Hóa học - Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn

 NTV.., 
1 
−19 
A 
CẤU TẠO NGUYÊN TỬ VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN 
A. CẤU TẠO NGUYÊN TỬ 
- Nguyên tử được cấu thành từ vỏ nguyên tử và hạt nhân: 
+ Vỏ nguyên tử: gồm các electron (e): { 
qe = −1,609.10 C = 1 − 
+ Hạt nhân nguyên tử: 
proton (p): { 
me = 9,1094.10
−31kg = 0,00055u 
qp = 1,609. 10
−19C = 1 + 
mp = 1,6728.10
−27kg = 1u 
qn = 0 
nơtron (n): { 
{ mn = 1,6748. 10
−27kg = 1u 
- Hầu hết các nguyên tử đều có: Z proton, N nơtron và E electron. (trừ 1H không có nơtron). 
- số proton = số electron (Z = E)( Z là số hiệu nguyên tử) 
- Với nguyên tử bền: Z  N  1,5Z (các nguyên tử có Z > 82 thì không bền là những chất phóng xạ). 
- Với nguyên tử ở chu kỳ nhỏ: Z  N  4Z/3 
- Số khối: A = Z + N. 
- Cách kí hiệu nguyên tử X: ZX. 
1. Cấu hình electron 
* Cách viết cấu hình e của nguyên tử: 
- Bước 1: Phân bố e theo mức năng lượng từ thấp đến cao: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s... số e tối đa của phân lớp s là 2, p 
là 6, d là 10 
- Bước 2: Sắp xếp lại thứ tự các phân lớp theo đúng trật tự của lớp (tăng dần số thứ tự). 
Chú ý: 
- Nếu cấu hình e sát ngoài cùng của nguyên tố có dạng: 
+ ns2(n - 1)d4  (n - 1)d5ns1 ; ns2(n - 1)d9  (n - 1)d10ns1 
Một số nguyên tố có cấu hình e đặc biệt: 46Pd[Xe]4d105s0 and 78Pt [Xe]4f145d96s1 
2. Quan hệ giữa cấu hình e và tính chất của nguyên tố 
- Nguyên tử có 1, 2, 3 e ở lớp ngoài cùng  là nguyên tố kim loại (trừ H, He). 
- Nguyên tử có 5, 6, 7 e ở lớp ngoài cùng  thường là nguyên tố phi kim. 
- Nguyên tử có 8e ở lớp ngoài cùng  là nguyên tố khí hiếm (cả trường hợp He có 2e). 
Nguyên tử có 4e ở lớp ngoài cùng là phi kim nếu nguyên tử chỉ có 2 đến 3 lớp e và là kim loại nếu nguyên tử có 4 lớp e 
trở lên 
 NTV.., 
2 
B. BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC 
1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn 
- Theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần (số thứ tự của ô nguyên tố bằng số đơn vị điện 
tích hạt nhân Z). 
- Các nguyên tố có cùng số lớp e được xếp vào cùng một hàng được gọi là chu kì 
(số thứ tự của chu kì bằng số lớp e). 
- Các nguyên tố có cùng số e lớp ngoài cùng được xếp thành một cột (nhóm A). 
- Các nguyên tố mà phân lớp e có năng lượng cao nhất giống nhau được xếp 
thành khối (họ): họ s, họ p....(họ s và họ p thuộc nhóm A, họ d thuộc nhóm B). 
2. Mối quan hệ giữa 2 nguyên tố trong bảng tuần hoàn 
- Nếu 2 nguyên tố A và B ở cùng 1 chu kì và ở 2 nhóm A liên tiếp thì: 
|ZA - ZB| = 1 nếu nguyên tố thuộc chu kì nhỏ 
|ZA - ZB| = 11 nếu nguyên tố thuộc chu kì lớn và ở nhóm IIA và IIIA 
- Nếu 2 nguyên tố thuộc cùng một nhóm A và ở 2 chu kì liên tiếp thì: 
|ZA - ZB| = 8 nếu nguyên tố thuộc chu kì nhỏ 
|ZA - ZB| = 18 nếu có nguyên tố thuộc chu kì lớn 
- Nếu 2 nguyên tố thuộc 2 chu kì liên tiếp và ở 2 nhóm A liên tiếp thì: 
|ZA - ZB| = 7 (9 hoặc 17, 19). 
1. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố nhóm nA trong bảng tuần hoàn 
Tính chất Sự biến đổi theo chu kì Sự biến đổi theo nhóm 
Bán kính nguyên tử (R)  
Độ âm điện ()  
Tính kim loại  
Tính phi kim  
Tính bazơ của oxit và hidroxit  
Tính axit của oxit và hidroxit  
Số e lớp ngoài cùng  Bằng số thứ tự nhóm A 
Hoá trị trong oxit cao nhất  Không đổi = n 
Hoá trị trong hợp chất khí với H  Không đổi = 8 – n (n > 3) 
Chú ý: Khi cần phải so sánh tính chất của các nguyên tố không cùng hàng và 
cùng cột thì phải chọn nguyên tố trung gian rồi đưa về cùng hàng, cột để so sánh 
hoặc loại trừ. 
