Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:29

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 3 - Định luật tuần hoàn, hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Những nội dung chính được trình bày trong chương này gồm có: Sơ lược lịch sử phát triển hệ thống tuần hoàn, Định luật tuần hoàn Mendeleev, bảng hệ thống tuần hoàn hiện đại, cấu trúc bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học, số oxy hóa,… Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - Huỳnh Kỳ Phương Hạ

CHÖÔNG 3 ÑÒNH LUAÄT TUAÀN HOAØN, HEÄ THOÁNG TUAÀN HOAØN CAÙC NGUYEÂN TOÁ HOÙA HOÏC (HTTH) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Sô löôïc lòch söû phaùt trieån HTTH „ * Coå nhaát laø Aristotle (nhaø trieát hoïc Hy laïp), phaân loaïi vaät chaát laøm 4 loaïi chính: Khí, löûa, ñaát vaø nöôùc. „ * Cuøng thôøi, trieát hoïc Trung Hoa cuõng phaân vaät chaát thaønh nguõ haønh: Kim, moäc, thuûy, hoûa, thoå. „ * Naêm 1829, nhaø baùc hoïc Ñöùc, Johann Wolfgang Dobereiner, ñaõ nhoùm 3 nguyeân toá moät vaø ñöa ra luaät Nhoùm ba: Nguyeân toá ôû giöõa coù khoái löôïng nguyeân töû baèng trung bình cuûa hai nguyeân toá laân caän. Ngay sau ñoù caùc nhaø khoa hoïc khaùc phaùt trieån theâm caùc nhoùm lôùn hôn. ‟ Ví duï: Nhoùm Cl/Br/I , nhoùm sulfur, oxy, selen vaø tellu, nhoùm nito, phospho, arsen, antimon, vaø bismuth vaø caùc nhoùm khaùc. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Naêm 1864-1865, nhaø baùc hoïc ngöôøi Anh, John Newlands ñaõ coá gaéng saép xeáp caùc nguyeân toá theo nhoùm 8 vaø ñöa ra luaät nhoùm 8: ‟ Caùc nguyeân toá hoùa hoïc saép xeáp theo traät töï taêng daàn khoái löôïng nguyeân töû, tính chaát caùc nguyeân toá laëp laïi töøng nhoùm 8 nguyeân toá. OÂng saép xeáp caùc nguyeân toá nhö sau: Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K Ca „ Nhöng luaät nhoùm 8 cuûa Newland sai do: 1. Khoâng phuø hôïp vôùi caùc nguyeân toá coù khoái löôïng nguyeân töû lôùn hôn Ca. 2. Khi nhieàu nguyeân toá môùi ñöôïc phaùt hieän, nhö caùc khí trô He, Ne, Ar, thì khoâng thích hôïp theo saép xeáp naøy. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Naêm 1869 nhaø baùc hoïc Nga Dmitri Ivanovich Mendeleev vaø 4 thaùng sau, nhaø baùc hoïc Ñöùc Julius Lothar Meyer ñoäc laäp ñöa ra baûng tuaàn hoaøn. Nhöng baûng cuûa Mendeleev hoaøn chænh hôn vaø khoâng coù nhieàu ngoaïi leä nhö cuûa Meyer. Baûng cuûa Mendeleev ñöôïc chöùng minh laø ñuùng ñaén döïa treân caáu truùc ñieän töû veà sau, cuoái theá kyû 19 ñaàu theá kyû 20. „ Ñònh luaät tuaàn hoaøn Mendeleev „ Tính chaát caùc ñôn chaát cuõng nhö daïng vaø tính chaát caùc hôïp chaát cuûa nhöõng nguyeân toá hoùa hoïc phuï thuoäc tuaàn hoaøn vaøo troïng löôïng nguyeân töû cuûa caùc nguyeân toá. „ Baûng heä thoáng tuaàn hoaøn ban ñaàu cuûa Mendeleev coù daïng nhö sau: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Baûng naøy coøn thieáu nhieàu nguyeân toá , caùc nguyeân toá trong daáu hoûi ñöôïc Mendeleev ñeà caäp nhöng chöa bieát teân, sau naøy ñöôïc laép vaøo. Dmitri Ivanovich Mendeleev CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Baûng heä thoáng tuaàn hoaøn hieän ñaïi „ Naêm 1913 Henry Gwyn Jeffreys Moseley (Anh, 1887-1915) qua caùc nghieân cöùu vaø thí nghieäm cuûa mình chöùng minh raèng soá thöù töï nguyeân toá (Z) baèng vôùi ñieän tích haït nhaân. Töø ñoù ñònh luaät tuaàn hoaøn phaùt bieåu laïi nhö sau: „ Tính chaát caùc ñôn chaát cuõng nhö daïng vaø tính chaát caùc hôùp chaát cuûa nhöõng nguyeân toá hoùa hoïc phuï thuoäc tuaàn hoaøn vaøo ñieän tích haït nhaân nguyeân töû caùc nguyeân toá. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
IA II A III B IV B VB VI B VII B VIII B IB II B III A IV A VA VI A VII A VIII A 1 1 2 1 H H He 1.008 1.008 4.0026 3 4 5 6 7 8 9 10 2 Li Be B C N O F Ne 6.939 9.0122 10.811 12.011 14.007 15.999 18.998 20.183 11 12 13 14 15 16 17 18 3 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.312 26.982 28.086 30.974 32.064 35.453 39.948 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.102 40.08 44.956 47.89 50.942 51.996 54.938 55.847 58.932 58.71 63.54 65.37 69.72 72.59 74.922 78.96 79.909 83.8 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.468 87.62 88.906 91.224 92.906 95.94 * 98 101.07 102.91 106.42 107.9 112.41 114.82 118.71 121.75 127.61 126.9 131.29 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 6 Cs Ba **La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.91 137.33 138.91 178.49 180.95 183.85 186.21 190.2 192.22 195.08 196.97 200.29 204.38 207.2 208.98 * 209 * 210 * 222 87 88 89 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 7 Fr Ra ***Ac Rf Ha Sg Ns Hs Mt Uun Uuu Uub Uut Uuq Uup Uuh * 223 226.03 227.03 * 261 * 262 * 263 * 262 * 265 * 268 * 269 * 272 * 277 *284 *285 *288 *292 Based on symbols used by ACS S.M.Condren 2003 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 * Designates that **Lanthanum Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu all isotopes are Series 140.12 140.91 144.24 * 145 150.36 151.96 157.25 158.93 162.51 164.93 167.26 168.93 173.04 174.97 radioactive 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 *** Actinium Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Series 232.04 231.04 238.03 237.05 * 244 * 243 * 247 * 247 * 251 * 252 * 257 * 258 * 259 * 260 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Caáu truùc Baûng Heä thoáng tuaàn hoaøn caùc nguyeân toá hoùa hoïc ‟ Chu kyø: Coù 7 chu kyø töø 1 ñeán 7 (öùng vôùi n=1 ñeán 7). ‟ Nhoùm: Coù 8 nhoùm goàm coù nhoùm chính vaø nhoùm phuï (hay coøn goïi laø phaân nhoùm A vaø phaân nhoùm B). ‟ OÂ: Laø vò trí cuï theå cuûa moãi nguyeân toá trong baûng, laø soá thöù töï nguyeân toá truøng soá Z, cuõng laø soá electron trong nguyeân töû. (Veà nguyeân taéc, khi bieát nguyeân toá naèm ôû oâ naøo laø xaùc ñònh ñöôïc caáu truùc electron nguyeân töû). CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Chu kyø „ Khôûi ñaàu chu kyø laø caùc nguyeân toá kim loaïi kieàm (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) keát thuùc baèng nhöõng nguyeân toá khí trô (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rr). „ Ba chu kyø ñaàu laø chu kyø nhoû, chæ goàm moät daõy nguyeân toá. ‟ Chu kyø 1 goïi laø chu kyø ñaëc bieät, chæ coù H vaø He (1s1, 1s2). ‟ Chu kyø 2, 3 goïi laø chu kyø ñieån hình, coù 8 nguyeân toá (2s1 ñeán 2s22p8). CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Boán chu kyø coøn laïi coù hai daõy nguyeân toá, goïi laø chu kyø lôùn: ‟ Chu kyø 4, 5 coù 18 nguyeân toá (8 nguyeân toá phaân nhoùm chính ns1 ñeán ns1np8, 10 nguyeân toá phaân nhoùm phuï hay nguyeân toá chuyeån tieáp ns2(n-1)d1-10). ‟ Chu kyø 6 coù 32 nguyeân toá (8 nguyeân toá phaân nhoùm chính 6s1 ñeán 6s16p8, 10 nguyeân toá phaân nhoùm phuï 6s25d1-10 vaø 14 nguyeân toá hoï lantanit 6s24f1-14). ‟ Chu kyø 7 veà lyù thuyeát cuõng coù 32 nguyeân toá nhöng chæ môùi phaùt hieän 31 (7 chính, 10 chuyeån tieáp vaø 14 actinit) goïi laø chu kyø dôû dang (Theo http://en.wikipedia.org/wiki/Periodic_table). CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Vaøo naêm 2006, baûng chöùa 117 nguyeân toá hoùa hoïc ñaõ ñöôïc xaùc nhaän. ‟ 92 nguyeân toá ñöôïc tìm trong töï nhieân trong quaû ñaát, coøn laïi laø caùc nguyeân toá toång hôïp trong phoøng thí nghieäm. ‟ Nguyeân toá thöù 43 (technetium) vaø 61 (promethium), maëc duø soá thöù töï nhoû hôn nguyeân toá töï nhieân 92, uranium, cuõng laø do toång hôïp. ‟ Nguyeân toá 93 (neptunium) vaø 94 (plutonium) maëc duø ñöôïc xeáp chung vôùi caùc nguyeân toá toång hôïp, nhöng thöïc ra ñöôïc tìm thaáy trong voû quaû ñaát daïng veát. „ Nguyeân toá thöù 117 laø ununseptium (Uus), nguyeân toá thöù 118 döï kieán laø Uuo (ununoctium). CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Moät soá nhaän xeùt: ‟ Soá thöù töï nguyeân toá (oâ) truøng vôùi soá ñieän tích haït nhaân Z. ‟ Soá thöù töï chu kyø truøng vôùi soá n (soá lôùp electron). ‟ Nguyeân toá s (hoï s) laø caùc nguyeân toá coù electron cuoái cuøng ñieàn vaøo phaân möùc s ngoaøi cuøng (kieàm, kieàm thoå), coù hai nguyeân toá s ôù ñaàu chu kyø. ‟ Nguyeân toá p (hoï p) coù electron cuoái cuøng ñieàn vaøo phaân möùc p ngoaøi cuøng, ñoù laø 6 nguyeân toá cuoái chu kyø. ‟ Giöõa chu kyø laø 10 nguyeân toá d coù electron ñieàn vaøo ON (n ‟ 1)d sau nguyeân toá d thöù nhaát laø 14 nguyeân toá f coù electron ñieàn vaøo ON (n ‟ 2)f CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Nhoùm „ Laø daõy doïc caùc nguyeân toá coù toång soá electron lôùp ngoaøi cuøng baèng nhau vaø baèng soá thöù töï cuûa nhoùm hay phaân nhoùm. „ Phaân nhoùm chính: (A) Goàm caùc nguyeân toá s hoaëc p coù coâng thöùc electron ôû lôùp ngoaøi cuøng töông öùng vôùi nsx hoaëc ns2npx-2. „ Phaân nhoùm phuï: (B) goàm caùc nguyeân toá d coù coâng thöùc electron lôùp ngoaøi cuøng (n-1)dx-2ns2, moãi nhoùm coù 4 nguyeân toá. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Rieâng caùc nguyeân toá ôû nhoùm VIII B (VD: Co, Ni) tuy coù soá electron ôû phaân lôùp ngoaøi cuøng lôùn hôn 8 vaãn ñöôïc ñaët vaøo nhoùm VIII B (Fe, Co, Ni coù caáu hình electron laø 4s23d6,7,8), vì vaäy nhoùm naøy coù 12 nguyeân toá. „ Ngoaøi ra caùc nguyeân toá lantanit vaø actinit coù caáu taïo ñaëc bieät ñöôïc xeáp vaøo nhoùm III B (caáu hình electron lôùp ngoaøi cuøng laø ns2(n-2)f1-14. „ Ngoaïi leä: „ Caùc tröôøng hôïp gaàn caáu truùc baõo hoøa hoaëc baùn baûo hoøa ñeàu chuyeån veà ñoù. (n-1)d4ns2 (n-1)d5ns1 (n-1)d9ns2 (n-1)d10ns1 „ Cuï theå: Phaân nhoùm IB coù (n-1)d9ns2 (n-1)d10ns1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Caáu truùc electron, nguyeân töû vaø söï thay ñoåi tính chaát cuûa caùc nguyeân toá trong heä thoáng tuaàn hoaøn „ Baùn kính nguyeân töû vaø ion (r) ‟ Trong cuøng chu kyø: Töø traùi sang phaûi baùn kính nguyeân töû giaûm, do Z taêng vaø n khoâng ñoåi. ÔÛ caùc chu kyø lôùn khoâng roõ raøng, do hieäu öùng chaén. ‟ Trong nhoùm chính: Treân xuoáng baùn kính nguyeân töû taêng do n taêng vaø hieäu öùng chaén chieám öu theá so vôùi Z taêng. ‟ Phaân nhoùm phuï: Nguyeân toá 1 ñeán nguyeân toá 2 baùn kính nguyeân töû taêng, sau ñoù haàu nhö khoâng taêng. ‟ Baùn kính ion coù xu höôùng bieán thieân gioáng nguyeân töû. ‟ Baùn kính ion döông nhoû hôn nguyeân töû trung hoaø. ‟ Baùn kính ion aâm lôùn hôn nguyeân töû trung hoaø. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Bieán thieân cuûa baùn kính nguyeân töû theo soá nguyeân toá CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Baùn kính nguyeân töû CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
„ Naêng löôïng ion hoùa (I hay EI) ‟ Laø naêng löôïng caàn thieát böùt moät electron (khoûi nguyeân töû hay ion döông) ñeå taïo ion döông (hay ion döông cao hôn). ‟ Naêng löôïng ion hoùa caøng nhoû thì caøng deã nhöôøng electron, do ñoù tính kim loaïi vaø khöû taêng. ‟ Taùch electron ñeå taïo cation caøng veà sau caøng khoù. „ Ví duï: Taùch electron thöù hai cho ra X+2 coù I2>>I1. ‟ Z taêng vaø hieäu öùng xaâm nhaäp taêng daãn ñeán I taêng. ‟ Hieäu öùng chaén taêng daãn ñeán I giaûm Trong 1 chu kyø töø traùi sang phaûi I taêng, tính kim loaïi giaûm (Z taêng). ‟ Töø treân xuoáng, phaân nhoùm chính I giaûm. ‟ Phaân nhoùm phuï I taêng (ít) do hieäu öùng xaâm nhaäp taêng. CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Naêng löôïng ion hoùa vs. soá nguyeân toá CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt