luận văn đại học sư phạm Hệ thống bài tập cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên hóa học

khiếu tư duy của các em.Xây dùng một hệ thống lí thuyết, bài tập hóa học cơ bản và chuyênsâu từng vấn đề một để giáo viên bồi dưỡng và học sinh chuyên Hóa họctham khảo thiết nghĩ là rất

MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong những năm gần đây, trước sự nghiệp đổi mới toàn diện của đấtnước, nền giáo dục nước nhà đang đóng vai trò chức năng của một cỗ máycái nhằm hoạt động “ nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực , bồi dưỡng nhântài ” để hoàn thành tốt công cuộc công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước,đưa nước ta tiến kịp và hội nhập với các nước trong khu vực nói riêng vàtoàn cầu nói chung

Kết quả đó bước đầu được khẳng định bởi số lượng học sinh đạt giảiquốc gia và quốc tế ở nước ta ngày càng tăng nhanh Đặc biệt kết quả tham

dự các kì thi Olympic Hóa học quốc tế của đội tuyển học sinh giỏi nước tatrong nhiều năm gần đây đã ghi nhận nhiều thành tích tự hào và khích lệ.Olympiad 35th-2003 tại Hy Lạp đạt một huy chương vàng và ba huychương đồng, Olympiad 36th -2004 tại CHLB Đức đạt ba huy chương bạc

và một huy chương đồng, Olympiad 37th- 2005 tại Đài Loan đạt ba huychương vàng và một huy chương bạc

Từ thực tế đó đặt ra cho nghành giáo dục và đào tạo không những cónhiệm vụ đào tạo toàn diện cho thế hệ trẻ mà phải có chức năng phát hiện,bồi dưỡng tri thức năng khiếu cho học sinh nhằm đào tạo các em trở thànhnhững nhà khoa học mòi nhọn trong từng lĩnh vực Đây chính là nhiệm vụcấp thiết trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi và tuyển chọn các em có năngkhiếu thực sự của từng bộ môn và các líp chuyên ở trung tâm giáo dục chấtlượng cao

Xuất phát từ thực trạng dạy và học ở các líp chuyên Hóa học còng

nh việc bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học còn đang gặp một số khó khănphổ biến:

- Giáo viên chưa mở rộng được kiến thức Hóa học cơ bản phù hợpvới học sinh chuyên hóa và học sinh giỏi Hóa học Nghiên cứu chươngtrình thi Olympic quốc gia và đặc biệt là quốc tế cho thấy khoảng cáchkiến thức giữa nội dung chương trình thi Olympic là rất xa Để rút ngắnkhoảng cách đó cần trang bị cho các em một số kiến thức Hóa học cơ bảnngang tầm với chương trình đại học nước ta về mức độ vận dụng

- Vì chưa chuẩn bị tốt hệ thống lí thuyết cơ bản nên cũng chưa xâydựng được một hệ thống bài tập nâng cao và chuyên sâu phù hợp với năng

khiếu tư duy của các em.

Xây dùng một hệ thống lí thuyết, bài tập hóa học cơ bản và chuyênsâu từng vấn đề một để giáo viên bồi dưỡng và học sinh chuyên Hóa họctham khảo thiết nghĩ là rất cần thiết Đề tài này mong muốn góp một phầnnhỏ bé vào mục đích to lớn đó

II MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI

Xây dựng hệ thống lí thuyết, bài tập cơ bản và nâng cao về phần “Cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học ” nhằm bồi dưỡng học sinh giỏicũng như học sinh chuyên Hóa học nắm vững phần này một cách toàn diện

cả về lí thuyết và bài tập, phương pháp giải với mục đích giúp các emchuẩn bị tốt trong các kỳ thi Olympic Hóa học

III NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

1 Nghiên cứu cơ sở lí luận, thực tiễn của đề tài

2 Xác định nội dung cơ bản của các chương cấu tạo nguyên tử vàliên kết hóa học trong tài liệu giáo khoa Hóa học ban KHTN và giáo khoachuyên Hóa học