LIÊN KẾT HOÁ HỌC 
- Liên kết hóa học thường gặp gồm: liên kết ion, liên kết cộng hóa trị và liên kết kim loại. 
1. Liên kết ion ; là liên kết được hình thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang 
 NTV.., 
3 
điện tích trái dấu. 
2. Liên kết cộng hóa trị 
- Là liên kết được hình thành giữa 2 nguyên tử bằng 1 hay nhiều cặp e dùng chung. 
- Tính chất chung của các chất có liên kết cộng hóa trị: có thể là chất rắn, chất lỏng 
hoặc chất khí. Các chất có cực tan nhiều trong các dung môi có cực. Phần lớn các 
chất không cực tan nhiều trong các dung môi không cực. Chất chỉ có liên kết cộng 
hóa trị không dẫn điện ở mọi trạng thái. 
3. Liên kết kim loại 
- Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại 
trong mạng tinh thể do sự tham gia của các e tự do. 
- Trong tinh thể kim loại có các e tự do, di chuyển được trong mạng nên tinh thể 
kim loại có tính chất: có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt và có tính dẻo. 
II. XÁC ĐỊNH LOẠI LIÊN KẾT 
1. Định tính 
- Liên kết giữa nguyên tử kim loại và nguyên tử phi kim là liên kết ion. 
- Liên kết giữa 2 nguyên tử phi kim khác nhau là liên kết cộng hóa trị có cực. 
- Liên kết giữa hai nguyên tử phi kim của cùng một nguyên tố là liên kết cộng hóa trị không 
cực. 
2. Định lượng 
Dựa vào hiệu số độ âm điện của 2 nguyên tử tham gia liên kết: A - B với 
A > B 
- Nếu A - B < 0,4  liên kết cộng hóa trị không cực. 
- Nếu 0,4 ≤ A - B < 1,7  liên kết cộng hóa trị có cực. 
- Nếu A - B  1,7  liên kết ion. 
PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ 
I. CÁC KHÁI NIỆM 
1. Chất khử 
- Khái niệm: là chất có khả năng nhường e (cho e). 
2. Chất oxi hoá 
- Khái niệm: là chất có khả năng nhận e (thu e). 
II. PHẢN ỨNG OXI HOÁ – KHỬ 
1. Phân loại phản ứng oxi hóa - khử 
- Trong phản ứng oxi hóa - khử thông thường, chất khử và chất oxi 
hóa ở 2 phân tử chất khác nhau: C + 4HNO3 đặc  CO2 + 
4NO2 + 2H2O 
Cu + 2H2SO4 đặc  CuSO4 + SO2 + 2H2O 
- Trong phản ứng oxi hóa - khử nội phân tử, chất khử và chất oxi hóa thuộc cùng 
1 phân tử nhưng ở 2 nguyên tử khác nhau (thường gặp là phản ứng nhiệt phân): 
 NTV.., 
4 
AgNO3  Ag + NO2 + O2 
Cu(NO3)2  CuO + NO2 + O2 
- Trong phản ứng tự oxi hóa - khử, chất khử 
đồng thời cũng là chất oxi hóa: 
Cl2 + 2NaOH  NaCl + 
NaClO + H2O 
2NO2 + 2NaOH  NaNO2 + NaNO3 + H2O 
4KClO3  3KClO4 + KCl 
LÝ THUYẾT VỀ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC 
I. TỐC ĐỘ PHẢN ỨNG HOÁ HỌC 
- Các biểu thức tính tốc độ của phản ứng: 
+ Tính tốc độ trung bình trong một khoảng thời gian: 
∆C 
v = 
∆t 
Trong đó: C: độ biến thiên nồng độ của chất tham gia 
t: khoảng thời gian xảy ra sự biến thiên nồng độ. 
+ Tốc độ phản ứng tức thời: 
Xét phản ứng: xA + yB → sản phẩm 
v = k.[A]x.[B]y 
1. Các yếu tố có ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng 
a. Nhiệt độ, nồng độ các chất tham gia phản ứng, áp xuất, diện tích tiếp xúc, xúc tác 
II. PHẢN ỨNG THUẬN NGHỊCH VÀ CÂN BẰNG HOÁ HỌC 
1. Một số khái niệm 
- Cân bằng hoá học là trạng thái của hệ phản ứng thuận nghịch mà ở đó tốc độ 
phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. Cân bằng hoá học là cân bằng động 
- Biểu thức tính hằng số cân bằng của phản ứng thuận nghịch: nA + mB  pC + qD là: 
[C]p.[D]q 
K = 
[A]n.[B]m 
Chú ý: hằng số tốc độ của phản ứng cũng như hằng số cân bằng của phản ứng 
thuận nghịch chỉ phụ thuộc vào yếu tố nhiệt độ. 
2. Sự chuyển dịch cân bằng hoá học 
a. Nhiệt độ 
- Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng hoá học chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (có 
H > 0). 
- Khi giảm nhiệt độ thì cân bằng hoá học sẽ chuyển dịch theo chiều của phản ứng toả 
nhiệt (có H < 0).