CHƯƠNG 1: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ - ĐỊNH LuẬT TuẦN HOÀN BỘ MÔN HÓA GV: ThS. NGUYỄN THỊ TUYẾT TRINH 1 MỤC TIÊU HỌC TẬP 1/ Phân tích được những ưu điểm và nhược điểm của mẫu nguyên tử cổ điển. 2/ Trình bày những luận điểm cơ bản của thuyết cơ học lượng tử trong nguyên tử. 3/Mô tả các đặc trưng của vân đạo nguyên tử. 4/ Vận dụng quy luật phân bố electron để biểu diễn cấu hình điện tử . 5/ Mô tả cấu trúc bảng hệ thống tuần hoàn và quy luật biến thiên của các nguyên tố. 2 MỤC LỤC 1/ Thuyết nguyên tử về vật chất 2/Mô hình nguyên tử của Thomson 3/ Thí nghiệm của Rutherford 4/ Mẫu nguyên tử của Borh 5/ Những tiền đề về cơ học lượng tử 6/ Ý nghĩa các số lượng tử 7/ Các quy luật phân bố điện tử 8/ Bảng hệ thống tuần hoàn. 3 4THUYEÁT NGUYEÂN TÖÛ VEÀ VAÄT CHAÁT John Dalton: – Caùc nguyeân toá caáu taïo töø caùc nguyeân töû. – Nguyeân töû cuûa moät nguyeân toá hoaøn toaøn gioáng nhau. – Nguyeân töû khoâng bò thay ñoåi trong caùc phaûn öùng hoaù hoïc – Hôïp chaát hình thaønh khi caùc nguyeân töû khaùc nhau keát hôïp vôùi nhau. Nhöõng baùc hoïc coå Hy laïp cho raèng caùc hôïp chaát caáu taïo töø caùc ñôn chaát. Cuoái theá kyû 19 ngöôøi ta khaùm phaù ra nguyeân töû bao goàm caùc haït mang ñieän tích. 5 61897: Thomson vôùi thí nghieäm “tia aâm cöïc” phaùt hieän ra electron mang ñieän tích aâm 7Tia aâm cöïc vaø Electron - Aùp ñieän theá cao leân 2 ñieän cöïc cuûa oáng catoâd. - Ñieän theá cao taùch caùc haït aâm ra khoûi aâm cöïc. - Ñieän tích aâm chuyeån ñoäng veà ñieän cöïc döông anod (tia aâm cöïc). - Haït mang ñieän tích aâm ñöôïc goïi laø electrone. - Coù theå thay ñoåi ñöôøng ñi cuûa tia aâm cöïc baèng töø tröôøng. - Tia âm cực lệch hướng đi về cực dương. 8SÖÏ TAÙCH CAÙC TIA PHOÙNG XAÏ - Tia β leäch nhieàu chöùng toû haït mang ñieän tích aâm coù khoái löôïng nhoû. Ñoù chính laø doøng electron. - Tia γ goàm nhöõng haït khoâng tích ñieän. - Tia α leäch ít, chöùng toû khoái löôïng cuûa caùc haït mang ñieän tích döông raát lôùn. - Nguyeân töû goàm caùc haït khoâng mang ñieän tích, haït döông vaø haït aâm. 9Moâ hình Thomson - Nguyeân töû nhö quaû caàu roãng. - Ñieän tích döông phaân boá treân maët caàu. - Ñieän töû chuyeån ñoäng phía trong. 10 1911: Rutherford duøng tia α baén qua laù vaøng daùt moûng söï coù maët cuûa haït nhaân mang ñieän döông 11 Thí nghieäm cuûa Rutherford (1908) 12 Keát quaû thöïc nghieäm 13 Giaûi thích keát quaû thöïc nghieäm + - Phaàn lôùn theå tích trong nguyeân töû laø khoaûng troáng - Haït nhaân coù kích thöôùc nhoû (caáu truùc chaéc ñaëc) naèm ôû giöõa - Caùc haït alpha seõ bò leäch höôùng khi tieáp caän gaàn haït nhaân - Mô hình Thomson không đúng 14 + 15 Moâ hình caáu taïo nguyeân töû cuûa Rutherford - Nguyeân töû hình caàu. - Ñieän tích döông taäp trung ôû taâm. - Ñieän tích aâm phaân taùn xung quanh ñieän tích döông. 