Hóa vô cơ ( B2: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN)

Mục tiêu  Trình bày các khái niệm nguyên tố, đồng vị, năng lượng ion hóa, ái lực electron, độ âm điện và giải thích sự biến đổi tuần hoàn các tính chất này của các nguyên tố hóa học Tí

HÓA VÔ CƠ – PCHE330

B2: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

Mục tiêu

 Trình bày các khái niệm nguyên tố, đồng vị, năng

lượng ion hóa, ái lực electron, độ âm điện và giải thích

sự biến đổi tuần hoàn các tính chất này của các

nguyên tố hóa học

Tính toán năng lượng ion hóa và ái lực electron

Năng lượng ion hóa (I)

5

 Năng lượng ion hóa của nguyên tử là năng lượng tối thiểu cần để tách 1 electron ra khỏi nguyên tử ở thể khí và do đó biến nguyên tử thành ion khí  còn gọi là

năng lượng ion hóa thứ I (I 1 )

 Năng lượng ion hóa thứ II là năng lượng cần thiết để

tách electron thứ II từ ion khí có điện tích 1+, do đó tạo thành ion khí có điện tích 2+

Sự biến đổi tuần hoàn của I

 Thảo luận:

1 Giải thích sự biến đổi năng lượng ion hóa thứ nhất của các nguyên tử:

 Trong cùng một chu kỳ, đi từ trái sang phải

 Trong cùng một phân nhóm, đi từ trên xuống

2 Trình bày mối liên quan giữa năng lượng ion hóa và

khả năng cho electron của một nguyên tử

Ái lực electron (E)

 Ái lực electron của một nguyên tử là năng lượng thực hiện quá trình nguyên tử đó (ở trạng thái khí) kết hợp thêm 1 electron để biến thành ion âm

 E có giá trị dương khi quá trình kết hợp thêm electron phát ra năng lượng và ngược lại

Sự biến đổi giá trị E

Độ âm điện

 Độ âm điện của một nguyên tố là khả năng của

nguyên tử nguyên tố đó ở trong phân tử hút electron

về phía nó

Sự biến đổi độ âm điện

 Độ âm điện các nguyên tố theo thang Pauling

HÓA VÔ CƠ – PCHE330

B2: LIÊN KẾT HÓA HỌC –

CẤU TẠO PHÂN TỬ

Cấu tạo phân tử

 Nguyên tử của các nguyên tố kết hợp với nhau tạo

thành từng cụm nguyên tử  gọi là phân tử

 Sự nối với nhau của những nguyên tử trong 1 cụm là bản chất của liên kết hóa học

 Các loại liên kết hóa học trong cấu tạo phân tử

Liên kết ion

 Là lực hút tĩnh điện của các ion mang điện tích trái dấu

 Chất được tạo nên bởi liên kết ion gọi là hợp chất ion

(thường là muối của 1 kim loại mạnh và 1 phi kim

mạnh hoặc muối của 1 kim loại và 1 gốc acid mạnh)

Liên kết cộng hóa trị

Là loại liên kết được tạo thành bằng cách nguyên tử đưa ra những electron hóa trị để tạo thành những cặp electron chung giữa hai nguyên tử

Liên kết cộng hóa trị không cực

 Xét phân tử Cl2

Cặp electron chung không bị lệch

Liên kết cộng hóa trị có cực

 Xét phân tử HCl

Cặp electron chung bị lệch về phía Cl

do nguyên tử Cl có độ âm điện cao hơn nguyên tử H

Hóa trị của nguyên tố

 Để tạo liên kết cộng hóa trị thì nguyên tử phải có

electron độc thân

 Hóa trị của nguyên tố là số liên kết mà một nguyên tử của nguyên tố đó có thể tạo nên

 Hóa trị của nguyên tố bằng với số electron độc thân

mà nguyên tử của nguyên tố đó có được

Hóa trị của nguyên tố

 Xét nguyên tử Li:

Ở điều kiện thường,

Li có hóa trị I

Hóa trị của nguyên tố

Hóa trị của nguyên tố

Hóa trị của nguyên tố

 Xét nguyên tử O:

O

Oxy chỉ có hóa trị II

Hóa trị của nguyên tố

 Thảo luận:

1 Xét các trường hợp có thể có về hóa trị của các

nguyên tố Carbon, Nitơ, Flo và Neon

2 Cho ví dụ chất nào thể hiện hóa trị của nguyên tố

đang xét để minh họa ở mỗi trường hợp

LK cộng hóa trị theo cơ học lượng tử

 Liên kết cộng hóa trị là sự xen phủ các orbital hóa trị của hai nguyên tử

s s s-s

p p p-p

s p s-p

Sự định hướng các orbital

 Xét nguyên tử Carbon

Trạng thái cơ bản

Sự định hướng các orbital

 Xét nguyên tử Carbon

Trạng thái kích thích

Sự định hướng các orbital

27

 Vấn đề định hướng các liên kết trong phân tử CH4

 Trong phân tử CH4 , cả 4 liên kết C-H có năng lượng bằng

Sự tổ hợp các orbital

Lai hóa sp3

Sự tổ hợp các orbital

Lai hóa sp2

Sự tổ hợp các orbital

Lai hóa sp

Sự tổ hợp các orbital

Tổng kết

Sự hình thành liên kết cộng hóa trị

 2 nguyên tử C sp3

Sự hình thành liên kết cộng hóa trị

 2 nguyên tử C sp2

1

2

Sự hình thành liên kết cộng hóa trị

 2 nguyên tử C sp

Phân tử lưỡng cực

Phân tử Methane, Amoniac và Nước

Xét độ lớn góc HCH, HNH và HOH và kết luận về tính lưỡng cực

Sự hình thành liên kết Hydro

Liên kết hydro giữa các phân tử nước

Liên kết hydro Nước – Chất HC

Ví dụ: hỗn hợp cồn ethanol – nước

Liên kết hydro Nước – Chất HC

Ví dụ: hỗn hợp hexan

và nước

HÓA VÔ CƠ – PCHE330

B2: PHẢN ỨNG HÓA HỌC

Mục tiêu

 Phân loại được phản ứng hóa học

 Tính được số oxy hóa của nguyên tố trong các hợp

chất

Sự điện ly – chất điện ly

 Chất mà khi hòa tan trong dung môi, phân tử bị phân

ly thành các ion gọi là chất điện ly

Phản ứng trao đổi ion

Nguyên lý: các ion kết hợp với nhau tạo thành chất ít điện ly (chất kết tủa, chất bay hơi,…)

Ví dụ:

 Xét phản ứng giữa NaCl với AgNO3 và với Ba(NO3)

 Xét phản ứng giữa HCl với NaNO3 và với CH3COONa

 Xét phản ứng giữa NaOH với NaHCO3 và với Na2CO3

 Số oxy hóa tăng sau phản ứng

 Là chất bị oxy hóa  sự oxy hóa là sự cho electron

 Nguyên tắc tính số oxy hóa của một nguyên tử

trong phân tử: Xem Sách lý thuyết – Tập 2, trang 193-194

Cân bằng phản ứng oxy hóa – khử

 Thảo luận

1. Tham khảo các phương pháp cân bằng phản ứng

oxy hóa – khử trong sách lý thuyết – Tập 2, trang

194-198

2. Cân bằng các phản ứng theo yêu cầu

Tổng kết

 Năng lượng ion hóa và Ái lực electron là những giá trị năng lượng dùng

để thực hiện quá trình tách và nhận electron vào nguyên tử hoặc ion

 Độ âm điện là một thang đo khả năng hút electron của một nguyên tử hút electron về phía nó khi ở trong phân tử Độ âm điện càng lớn,

nguyên tử càng thể hiện tính phi kim và ngược lại

 Liên kết ion được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái dấu

 Liên kết cộng hóa trị được hình thành do sự góp chung electron giữa các nguyên tử và có thể xem là sự xen phủ các orbital hóa trị của các nguyên tử để tạo thành vùng xen phủ chung

 Sự lai hóa orbital nguyên tử là sự “pha trộn và tái sắp xếp” các orbital hóa trị của nguyên tử để hình thành các liên kết

 Liên kết hydro được hình thành nhờ lực hút tĩnh điện yếu giữa nguyên

tử H của một phân tử với một nguyên tử có độ âm điện lớn nằm trong phân tử khác hoặc đang nằm trong chính phân tử có chứa nguyên tử H tham gia liên kết

 Phản ứng trao đổi diễn ra khi các ion kết hợp tạo thành chất ít điện ly

 Phản ứng oxy – hóa khử diễn ra khi có sự thay đổi số oxy hóa của các chất