hạt vi mô không thể xác định chính xác đồng thời cả vận tốc và toạ độ do
đó không thể vẽ hoàn toàn chính xác quỹ đạo chuyển động của hạt.

22

h
x . v
2 m
  


(4)
Trong đó: x: độ bất định về vị trí. v: độ bất định về tốc độ
m: khối lượng hạt. h : hằng số Planck
Theo hệ thức này thì việc xác định vị trí càng chính xác bao nhiêu thì xác định tốc
độ càng kém chính xác bấy nhiêu.
Từ đây rút ra một kết luận quan trọng là: Không thể dùng cơ học cổ điển (cơ học
Newton) để mô tả một cách chính xác quỹ đạo chuyển động của hạt vi mô như thuyết
của Bohr mà phải sử dụng một môn khoa học mới gọi là: Cơ học lượng tử.
2.4. Khái niệm cơ bản về cơ học lượng tử.
Cơ học lượng tử là một ngành cơ học lý thuyết. Cũng như mọi ngành khoa học lý
thuyết khác, nó được xây dựng trên một hệ tiên đề cơ sở. Sau đây ta chỉ đề cập đến một
số khái niệm cơ sở của cơ học lượng tử và tìm hiểu các khái niệm này dưới dạng đơn
giản nhất.
2.4.1. Hàm sóng.
Trạng thái của một hệ vĩ mô sẽ hoàn toàn được xác định nếu biết quỹ đạo và tốc
độ chuyển động của nó. Trong khi đó đối với những hệ vi mô như electron, do bản chất
sóng - hạt và nguyên lí bất định, không thể vẽ được các quỹ đạo chuyển động của chúng
trong nguyên tử.
Thay cho các quỹ đạo, cơ học lượng tử mô tả mỗi trạng thái của electron trong nguyên
tử bằng một hàm số gọi là hàm song.
* Hàm sóng là hàm số mô tả trạng thái electron trong nguyên tử.
- Ký hiệu là  (pơxi).
Giả sử ở một trạng thái năng lượng xác định E nào đó của nguyên tử, electron
truyền đi theo sóng có độ dài sóng cho bởi hệ thức Dơbrơi, hàm sóng  (pơxi) mô tả trạng
thái chuyển động của electron tại vị trí (x,y,z) nào đó ở một thời điểm nào đó được biểu diễn
bằng tích 2 thừa số. Thừa số thứ nhất là hàm số của riêng tọa độ không gian, thừa số thứ 2 là
hàm số của thời gian:

(x,y,z,t)
= 

(x,y,z)
. f(t).
Trong trường hợp t không đổi thì

không phụ thuộc vào thời gian, được gọi là trạng
thái dừng của electron. Khi đó

chỉ phụ thuộc vào 3 biến x, y, z.
* Tính chất của hàm sóng:

23
- Có thể là âm, dương hay là một hàm phức.
-
2

biểu thị xác suất có mặt của electron tại một điểm nhất định trong vùng
không gian quanh hạt nhân nguyên tử.
2.4.2.Phương trình Schrodinger:
Để tìm ra hàm sóng ta phải giải phương trình sóng, còn gọi là phương trình
Schrodinger. Đó là phương trình vi phân của hàm sóng

đối với hạt vi mô (electron) chuyển
động trong trường thế V:

EH 

hay
2
2
( ).

8
h
V E
m


     (5)
Trong đó: +
2 2 2
2 2 2
x y z
     
   
  
là Toán tử Laplace là tổng các đạo hàm riêng bậc 2
của

theo x, y, z.
+ V là thế năng của hạt.
+ E là năng lượng toàn phần của hạt.
+ H là toán tử Hamilton.
Phương trình Schroedinger được xem như nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử để xét
cấu trúc vỏ electron của nguyên tử.
Vì: Giải phương trình sóng  tìm được E,

 từ đó biết được chuyển động của e.


24
Chương 2: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

( Tiết 3 )
I - Mục tiêu:
Nắm được các nội dung:
- Ý nghĩa của các số lượng tử n, m, l, s.
- Orbital nguyên tử và hình dạng các Orbital nguyên tử.
II - Nội dung:
Ý nghĩa vật lý bình phương của hàm sóng 
2
:

2
biểu thị xác suất có mặt của electron tại một điểm nhất định trong vùng không
gian quanh hạt nhân nguyên tử.
Hàm sóng  nhận được khi giải phương trình sóng đối với nguyên tử.
Khi giải phương trình tổng quát cho loại nguyên tử một electron kiểu hydrô, người
ta thấy mỗi nghiệm số phải được đặc trưng bằng 4 con số ký hiệu là n, l, m
l
, m
s
gọi là các
số lượng tử.
Ý nghĩa của các số lượng tử:
a. Số lượng tử chính (n):
+ n nhận các giá trị 1,2,3……+∞
+ n quy định năng lượng E
n
của electron của nguyên tử:
2 4
2 2 2
1

.
8
n
o
mZ e
E
n h

 
Trong đó: n là số lượng tử chính. m là khối lượng electron.
Z là số thứ tự của nguyên tố.

là hằng số điện môi chân không.
Đối với nguyên tử H có Z=1 ta có:
2 4
2 2 2
1
.
8
n
o
mZ e
E
n h

  biểu diễn bằng eV ta có E
n

= -13,6/n
2

(eV).
Ta có các nhận xét sau:
- n là những số nguyên, nên năng lượng của electron nguyên tử chỉ có thể nhận các giá trị
gián đoạn.
- Ứng với mỗi giá trị n ta có một mức năng lượng tương ứng.
- Khi n càng lớn thì giá trị E
n
càng lớn và hiệu hai mức năng lượng càng nhỏ.
- Người ta kí hiệu: Lớp n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 …
Mức E
n
= K, L, M, N, O, P, Q…
Bình thường electron ở trạng thái có mức E thấp, khi đó nguyên tử ở trạng thái cơ
bản. Khi cung cấp năng lượng cho electron, chuyển lên mức năng lượng cao hơn E
’’
khi

25
đó nguyên tử ở trạng thái kích thích chỉ tồn tại trong thời gian rất ngắn (phần ngàn giây)
sau đó electron lại chuyển về trạng thái cơ bản.
b. Số lượng tử phụ l:
+ l nhận các giá trị: 0,1,2,3…n-1.
+ Số lượng tử l đặc trưng cho mô men động lượng cuả electron còn gọi là momen
động lượng obitan, được tính bằng công thức: M =

P . r = m v r
Dấu  biểu diễn bằng phép lập tích có hướng của hai véc tơ là

P và

r


M là đại lượng vec tơ nên xác định nó ta phải xác định cả 3 thành phần độ lớn,
phương, chiều của nó. Hoặc xác định các thành phần hình chiếu M (M
x
, M
y
,M
z
).
Tuy nhiên cơ học lượng tử cho thấy đối với electron chuyển động trong nguyên tử
không thể xác định được đầy đủ cả 3 thành phần đặc trưng của M mà chỉ có thể xác
định được 2 trong 3 thành phần đó. Người ta xác định độ lớn M và một hình chiếu M
z.
+ Số lượng tử phụ l còn đặc trưng cho hình dạng đám mây electron: l = 0 ứng với
đám mây s có dạng hình cầu; l =1 đám mây p có dạng hình quả tạ đôi; l =2 đám mây d có
dạng hình hoa thị.
c. Số lượng tử từ m
l

+ nhận các giá trị - l đến + l kể cả giá trị 0
+ m
l
đặc trưng cho hướng bắt gặp electron lớn nhất trong không gian; đặc trưng
cho hình chiếu mô men động lượng của M trên trục z.
d. Số lượng tử spin m
s
.
+ Nhận các giá trị +1/2 và -1/2

+ Đặc trưng cho mô men động lượng riêng của electron (còn gọi là momen động
lượng nội tại hay mô men động lượng spin).
Qua giá trị của m
s
cho thấy trong một obitan chỉ tồn tại 2 electron có spin trái dấu nhau.
Tóm lại:
- n Số lượng tử chính: + Đặc trưng cho số lớp e hay số lớp Obt của nguyên tử.
+ Đặc trưng cho mức năng lượng của nguyên tử
+ Nhận các giá trị nguyên, dương từ 1, 2, 3…+ 
- l Số lượng tử phụ: + Đặc trưng cho phân lớp ehay phân lớp Obt của nguyên tử.
+ Nó đặc trưng cho phân mức năng lượng của nguyên tử.
+ Nhận n giá trị 0, 1, 2, 3….(n-1)