16 Caùch nhìn môùi veà caáu taïo nguyeân töû Nguyeân töû goàm caùc haït mang ñieän tích döông, ñieän tích aâm, vaø trung hoaø (proton , electron , vaø neutron ). Proton vaø neutron naèm ôû haït nhaân nguyeân töû vaø coù theå tích raát nhoû (r = 10 -14 m). Phaàn lôùn khoái löôïng cuûa nguyeân töû taäp trung ôû haït nhaân. 17 Nucleus: Protons va Notrons Electron cloud 1. Cấu Tạo Nguyên Tử: 18 Đường kính nguyên tử cỡ 1 Å Đường kính hạt nhân cỡ 10-4 Å Khối lượng mỗi electron bằng 9,109 x 10-31 kg. Điện tích electron bằng -1,60218 x 10-19 coulomb. Proton có khối lượng 1,672623 x 10-27 kg (1,007825 đvklnt), mang điện tích +1. Notron có khối lượng 1,67482 x 10-27 kg (1,008665 đvklnt), trung hoà điện. e01 p11 n10 19 Kí hieäu nguyeân töû A: Soá khoái Z: ñieän tích haït nhaân Soá khoái A : A = Z + N. - Khoái löôïng cuûa electron raát nhoû neân M A * Nguyeân töû trung hoaø ñieän tích ñieän tích (+) = ñieän tích( -) P = e = Z (ñieän tích haït nhaân) XAZ 20 Yù nghóa cuûa Z : ñieän tích haït nhaân - Xaùc ñònh vò trí cuûa nguyeân toá trong baûng HTTH - Xaùc ñònh thuoäc tính cuûa nguyeân toá (kim loaïi, phi kim) 21 Ñoàng vò - Ñoàng vò laø nhöõng daïng nguyeân töû khaùc nhau cuûa cuøng moät nguyeân toá maø haït nguyeân töû cuûa chuùng tuy coù cuøng soá proton nhöng khaùc soá nôtron ( do ñoù khaùc soá khoái). - Khoái löôïng nguyeân töû thöôøng laø ñaïi löôïng trung bình cuûa caùc ñoàng vò. Ví duï: Nguyeân toá Cu coù 2 ñoàng vò beàn: Ñoàng vò Khoái löôïng nguyeân töû Haøm löôïng 63 Cu 62,93u 69,09% 65 Cu 64,9278u 30,91% 22 Proti 1 1 H 99,985% . Deuteri 1 2 H 0,015%. Triti 1 3 H nhan tao. Clor 35 17 35 Cl 75,57%. Clor 37 17 37 Cl 24,43%. Carbon 12 6 12 C 98,90%. Carbon 13 6 13 C 1,10%. Carbon 14 6 14 C. Oxy 16 8 16 O 99,76%. Oxy 17 8 17 O. Oxy 18 8 18 O. Hầu hết các nguyên tố hoá học là hỗn hợp các đồng vị. Khối lượng nguyên tử sẽ là khối lượng trung bình của các đồng vị 23 Ñoàng khoái : Giöõa caùc ñoàng vò cuûa nhieàu nguyeân toá khaùc nhau, coù theå tìm thaáy tröôøng hôïp chuùng coù ñieän tích haït nhaân khaùc nhau nhöng coù cuøng soá khoái ví duï : 18 40 Ar 19 40 K 20 40 Ca 24 ĐỘ BỀN CỦA HẠT NHÂN - Các proton cùng dấu và ở rất gần nhau do đó lực đẩy giữa chúng rất mạnh. - Giữa các hạt P, giữa các hạt P với N, giữa các hạt N còn tồn tại một loại lực hút – khoảng cách ngắn. - Nếu lực đẩy lớn hơn lực hút, hạt nhân sẽ không bền và phân rã, đồng thời phát các bức xạ. - Nếu lực hút trội hơn, hạt nhân