3 Phân tích câu hỏi và bài tập phần “ Cấu tạo nguyên tử và liên kếthóa học ” dùa vào tài liệu giáo khoa Hóa học ban KHTN, giáo khoachuyên Hóa học và đề thi học sinh giỏi cấp Tỉnh, cấp Quốc Gia, OlympicHóa học quốc tế

4 Xây dựng hệ thống lí thuyết, phân dạng câu hỏi và bài tập về phần

“cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học ” dùng cho học sinh khá, giỏi Hóahọc ở bậc THPT

5 Thực nghiệm sư phạm: Nhằm kiểm tra và đánh giá hiệu quả hệthống lí thuyết, bài tập đã xây dựng

IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu có một hệ thống lí thuyết, bài tập cơ bản, kết hợp với phươngpháp bồi dưỡng đúng hướng của giáo viên, chắc chắn sẽ thu được kết quảcao trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên hóa học

V PHƯƠNG PHÁP NGIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu đề tài, chúng tôi sử dụng kết hợp nhiềuphương pháp:

1 Nghiên cứu lý luận

- Nghiên cứu lý luận về mục đích, yêu cầu, biện pháp phát hiện vàbồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học.

- Nghiên cứu lý luận về việc xây dựng hệ thống các câu hỏi và bàitập phần “ Cấu tạo nguyên tử và liên kết hóa học ” dùa trên quan điểm líluận về quá trình nhận thức

- Tìm hiểu tài liệu có liên quan đến luận văn: Sách, báo, tạp chí, nội dungchương trình, tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học, các đề thi Hóa học trongnước và quốc tế nhằm đề ra giả thuyết khoa học và nội dung của luận văn

2 Nghiên cứu thực tiễn

- Tìm hiểu thực tiễn giảng dạy và bồi dưỡng học sinh khá, giỏi ở cáclíp chuyên, chọn Hóa học nhằm phát hiện vấn đề nghiên cứu

- Trao đổi kinh nghiệm với các giáo viên có nhiều kinh nghiệm trongbồi dưỡng học sinh khá, giỏi, …

3 Thực nghiệm sư phạm: Nhằm đánh giá hệ thống lí thuyết, bài tập

do chúng tôi sưu tầm, biên soạn khi áp dụng vào thực tế giảng dạy, bồidưỡng học sinh giỏi để dự thi học sinh giỏi cấp Tỉnh và cấp Quốc gia

VI NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

1 Về lí luận: Bước đầu đề tài đã xác định và góp phần xây dựngđược một hệ thống lí thuyết, bài tập về cấu tạo nguyên tử và liên kết hóahọc tương đối phù hợp với yêu cầu và mục đích bồi dưỡng học sinh giỏiHóa học ở trường phổ thông và giảng dạy các líp chuyên hiện nay

2 Về mặt thực tiễn: Nội dung của luận án giúp giáo viên có thêmnhiều tư liệu bổ Ých trong việc giảng dạy líp chuyên và bồi dưỡng độituyển học sinh giỏi

VII CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

Ngoài phần kết luận chung và ý kiến đề xuất, tài liệu tham khảo, mụclục, phụ lục Luận văn gồm 3 phần

Phần I: Mở đầu

Phần II: Nội dung ( gồm 3 chương)

Chương I: Tổng quan về cơ sở lí luận và thực tiễn của đề tài Chượng II: Hệ thống lí thuyết cấu tạo nguyên tử và liên kết hóahọc dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên Hóa học

Chương III: Hệ thống bài tập cấu tạo nguyên tử và liên kết hóahọc dùng bồi dưỡng học sinh giỏi và học sinh chuyên Hóa học

Phần III: Thực nghiệm sư phạm

mẻ, còn gặp nhiều khó khăn và mang những nét đặc thù của nã

1 Những năng lực và phẩm chất của một học sinh giỏi Hoá học

a Có năng lực tiếp thu kiến thức và có kiến thức cơ bản vững vàng,sâu sắc, hệ thống Biết vận dụng linh hoạt, sáng tạo những kiến thức cơbản đó vào tình huống mới

b Có năng lực tư duy sáng tạo, suy luận logic Biết phân tích, tổnghợp, so sánh, khái quát hoá vấn đề, có khả năng sử dụng linh hoạt phươngpháp tư duy: quy nạp, diễn dịch, loại suy…

c Có kỹ năng thực nghiệm tốt, có năng lực về phương pháp nghiêncứu khoa học hoá học Biết nêu ra những lý luận cho những hiện tượngxảy ra trong thực tế, biết cách dùng thực nghiệm để kiểm chứng lại những

lý luận trên và biết cách dùng lý thuyết để giải thích những hiện tượng đãđược kiểm chứng

2 Một số biện pháp phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học.

a Mét sè biện pháp phát hiện hs có năng lực trở thành học sinh giỏiHoá học

a.1 Làm rõ mức độ đầy đủ, chính xác của kiến thức, kỹ năng, kỹ xảotheo tiêu chuẩn kiến thức, kỹ năng của chương trình và SGK Muốn vậyphải kiểm tra hs ở nhiều phần của chương trình, về kiến thức lý thuyết, bàitập và thực hành Có thể thay đổi một vài phần trong chương trình nhằmmục đích đo khả năng tiếp thu của mỗi hs trong líp và giảng dạy lý thuyết

là một quá trình trang bị cho hs vốn kiến thức tối thiểu trên cơ sở đó mớiphát hiện được năng lực sẵn có của một vài hs thông qua các câu hỏi củng

a.2 Làm rõ trình độ nhận thức và mức độ tư duy của từng hs bằngnhiều biện pháp và nhiều tình huống về lý thuyết và thực nghiệm để đomức độ tư duy của từng hs Đặc biệt đánh giá khả năng vận dụng kiến thứcmột cách linh hoạt, sáng tạo.

a.3 Soạn thảo và lùa chọn một số dạng bài tập đáp ứng hai yêu cầutrên đây để phát hiện hs có năng lực trở thành hs giỏi Hoá học

b Một số biện pháp cơ bản trong quá trình bồi dưỡng hs giỏi Hoá học.b.1 Hình thành cho học sinh một kiến thức cơ bản, vững vàng, sâusắc Đó là lý thuyết chủ đạo, là các định luật cơ bản, là các quy luật cơ bảncủa bộ môn Hệ thống kiến thức phải phù hợp với logic khoa học, logicnhận thức đáp ứng sự đòi hỏi phát triển nhận thức một cách hợp lý

b.2 Rèn luyện cho hs vận dụng các lý thuyết chủ đạo, các định luật,quy luật cơ bản của môn học một cách linh hoạt, sáng tạo trên cơ sở bảnchất hoá học của sự vật, hiện tượng

b.3 Rèn luyện cho hs dùa trên bản chất hoá học, kết hợp với kiến thứccác môn học khác chọn hướng giải quyết vấn đề một cách logic và gọn gàng

b.4 Rèn luyện cho hs biết phán đoán (quy nạp, diễn dịch…) métcách độc đáo, sáng tạo giúp cho hs hoàn thành bài làm nhanh hơn, ngắngọn hơn

b.5 Huấn luyện cho hs biết tự đọc và có kỹ năng đọc sách, tài liệu

(Xem mục lục, chọn nội dung cần đọc, ghi nhớ những phần trọngtâm… và đọc đi đọc lại nhiều lần), với HSG đọc càng nhiều mới tănglượng chất trong vốn kiến thức của mình

b.6 Người giáo viên bộ môn phải thường xuyên sưu tầm tích luỹ tàiliệu bộ môn, cập nhật hoá tài liệu hướng dẫn hs tự học, tự nghiên cứu vàxem đó là biện pháp không thể thiếu được trong việc bồi dưỡng học HSG

3 Đặc trưng của dạy học hoá học hiện nay ở các bậc học nói chung

và bậc phổ thông nói riêng đó là: Hóa học luôn gắn liền với thực nghiệm,

các vấn đề công nghệ, môi trường, kinh tế xã hội, phòng chống AIDS, sù

vi tính hoá, phương pháp khoa học, có cơ sở lí thuyết vững vàng

Đặc điểm này thể hiện ở chỗ nội dung, phương pháp nghiên cứu hoáhọc phải bắt nguồn từ thực tế Việc thí nghiệm ở mức vi lượng vừa tiếtkiệm vừa tránh ô nhiễm môi trường Các vấn đề toàn cầu nh lỗ thủng tầngozon, mưa axit, điều chế và sử dụng dược phẩm… đều có mặt trong bài tập

còng nh các đề thi Thông qua nội dung dạy học Hóa học dạy phương pháphọc tập, phương pháp nghiên cứu mà côt lõi của nó là tự lực cá nhân vươnlên đóng góp nhiều nhất cho xã hôi, đất nước

4 Bài tập hoá học

*) Bài tập hoá học vừa là mục tiêu, vừa là mục đích, vừa là nội dungvừa là phương pháp dạy học hữu hiệu do vậy cần được quan tâm, chútrọng trong các bài học Nó cung cấp cho hs không những kiến thức, niềmsay mê bộ môn mà còn giúp hs con đường giành lấy kiến thức, bước đệmcho quá trình nghiên cứu khoa học, hình thành phát triển có hiệu quả tronghoạt động nhận thức của hs

Bằng hệ thống bài tập sẽ thúc đẩy sự hiểu biết của hs, sù vận dụngsáng tạo những hiểu biết vào thực tiễn, sẽ là yếu tố cơ bản của quá trìnhphát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững

*) Dùa theo nhiều cơ sở có thể chia bài tập hoá học ra thành nhiềuloại nhỏ để học sinh dễ nắm bắt và ghi nhí

*) Tác dụng của bài tập hoá học đối với việc dạy học nói chung và trong việc bồi dưỡng hs giỏi Hoá học nói riêng

- Làm chính xác các khái niệm và định luật đã học

- Giúp hs năng động, sáng tạo trong học tập, phát huy khả năng suyluận, tích cực của hs

- Ôn tập, củng cố và hệ thống hoá kiến thức

- Kiểm tra kiến thức, rèn luyện kỹ năng cơ bản của hs

- Rèn luyện và phát triển tư duy cho hs

Ngoài các tác dụng chung trên, trong việc bồi dưỡng hs giỏi Hóa học,bài tập hóa học còn có những tác dụng sau :

- Là phương tiện để ôn luyện, kiểm tra, đánh giá nắm bắt kiến thứcmột cách chủ động, sáng tạo

- Là con đường nối liền giữa kiến thức thực tế và lý thuyết tạo ra mộtthể hoàn chỉnh và thống nhất biện chứng trong cả quá trình nghiên cứu

- Phát triển năng lực nhận thức, tăng trí thông minh, là phương tiện

để học sinh tiến tới đỉnh vinh quang, đỉnh cao của tri thức

II Cơ sở thực tiễn :

Phân tích nội dung kiến thức hoá học thường được đề cập trong kỳ

thi học sinh giái quốc gia dùa trên chương trình chuyên hoá phổ thông baogồm :

1 Lý thuyết đại cương :

- Cấu tạo nguyên tử, liên kết hoá học Sự lai hoá các obitan

- Lý thuyết điện ly Dung dịch, tính tan của các chất, các loại công thức tính nồng độ Các phản ứng axít - bazơ, các loại chỉ thị của quỳ tím,phennolphtalein

- Tích số tan, các hằng số cân bằng axít - bazơ Tính pH , Ka , Kb

- Các định luật về chất khí: Định luật Avogađrô, tỷ khối …

- Phản ứng oxi hoá - khử, dãy điện hoá, thế oxi hoá -khử, sức điệnđộng thành lập pin

- Các loại mạng tinh thể

- Lý thuyết về phản ứng hoá học : Cân bằng hoá học, hiệu ứng nhiệt,nhiệt tạo thành, nhiệt đốt cháy, nhiệt hoà tan, năng lượng mạng lưới tinhthể, năng lượng liên kết, tốc độ phản ứng

- Năng lương tự do Gibbs, chu trình Bocnơ-habơ, định luật Hess

- Hạt nhân nguyên tử

- Hiện tượng phóng xạ, đồng vị phóng xạ, phản ứng hạn nhân

- Chu kỳ bán huỷ, độ phóng xạ, sự phân rã các hạt , , 

2 Hoá học vô cơ (hoá học về các nguyên tè).

- Các nguyên tố halogen, các nguyên tè O, S, N, P, C và các hợp chấtđơn giản, thông dụng của các nguyên tố trên

- Kim loại kiềm, kiềm thổ, Al, Fe, Cu, Pb, Cr, Zn, Hg, Ag và các hợpchất đơn gian, thông dụng của chúng

- Nhận biết các chất vô cơ

3 Hoá hữu cơ.

- Danh pháp : Tên quốc tế, tên thông thường

- Hiệu ứng cấu trúc: Hiệu ứng cảm ứng, hiệu ứng liên hợp, hiệu ứngsiêu liên hợp

- Đồng đẳng, đồng phân, lập công thức phân tử, công thức cấu tạo

- Hoá lập thể chất hữu cơ

- Cấu trúc và tính chất vật lý

- Phản ứng hữu cơ và cơ chế phản phản ứng

- Xác định cấu tạo chất hữu cơ.

- Tổng hợp hữu cơ

- Phân tích định tính, định lượng bằng các phương pháp đơn giản

- Thuyết cấu tạo hoá học, định luật Raum, tỉ khối

CHƯƠNG II: HỆ THỐNG LÍ THUYẾT CẤU TẠO NGUYÊN TỬ

VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

VÀ HỌC SINH CHUYÊN HÓA HỌC

Dùa vào nội dung chương trình SGK Hóa học ban KHTN, SGKchuyên hóa, nội dung kiến thức hóa học thường được đề cập đến trong các

kì thi Olimpic cấp tỉnh, quốc gia và trao đổi với các giáo viên có nhiềukinh nghiệm trong việc bồi dưỡng hs giỏi Chúng tôi đã xây dựng hệ thống

lí thuyết cơ bản và nâng cao về phần CTNT và LKHH bao gồm:

Cấu tạo nguyên tử :

- Thành phần nguyên tử: điện tích, kích thước, khối lượng các hạt cơbản (e, p, n), hạt nhân, nguyên tử ; sè khối, tỉ trọng hạt nhân; KLNT trungbình

- Vá nguyên tử: Sự chuyển động của e trong nguyên tử, AO, líp vàphân líp e, năng lượng của các e trong nguyên tử, cấu hình e (nguyên tử,ion), các số lượng tử (n, l, ml, ms) và ý nghĩa của nó Đặc điểm củaelectron líp ngoài cùng

- Hóa học hạt nhân: Hiện tượng phóng xạ, đồng vị, độ hụt khối, nănglượng liên kết hạt nhân, phản ứng hạt nhân, sự phân rã các hạt ,, Địnhluật chuyển dời, các họ phóng xạ, động học quá trình phóng xạ, chu kỳbán hủy, ứng dụng của các đồng vị phóng xạ trong khảo cổ …

Liên kết hóa học (LKHH):

- Phân tử và LKHH: e hóa trị, sơ đồ Liuyt, qui tắc bát tử; các đạilượng đặc trưng cho LKHH (bậc liên kết, độ dài liên kết, góc liên kết, nănglượng liên kết)

- Các dạng LKHH: liên kết ion, liên kết cộng hóa trị, liên kết kimloại, liên kết hiđro, liên kết Vanđecvan

- Các thuyết về liên kết cộng hóa trị: Thuyết e hóa trị , thuyết liên kếtcộng hóa trị (VB), Thuyết obitan phân tử (MO)

- Hóa trị và cách xác định hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộnghóa trị, hợp chất ion.

- Sù phân cực liên kết, mô men lưỡng cực, phân tử phân cực khôngphân cực, từ tính phân tử (thuận từ, nghịch từ)

- Các yếu tố ảnh hưởng đến liên kết ion: Năng lượng ion hóa, ái lựcelectron, năng lượng mạng lưới và qui luật biến đổi của chúng

- Ảnh hưởng của các dạng LKHH đến tính chất vật lí và tính chất hóahọc của đơn chất, hợp chất cộng hóa trị, hợp chất ion

- Hình học phân tử: Thuyết sự đẩy các cặp electron hóa trị (VSEPR),thuyết lai hóa các obitan ( lai hóa: sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2 ); mô hình hìnhhọc phân tử dùa trên thuyết lai hóa

- Giản đồ mức năng lượng trong phân tử, ion hai nguyên tử theothuyết MO: Giản đồ A, giản đồ B (có sự bất thường)

- Mạng tinh thể kim loại (lập phương đơn giản, lập phương tâm khối,lập phương tâm diện, lục phương chặt khít): Số phối trí, độ đặc khít, khốilượng riêng kim loại

I Mét số nội dung kiến thức cơ bản:

1 Kích thước, khối lượng nguyên tử, điện tích các hạt:

Nguyên tử gồm hạt nhân mang điện tích dương và líp vỏ nguyên tửmang điện tích âm

- Hạt nhân: Gồm các hạt proton (p) mang điện dương và nơtron (n)

không mang điện

qp = +1,6.10-19 C ( 1+) ; mp = 1,67.10-24 g ( 1đv.C)

qn = 0 (không mang điện) ; mn  mp = 1,67.10-24 g ( 1đv.C)

- Vá nguyên tử: Gồm các hạt electron mang điện tích âm.

- Khối lượng nguyên tử: mnt = mp + mn + me

Vì khối lượng me << mp, mn  mnt = mp + mn = mhn (bằng khối lượnghạt nhân)  Khi nguyên tử cho hoặc nhận electron để biến thành ion thìkhối lượng ion cũng được xem là khối lượng nguyên tử

2 Sự sắp xếp electron trong nguyên tử, cấu hình electron.

Trong nguyờn tử cỏc e sắp xếp và cỏc lớp và phõn lớp tuõn theonguyờn lớ vững bền, nguyờn lớ Pauli, qui tắc Klet Kopski, qui tắc Hun.

- Nguyờn lớ Pauli: Mỗi obitan chỉ cú thể chứa tối đa hai e cú spin

ngược dấu

- Nguyờn lớ vững bền: Trong nguyờn tử cỏc e sẽ lần lượt chiếm cỏc

obitan cú năng lượng từ thấp đến cao

Những mức năng lượng thấp nhất cũng là những mức năng lượngbền nhất; năng lượng của AO càng nhỏ, sự bền vững càng lớn và e sẽchiếm những AO này trước rồi lần lượt chiếm cỏc mức năng lượng kộmbền vững hơn

- Quy tắc Klet Kopski: Năng lượng của cỏc phõn mức năng lượng

tăng theo sự tăng của trị số tổng (n+ l ); nếu hai phõn mức cú cựng trị củatổng (n + l) thỡ phõn mức năng lượng tăng theo sự tăng của n

Từ quy tắc Klet Kopski ta cú thể lập bảng thứ tự năng lượng tăngdần:

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p …

- Qui tắc Hun: Trong một phõn lớp chưa đủ số e, cỏc e cú khuynh

hướng phõn bố vào cỏc AO sao cho tổng spin của chỳng là lớn nhất  số eđộc thõn trong một phõn lớp phải nhiều nhất

- Cấu hỡnh e : Cấu hỡnh e là cỏch biểu diễn sự phõn bố e theo cỏc

phõn lớp và cỏc lớp Người ta qui ước chỉ e bằng những chữ s, p, d, f của

AO và bằng những con số đặt trước những chữ này để chỉ số thứ tự của lớpelectron Số e của AO được viết cao bờn phải kớ hiệu của AO

VD1: Cấu hỡnh e của hiđro H = 1s1 ; 2He = 1s2 ; 3Li = 1s22s1 …

Để diễn tả cấu hỡnh e một cỏch đầy đủ hơn, người ta dựng những ụlượng tử Mỗi ụ lượng tử biểu diễn bằng một ụ vuụng thay cho một AO;mỗi e biểu diễn bằng một mũi tờn 1AO cú 1 e gọi là e độc thõn; 1AO cú2e gọi là cặp e đó gộp đụi

electron độc thân ; electron ghép đôi

VD2: Sự sắp xếp electron trong nguyờn tử phốt pho

13P: Cấu hỡnh electron 1s 22s22p63s23p3 hoặc [Ne] 3s23p3 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

3 Liên kết cộng hóa trị

a Electron hóa trị là e có khả năng tham gia tạo liên kết hóa học.

Nguyên tố nhóm A có số e hóa trị bằng số e líp ngoài cùng, nguyên

tố nhóm B có số e hóa trị bằng số e có trong các phân líp (n-1)d và ns

b Công thức Liuyt: Công thức Liuyt là loại công thức cho biết số e

hóa trị của nguyên tử, trong đó hạt nhân và e líp trong được biểu diễn bằng

kí hiệu hóa học của nguyên tố, còn e hóa trị tượng trưng bằng các dấuchấm (.) đặt xung quanh kí hiệu của nguyên tố (có phân biệt e ghép đôi và

e độc thân) Mỗi cặp e tham gia liên kết hoặc tự do còn có thể biểu diễnbằng một đoạn gạch ngang (-)

c Qui tắc bát tử: Khi tham gia vào liên kết hóa học các nguyên tử

có khuynh hướng dùng chung e hoặc trao đổi để đạt đến cấu trúc bền củakhí hiếm bên cạnh với 8e líp ngoài cùng hoặc giống He (2 e)

d Một số đại lượng đặc trưng cho liên kết cộng hóa trị

- Độ dài liên kết (d): Là khoảng cách giữa hai hạt nhân của hainguyên tử liên kết trực tiếp với nhau Trong phân tử nước, dO-H = 0,94 0

A

Độ dài liên kết giữa hai nguyên tử A-B có thể tính gần đúng bằngtổng bán kính của hai nguyên tử A và B

- Góc liên kết: Là góc tạo bởi hai nửa đường thẳng xuất phát từ một

hạt nhân nguyên tử và đi qua hạt nhân của hai nguyên tử liên kết trực tiếpvới nguyên tử đó Trong phân tử nước, góc HOH = 104028’

- Năng lượng liên kết: Năng lượng liên kết A-B là năng lượng cầncung cấp để phá vỡ hoàn toàn liên kết A-B (thường được qui về 1 mol liênkết - kJ/mol hoặc kcal/mol)

VD: EH-H = 103 kcal/mol : H2  2H  H = 103 kcal/mol

Năng lượng liên kết (năng lượng phân li liên kết), về trị tuyệt đối, chính bằng năng lượng hình thành liên kết nhưng ngược dấu Tổng nănglượng các liên kết trong phân tử bằng năng lượng phân li của phân tử đó

e Liên kết xichma () và liên kết pi ().

- Liên kết xichma () : là loại liên kết cộng hóa trị được hình thành bằng phương pháp xen phủ đồng trục các AO nguyên tử, vùng xen phủnằm trên trục liên kết

Liên kết  có các loại s-s , s-p , p-p , …

Liên kết  thường bền, do có vùng xen phủ lớn và các nguyên tử cóthể quay tù do xung quanh trục liên kết mà không phá vỡ liên kết này

- Liên kết  : Là loại liên kết cộng hóa trị được hình thành bằng

phương pháp xen phủ song song trục các obitan nguyên tử, vùng xen phủnằm ở hai phía so với trục liên kết

Liên kết  có các loại p-p , p-d , …

z z

y

y x

- Liên kết đơn gồm 1; liên kết đôi : 1 + 1; liên kết ba: 1 + 2

f Liên kết cộng hóa trị phân cực, không phân cực.

- Liên kết cộng hóa trị không phân cực là loại liên kết cộng hóa trị

trong đó cặp e chung ở chính giữa hạt nhân hai nguyên tử Liên kết cộnghóa trị không phân cực hình thành giữa các nguyên tử của cùng mộtnguyên tố, như ở trong các đơn chất H2, N2 O2, Cl2, …

- Liên kết cộng hóa trị phân cực là loại liên kết cộng hóa trị trong đó

cặp e chung lệch một phần về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn

Liên kết cộng hóa trị phân cực hình thành giữa các nguyên tử của hainguyên tố khác nhau ( hiệu độ âm điện giữa hai nguyên tử  có giá trịtrong khoảng từ 0 đến 1,7)

II Một số nội dung kiến thức nâng cao.

1 Hóa học hạt nhân

a) Điện tích, khối lượng, bán kính và tỉ trọng hạt nhân.

- Hạt nhân gồm các hạt proton (mang điện dương) và nơtron (khôngmang điện) liên kết cực kì chặt chẽ với nhau qp = 1+ ; mp  mn  1 đv.C

- Từ những kết quả thực nghiệm, người ta thấy rằng thể tích của hạtnhân xấp xỉ tỉ lệ với số cấu tử và do đó bán kính của hạt nhân cũng xấp xỉ

tỉ lệ với căn số bậc ba của số khối:

 p-p  p-d

Đối với hạt nhân của nguyên tử hiđro (A=1) thì R = k  1,5.10-13 cmĐối với hạt nhân nguyên tử 238U thì: R  1,5.10-13(238)1/3 = 10-12 cm

Vì thể tích hạt nhân xấp xỉ với tỉ lệ với số cấu tử và vì các nuclêon(proton và nơtron) có khối lượng xấp xỉ bằng nhau, nên hạt nhân có tỉtrọng

b) Độ hụt khối lượng - Năng lượng liên kết của hạt nhân.

Trong s hình th nh h t nhân, kh i lự hình thành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ối lượng hạt nhân bao giê cũng ượng hạt nhân bao giê cũngng h t nhân bao giê c ngạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ũng

nh h n t ng kh i lơn tổng khối lượng các hạt p, n tạo nên hạt nhân đó Hiện tượng ổng khối lượng các hạt p, n tạo nên hạt nhân đó Hiện tượng ối lượng hạt nhân bao giê cũng ượng hạt nhân bao giê cũngng các h t p, n t o nên h t nhân ó Hi n tạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng đó Hiện tượng ện tượng ượng hạt nhân bao giê cũngng

n y g i l s h t kh i lành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ọi là sự hụt khối lượng Sự hụt khối này giải phóng một năng ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ự hình thành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ụt khối lượng Sự hụt khối này giải phóng một năng ối lượng hạt nhân bao giê cũng ượng hạt nhân bao giê cũngng S h t kh i n y gi i phóng m t n ngự hình thành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ụt khối lượng Sự hụt khối này giải phóng một năng ối lượng hạt nhân bao giê cũng ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ải phóng một năng ột năng ăng

lượng hạt nhân bao giê cũngng r t l n N ng lất lớn Năng lượng này được tính theo hệ thức Anhxtanhvà ớn Năng lượng này được tính theo hệ thức Anhxtanhvà ăng ượng hạt nhân bao giê cũngng n y ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng đó Hiện tượngượng hạt nhân bao giê cũngc tính theo h th c Anhxtanhvện tượng ức Anhxtanhvà ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng

c g i l n ng l ng liên k t h t nhân nguyên t (

đó Hiện tượngượng hạt nhân bao giê cũng ọi là sự hụt khối lượng Sự hụt khối này giải phóng một năng ành hạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ăng ượng hạt nhân bao giê cũng ết hạt nhân nguyên tử ( ạt nhân, khối lượng hạt nhân bao giê cũng ử ( E)

E = m c2 (m : độ hụt khối lượng ; m = (Zmp + Zmn) - ZmA

hnc: tốc độ ánh sáng trong chân không, c = 2,9979.108 m/s)

c) Thành phần của tia phóng xạ

Bức xạ do các tia phóng xạ phát ra có thành phần phức tạp Các kếtquả nghiên cứu khẳng định bức xạ đó gồm:

- Các hạt tích điện dương (+), gọi là hạt  hay tia ; thực chất đó làhạt nhân heli 4

2He (chùm hạt  hơi bị lệch trong từ trường)

- Các hạt tích điện âm (-), gọi là hạt  hay tia ; thực chất đó là chùmelectron (chùm hạt  bị lệch mạnh trong từ trường)

- Các hạt trung hòa, gọi là hạt  hay tia  ; thực chất đó là dòng cácphoton, các lượng tử, cùng bản chất với ánh sáng Năng lượng của cácphoton được xác định từ phương trình: E = h.   =E h ;  = c

(: tần số của bức xạ điện từ ; h : hằng số Planck h = 6,6256.10-34 J.s ;  :bước sóng của bức xạ điện từ)