sẽ bền vững 25 • Yếu tố chính để xác định hạt nhân nguyên tử có bền hay không là tỉ số: N/P - Z = 2 đến 82 có các đồng vị bền: 1 ≤ N/P ≤ 1,524 - Những hạt nhân nguyên có chứa 2,8,20, 50,82, 126 proton hay nơtron thường bền hơn. - Hạt nhân nguyên tử có một số chẳn cả P hay N thường bền hơn - Kể từ Poloni (Z = 84) trở đi các nguyên tố đều có tính phóng xạ. 26 2. Caáu taïo voû electron Moâ hình nguyeân töû do Rutherford ñeà nghò: - Nguyeân töû goàm: + Moät haït nhaân tích ñieän döông. + Caùc electron quay xung quanh noù. - Nguyeân töû trung hoøa ñieän. - Löïc ly taâm caân baèng vôùi löïc huùt tónh ñieän. - Kích thöôùc haït nhaân raát nhoû so vôùi nguyeân töû. Electron chuyeån ñoäng quanh haït nhaân seõ phaùt ra E döôùi daïng böùc xaï ñieän töø vaø cho phoå lieân tuïc => e seõ maát daàn E vaø cuoái cuøng rôi vaøo haït nhaân => nguyeân töû bò phaù vôõ (ngtöû khoâng toàn taïi). 27 Nhöôïc ñieåm thuyeát Rutherford: - Khoâng giaûi thích ñöôïc tính beàn cuûa nguyeân töû. - Khoâng giaûi thích ñöôïc söï coù maët phoå vaïch cuûa noù. Cấu Tạo Vỏ electron Theo Niels Bohr Tieân ñeà 1: e quay quanh haït nhaân chæ theo moät soá quyõ ñaïo troøn, ñoàng taâm vaø coù baùn kính xaùc ñònh (quyõ ñaïo döøng). Tieân ñeà 2: E cuûa e ñöôïc baûo toaøn, nghóa laø caùc ñieän töû khoâng haáp thu hoaëc böùc xaï ñieän töø. Tieân ñeà 3: Söï böùc xaï xaûy ra khi electron nhaûy töø quyõ ñaïo döøng naøy sang quyõ ñaïo döøng khaùc. E = E cuoái – E ñaàu 28 a) Tính ñöôïc baùn kính quyõ ñaïo beàn, toác ñoä vaø naêng löôïng electron khi chuyeån ñoäng treân quyõ ñaïo ñoù. Theo Borh moment ñoäng löôïng noù (mvr) phaûi baèng boäi soá cuûa h/2 => h=6,626.10 -34 J.s = 6,62 .10 -27 ec.s la ø haèng soá Planck m laø khoái löôïng cuûa e= 9,1.10 -28 g = 9,1.10 -31 kg v laø toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa e r laø baùn kính quyõ ñaïo döøng n laø soá nguyeân = soá lôùp ñieän töû 2 h nmvr mr h nv 1 2 * Kết Quả Rút Ra Từ Các Tiên Đề Của Niels Bohr 29 Do khi quay treân quyõ ñaïo thì löïc huùt cuûa haït nhaân leân ñieän töû vaø löïc li taâm cuûa ñieän töû phaûi baèng nhau, ta coù: Theá giaù trò v ôû bieåu thöùc treân ta ñöôïc: + Baùn kính r cuûa quyõ ñaïo: Ñaët => 2 22 4 r Ze r mv o 22 22 4 em h Z n r e 30 Naêng löôïng toaøn phaàn cuûa ñieän töû: Baèng toång ñoäng naêng vaø theá naêng: Thay r vaøo bieåu thöùc treân ta ñöôïc: ( = 3,14 e=4,8.10 -10 ) 22 4222 hn emz E r Ze r Ze r Ze r Zemv E oooo 42 1 442 1 42 22222 tdvn n Z E ln. 2 2 2 J n Z E 18 2 2 10.35981,4. 2 31 Caùc giaù trò ñôn vò nlnt Toå hôïp caùc haèng soá vaät lí Teân ñôn vò nlnt Soá trò J (hartree) 4,35981x10 -18 kJ/mol 2625,5 Hz 6,579684x10 15 eV 27,21161 Haèng soá Rydberg, R 1,09737318x10 7 m -1 32 Khí hidro Khe saùng Thaáu kính chuaån tröïc Laêng kính Kính aûnh Ñoû luïc tím Ñieän aùp cao Thaáu kính buoàng toái b) Moâ hình nguyeân töû cuûa Bohr cho pheùp giaûi thích ñöôïc baûn chaát vaät lyù cuûa quang phoå vaïch nguyeân töû vaø tính toaùn ñöôïc vò trí caùc vaïch quang phoå hydro vaø caùc haït coù moät ñieän töû beân ngoaøi. 33 Moãi vaïch quang phoå öùng vôùi moät soùng. Ñaïi löôïng ñaëc tröng cho soùng laø: - Taàn soá : soá laàn dao ñoäng soùng thöïc hieän ñöôïc trong moät giaây, ñôn vò: Hz - Ñoä daøi soùng : quaõng ñöôøng soùng truyeàn ñi trong moät dao ñoäng, ñôn vò: m, nm, - Moái quan heä giöõa taàn soá vaø ñoä daøi soùng: . = c (c: toác ñoä truyeàn soùng) Quang phoå vaïch cuûa nguyeân töû hidro coù 3 vuøng : - Vuøng thuoäc phaàn töû ngoaïi cuûa quang phoå ñöôïc goïi laø daõy Lyman. - Vuøng thuoäc phaàn hoàng ngoaïi cuûa quang phoå ñöôïc goïi laø daõy Paschen. - Vuøng phaàn lôùn thuoäc phaàn nhìn thaáy ñöôïc laø daõy Balmer. 34 Ở điều kiện thường, đa số electron tồn tại ở mức năng lượng thấp nhất (n = 1). Khi bị kích thích, electron hấp thu năng lượng và chuyển lên quỹ đạo xa nhân, có năng lượg cao hơn và nhanh chóng quay về quỹ đạo gần nhân, phát ra bức xạ tần số ν thoả mãn. đvnlnt (1 a.u.)Ec – Ed = - Z2 2 = hν nc 2 nđ 2 1 ( 1 )- Các vạch dãy Lyman có sự chuyển electron từ quỹ đạo n = 2,3,4, về n = 1. Các vạch dãy Balmer có sự chuyển electron từ quỹ đạo n = 3,4,5 . về n = 2. Các vạch dãy Paschen có sự chuyển electron từ quỹ đạo n = 4,5,6 về n = 3. 35 1 2 3 4 5 6 Lyman Balmer Pasen Số lượng tử Borh n Đơn vị năng lượng nguyeân tử 0 -0,5 Hấp thụ Phaùt xạ Caùc chuyeån dòch haáp thuï vaø phaùt xaï giöõa caùc möùc 36 37 Caùc giaù trò ñôn vò nlnt Toå hôïp caùc haèng soá vaät lí Teân ñôn vò nlnt Soá trò J (hartree) 4,35981x10 -18 kJ/mol 2625,5 Hz 6,579684x10 15 eV 27,21161 Haèng soá Rydberg, R 1,09737318x10 7 m -1 ooa e 4 2 ooa Ne 4 2 ooah e 4 2 ooa e 4 ooahc e 42 2 38 Söû duïng baûng ñvnlnt khoâng nhöõng tính ñöôïc taàn soá maø coøn tính ñöôïc caû ñoä daøi soùng cuûa caùc vaïch thuoäc daõy Balmer. Ta coù: Aùp duïng n=3 ta coù vaïch H: 656,1 nm Aùp duïng n=4 ta coù vaïch H: 486,1 nm Aùp duïng n=5 ta coù vaïch H: 434,0 nm Aùp duïng n=6 ta coù vaïch H: 410,0 nm Caùc giaù trò tính toaùn lí thuyeát treân hoaøn toaøn phuø hôïp vôùi thöïc nghieäm xR ahcc ah υ oo oo 22 2 42 1 42 1 ñ 2 ñ 2 ñ n 1 4 1e n 1 4 1 e n 1 4 1 39 Moâ hình Borh khoâng giaûi thích ñöôïc: + Quang phoå cuûa caùc nguyeân töû phöùc taïp coù nhieàu hôn 1 ñieän töû + Söï taùch caùc vaïch quang phoå döôùi taùc duïng cuûa ñieän – töø tröôøng (hieäu öùng Zeeman). - Ñeå khaéc phuïc khoù khaên ñoù, nhaø vaät lí ngöôøi Ñöùc Sommerfeld ñaõ boå sung thuyeát Borh baèng caùch ñöa theâm nhöõng quyõ ñaïo elip ngoaøi quyõ ñaïo troøn vaø ñöa ra caùc soá löôïng töû khaùc ngoaøi caùc soá löôïng töû chính ñeå moâ taû traïng thaùi naêng löôïng cuûa e trong nguyeân töû vaø ñaõ giaûi thích ñöôïc hieäu öùng Zeeman. - Tuy nhieân, thuyeát Borh-Sommerfeld khoâng giaûi thích ñöôïc thaät chi tieát quang phoå cuûa caùc nguyeân töû nhieàu e. - Bôûi vaäy, maãu nguyeân töû Borh caàn ñöôïc thay theá baèng nhöõng quan ñieåm hieän ñaïi cuûa cô hoïc löôïng töû. 40 Nguyên lý bất định Heisenberg Những tiên đề của cơ học lượng tử Thuyết lượng tử Planck Thuyết sóng hạt của ánh sáng (Maxwell & Einstein) Thuyết sóng hạt của hạt vi mô (Louis de Broglie) Phương trình sóng Schrodinger 41 SOÙNG VAØ TÍNH CHAÁT CUÛA SOÙNG Soùng laø moät daïng truyeàn naêng löôïng chöù khoâng phaûi truyeàn vaät chaát. (quaû boùng daäp deành) Tính chaát cuûa soùng Hieän töôïng giao thoa : moät soùng coù theå laøm taêng cöôøng hoaëc yeáu ñi moät soùng khaùc (bieân ñoä soùng coù tính coäng). Hieän töôïng nhieãu xaï: soùng bò ñoåi höôùng khi chaïm vaøo goùc cuûa vaät chöôùng ngaïi 42 Soùng ñieän töø: laø daïng truyeàn naêng löôïng. Aùnh saùng laø soùng ñieän töø. Toác ñoä soùng ñieän töø : c = 3.108 m/s. Böôùc soùng λ ; Taàn soá soùng c = . λ λ ngaén, cao λ daøi, thaáp E = h.= h.c/ λ E 1 > E 2 h = 6.6310-34 Js 43 - Baûn chaát haït cuûa aùnh saùng theå hieän ôû hieäu öùng quang ñieän (laø söï phaùt ra caùc electron töø kim loaïi döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng chieáu vaøo). - Trong caùc hieäu öùng naøy, aùnh saùng theå hieän tính chaát nhö caùc doøng haït coù khoái löôïng vaø xung löôïng xaùc ñònh vôùi ñoäng naêng tính baèng coâng thöùc: = mc2 2mc c hhE mc h 44 QUANG PHOÅ 45 Baûn chaát soùng cuûa vaät chaát Naêm 1925 , theo Debroglie: “ Neáu böùc xaï coù theå ñöôïc coi laø caùc doøng haït photon thì caùc haït vi moâ nhö electron, proton, neutron cuõng theå hieän tính chaát soùng” Debroglie cho raèng böôùc soùng cuûa haït vi moâ laø haøm soá cuûa vaän toác vaø khoái löôïng cuûa noù. vôùi λ : böôùc soùng (m); h: haèng soá Plank (Js); m: khoái löôïng haït (g) ; V vaän toác haït (m/s) ( 1J = 1 kg m 2 /s 2 ) Vm h Moâ hình LÖÔÏNG TÖÛ Döïa treân baûn chaát nhò nguyeân (soùng – haït) cuûa vaät chaát 46 Nguyeân lí baát ñònh Heisenberg. Veà nguyeân taéc khoâng theå xaùc ñònh ñoàng thôøi chính xaùc caû veà toïa ñoä vaø vaän toác cuûa haït vi moâ, do ñoù khoâng theå veõ hoaøn toaøn chính xaùc quyõ ñaïo chuyeån ñoäng cuûa haït. x: sai soá cuûa pheùp ño toïa ñoä theo truïc x. v x laø sai soá cuûa pheùp ño vaän toác theo truïc x. h = 6,626.10 -27 ec.s = 6,626.10 -34 J.s m = 9.10 -31 kg, Δx = 10-10 cm, Δv x = 10 10 cm/s. Hệ thức trên cho thấy việc xác định toïa độ càng chính xác thì việc xác định tốc độ càng kém chính xaùc. m h vx x 2 . 47 Neáu ta chaáp nhaän ñoä baát ñònh veà vò trí electron treân quyõ ñaïo döøng = bk quyõ ñaïo Borh x= 0,0529nm = 5.10-2nm = 5.10- 9 cm 110 928 27 .10 10.5.10.1,9.14,3.2 .10.62,6 2 scm cmg sec xm h vx 48 Sai soá veà vaän toác quaù lôùn neân khoâng theå chaáp nhaän ñöôïc veà vò trí coá ñònh cuûa ñieän töû treân quyõ ñaïo. - Töø ñoù suy roäng ra laø khoâng theå xaùc ñònh chính xaùc vò trí cuûa ñieän töû treân quyõ ñaïo maø chæ xaùc ñònh ñöôïc vuøng khoâng gian naøo ñoù quanh nhaân maø xaùc suaát tìm gaëp ñieån töû laø lôùn nhaát. Vuøng naøy goïi laø orbital nguyeân töû hay vaân ñaïo nguyeân töû (AO) 49 Tiên đề về phương trình sóng Schrodinger Hàm số sóng của một hạt hay nhiều hạt là nghiệm của phương trình vi phân, gọi pt sóng Schrodinger ∂2Ψ h2 + = ▼2 (E – V)Ψ = 0 8π2m Toán tử Laplace ∂x2 ∂2Ψ + ∂y2 ∂2Ψ + ∂z2 ∂2 + ∂x2 ∂2 + ∂y2 ∂2 ∂z2 ▼2Ψ h2 (E – V)Ψ = 0 8π2m + ▼2Ψ - h2 VΨ 8π2m + = EΨ ▼2 - h2 V 8π2m + = H Toán tử Hamilton 50 Trường thế có đối xứng cầu nên để cho dễ tính toán chuyển toạ độ Decard sang toạ độ cầu Ψ2 biểu thị mật độ xác suất tìm thấy hạt tại một điểm nhất định trong không gian Ψ2dv biểu thị xác suất tìm thấy hạt tại một thể tích dv Ψ phải đơn trị nghĩa là chỉ có một giá trị tại một điểm xác định Ψ phải liên tục và giới nội nghĩa là hàm số phải tiến dần đến 0 khi r tiến đến vô cùng Ψ phải được chuẩn hoá. Về mặt toán học điều kiện này được thể hiện ∞ ∫ Ψ 2dv = 1 Xác suất tìm thấy hạt trong toàn bộ không gian là 1. 51 Một hàm sóng Ψ tương ứng với bộ 4 số lượng tử (n, l, ms, ml ) miêu tả trạng thái một electron được gọi là một orbital nguyên tử AO. Giải phương trình sóng Schroedinger để tìm một số đại lượng đặc trưng cho một AO Số đại lượng đặc trưng cho một AO còn được gọi là các số lượng tử 52 Số lượng tử chính n, nhận giá trị nguyên dương, xác định năng lượng electron. dvnlnt (1 a.u.)4,3598 x 10-18 JE = - Z2 2n2 Số lượng tử moment góc orbital l, nhận giá trị nguyên từ 0 đến (n – 1), l xác định hình dạng và tên của orbital. n = 1, 2, 3, ... Tương ứng với lớp K, L, M, ... Và mức năng lượng E1, E2, E3, ...Vậy điện tử càng xa nhân thì E càng lớn M = 2π h l(l + 1) l = 0, 1, 2, 3 . Tương ứng với orbital s, p, d, f .. 53 54 Số lượng tử từ ml, nhận giá trị từ – l đến + l, kể cả số 0, đặc trưng cho sự định hướng của orbital nguyên tử trong từ trường, và quyết định số orbital trong một phân lớp. Số lượng tử spin electron ms, nhận giá trị – 1/2 và + 1/2, xác định moment động lượng riêng của electron. m xác định hình chiếu moment động lượng Mz của electron trên một phương z của trường ngoài, trong biểu thức Mz = 2π h m - Khi = 0 coù 1 giaù trò cuûa m = 0. - Khi = 1 coù 3 giaù trò cuûa m = -1, 0, +1 - Khi = 2 coù 5 giaù trò cuûa m = -2, -1, 0, 1, 2 - Khi = 3 coù 7 giaù trò cuûa m: m = -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 55 Moãi orbital ñaëc tröng bôûi 3 soá löôïng töû: n, l, m. Moãi ñieän töû ñaëc tröng bôûi 4 soá löôïng töû n, l, m, s. Số lượng tử spin electron ms, nhận giá trị – 1/2 và + 1/2, xác định moment động lượng riêng của electron. 56 Toùm laïi Boán soá löôïng töû n, l, m l , m s xaùc ñònh hoaøn toaøn traïng thaùi cuûa electron trong nguyeân töû. n l Orbital ml ms Soá orbital ngtöû e toái ña 1 0 1s 0 +1/2 , -1/2 2 2 0 1 2s 2p 0 -1, 0, +1 +1/2 , -1/2 2 6 3 0 1 2 3s 3p 3d 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 +1/2 , -1/2 2 6 10 4 0 1 2 3 4s 4p 4d 4f 0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3 +1/2 , -1/2 2 6 10 14 57 Boä ñaày ñuû caùc ñaïi löôïng vaät lyù - Nhö vaäy, moät vaân ñaïo (obitan) ñöôïc bieåu thò baèng moät boä goàm 3 soá löôïng töû laø n, l vaø m. - Coøn moät ñieän töû ñöôïc bieåu thò baèng moät boä goàm 4 soá löôïng töû laø n, l, m vaø m s . 2s 1 : n = 2; l=0; m=0; m s = +1/2 Soá vaân ñaïo trong moät lôùp - Lôùp thöù n coù n phaân lôùp. - Phaân lôùp thöù coù (2 1) vaân ñaïo. - Vì vaäy, lôùp thöù n coù n 2 vaân ñaïo: 1n 0 2 n)12( 58 Caùc quy luaät phaân boá electron trong nguyeân töû. a. Nguyeân lyù beàn vöõng - Ñieän töû seõ chieám laàn löôït caùc vaân ñaïo nguyeân töû coù naêng löôïng töø thaáp ñeán cao. 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f 5d < 6p < 7s < 5f 6d < 7p - Caùc vaân ñaïo baõo hoøa electron: s 2 , p 6 , d 10 , f 14 raát beàn vöõng; - Baùn baõo hoøa: s 1 , p 3 , d 5 , f 7: beàn vöõng; - Neáu ns 2 (n-1)d 4 thì vieát laïi: ns 1 (n-1)d 5 beàn hôn vì coù naêng löôïng thaáp hôn hay ns 2 (n-1)d 9 -> ns 1 (n-1)d 10 Cr(24): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 5 : beàn Cu (29): 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 3d 10 : beàn 59 Sô ñoà oâ löôïng töû Vieát caáu hình electron cuûa Phospho Löu yù Phospho coù 15 electron 60 2 electron ñaàu ñöôïc ñieàn vaøo orbital 1s Löu yù 2 spin ngöôïc nhau coøn 13 electron nöõa N a ên g l ö ô ïn g 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 3d 4d 5d 7p 6d 4f 5f 61 2 electron tieáp theo ñieàn vaøo orbital 2s coøn 11 electron nöõa N a ên g l ö ô ïn g 1s 2s 3s 4s 5s 6s 7s 2p 3p 4p 5p 6p 3d 4d
Tài liệu đính kèm: