Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun nhằm tăng cường năng lực tự học chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học

KHOA HÓA HỌC ĐẶNG THỊ HỒNG THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC CHƯƠNG “CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Trang 1

KHOA HÓA HỌC

ĐẶNG THỊ HỒNG

THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO

MÔĐUN NHẰM TĂNG CƯỜNG NĂNG LỰC TỰ HỌC

CHƯƠNG “CẤU TẠO PHÂN TỬ

VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa học vô cơ

Người hướng dẫn khoa học

TS Đăng Thị Thu Huyền

HÀ NỘI - 2017

Trang 2

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Đăng Thị Thu Huyền -

người đã trực tiếp giảng dạy, hướng dẫn, luôn tận tâm chỉ bảo những kiến thức về chuyên môn thiết thực và những chỉ dẫn khoa học quí báu, giúp đỡ em trong quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp

Em xin cảm ơn gia đình, anh em, bạn bè, những người đã luôn ở bên, chia sẻ, động viên và giúp đỡ em quá trình em làm khóa luận tốt nghiệp

Để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, mặc dù đã rất cố gắng, song trong những ngày đầu làm quen, tiếp cận và học hỏi nghiên cứu khoa học sẽ không tránh khỏi những hạn chế, thiếu sót về mặt kiến thức cũng như kinh nghiệm, em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành từ quý thầy cô giáo và bạn bè để khóa luận được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2017

Sinh viên

Đặng Thị Hồng

Trang 3

SV: Đặng Thị Hồng iii K39A – SP Hóa học

MỤC LỤC

PHẦN 1 MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Phương pháp nghiên cứu 2

7 Giả thuyết khoa học 3

8 Đóng góp mới của đề tài 3

PHẦN 2 NỘI DUNG 4

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 4

1.1 Đổi mới phương pháp dạy học 4

1.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học 4

1.2.1 Khái niệm tự học 4

1.2.2 Các kĩ năng tự học [2] 5

1.2.3 Quy trình tự học 6

1.2.4 Các hình thức tự học 7

1.2.5 Tác dụng của tự học [19] 7

1.3 Môđun dạy học 8

1.3.1 Khái niệm môđun dạy học 8

1.3.2 Những đặc trưng cơ bản của một môđun dạy học [7] 8

1.3.3 Cấu trúc của môđun dạy học 9

1.4 Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun [7], [10] 11

1.4.1 Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun? 11

Trang 4

SV: Đặng Thị Hồng iv K39A – SP Hóa học

1.4.2 Cấu trúc nội dung tài liệu tự học (cho một tiểu môđun) 11

1.4.3 Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun 12

1.5 Hướng dẫn cách tự học theo môđun 13

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN CHƯƠNG “CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC” 15

2.1 Cấu trúc học phần Hóa đại cương 1 15

2.2 Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun 15

2.3 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1 16

TIỂU MÔĐUN 1: KHÁI QUÁT VỀ PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC 16

TIỂU MÔĐUN 2: LIÊN KẾT ION 28

TIỂU MÔĐUN 3: LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ 32

TIỂU MÔĐUN 4: THUYẾT LIÊN KẾT HÓA TRỊ (THUYẾT VB) 40

TIỂU MÔĐUN 5: THUYẾT OBITAN PHÂN TỬ (THUYẾT MO) 54

TIỂU MÔĐUN 6: TỔNG QUAN VỀ PHỨC CHẤT 67

TIỂU MÔĐUN 7: THUYẾT PAULING GIẢI THÍCH LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG PHỨC CHẤT 74

TIỂU MÔĐUN 8: THUYẾT TRƯỜNG TINH THỂ VÀ THUYẾT TRƯỜNG PHỐI TỬ GIẢI THÍCH LIÊN KẾT HÓA HỌC TRONG PHỨC CHẤT 79

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 90

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC

Trang 6

Hình 5.4 Các giản đồ năng lượng MO của phân tử A2 (A là nguyên tố chu

Trang 7

SV: Đặng Thị Hồng vii K39A – SP Hóa học

Hình 8.1 Trường bát diện đều của phối tử và sự tách mức năng lượng

Trang 8

SV: Đặng Thị Hồng viii K39A – SP Hóa học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Một số ion đơn nguyên tử của một số nguyên tố nhóm chính 30

Trang 9

Giáo dục thế kỉ XXI đang đứng trước những cơ hội và thách thức lớn Trong

Nghị quyết số 29 - NQ/TW về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đã

xác định rõ chiến lược phát triển giáo dục đào tạo trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước: “phát triển giáo dục và đào tạo là một trong những động lực quan trọng thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, là điều kiện để phát huy nguồn lực con người - yếu tố cơ bản để phát triển xã hội, tăng trưởng kinh tế nhanh và bền vững” [8]

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của nền kinh tế xã hội, toàn ngành giáo dục đã và đang nỗ lực đổi mới phương pháp dạy học theo hướng tích cực, phát huy tối đa khả năng tự học của SV, từng bước rèn luyện những tư duy độc lập nhằm tạo ra những lớp người mới năng động, sáng tạo, đáp ứng được những yêu cầu của thời đại

Trong những năm gần đây, phương thức đào tạo theo môđun đã được nghiên cứu, triển khai, áp dụng vào giảng dạy, đem lại hiệu quả học tập cao hơn

Nội dung chính của phương pháp dạy học này là nhờ các môđun mà SV được dẫn dắt từng bước để đạt tới mục tiêu dạy học Nhờ nội dung dạy học được phân nhỏ ra từng phần, nhờ hệ thống mục tiêu chuyên biệt và hệ thống kiểm tra, SV

có thể tự học và tự kiểm tra mức độ nắm vững các kiến thức, kỹ năng và thái độ trong từng tiểu môđun Bằng cách này họ có thể tự học theo nhịp độ riêng của mình [10]

Trang 10

SV: Đặng Thị Hồng 2 K39A – SP Hóa học

Xuất phát từ thực tế đó, em nghiên cứu đề tài: Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun nhằm tăng cường năng lực tự học chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” là việc làm rất cần thiết

2 Mục tiêu nghiên cứu

Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn, bao gồm các vấn đề lí thuyết và bài tập, giúp tăng cường năng lực tự học cho SV chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1, cũng như năng lực tự học bộ môn hóa học nói chung ở trường ĐHSP Hà Nội 2

3 Đối tượng nghiên cứu

Mối quan hệ giữa phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun với chất lượng dạy và học chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1 ở trường ĐHSP Hà Nội 2

4 Phạm vi nghiên cứu

Quá trình dạy và học chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1 ở trường ĐHSP Hà Nội 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Phân tích cơ sở lí luận và cơ sở thực tiễn của việc xây dựng và sử dụng môđun để hướng dẫn SV tự học học chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1

- Xây dựng các môđun và các tiểu môđun kiến thức

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lí thuyết (Phân tích, so sánh, tổng hợp): Thu thập thông tin thông qua sách vở, đọc sách báo, tài liệu nhằm mục đích tìm chọn những khái niệm và tư tưởng là cơ sở cho lí luận của đề tài, hình thành giả thuyết khoa học

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Quan sát, trò chuyện với SV nhằm đánh giá khả năng tự học của SV

- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến đóng góp của các thầy (cô) giáo để hoàn thiện tài liệu tự học

Trang 11

7 Giả thuyết khoa học

Nếu thiết kế được tài liệu tự học có hướng dẫn tốt và sử dụng tài liệu đó một cách hiệu quả thì sẽ góp phần nâng cao năng lực tự đọc, tự học của SV, nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn Hóa học đại cương ở trường ĐHSP Hà Nội 2

8 Đóng góp mới của đề tài

- Hệ thống hóa, bổ sung thêm cơ sở lí luận về nâng cao chất lượng dạy học

và tổ chức việc tự học có hướng dẫn, sử dụng tài liệu hợp lí cho SV

- Soạn thảo bộ tài liệu tự học có hướng dẫn (Chương “Cấu tạo phân tử và

liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1) và sử dụng hợp lí, hiệu quả nhằm

nâng cao năng lực tự đọc, tự học, tự nghiên cứu cho SV trường ĐHSP Hà Nội 2

- Đề xuất một số phương pháp rèn luyện khả năng tự học cho SV Khoa Hóa học thông qua hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học

Trang 12

PHẦN 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Đổi mới phương pháp dạy học

Chiến lược phát triển giáo dục 2011 - 2020 đã chỉ rõ: “Nội dung chương trình, phương pháp dạy và học, công tác thi, kiểm tra, đánh giá chậm được đổi mới Nội dung chương trình còn nặng về lí thuyết, phương pháp dạy học lạc hậu, chưa phù hợp với đặc thù khác nhau của các loại hình cơ sở giáo dục, vùng miền và các đối tượng người học; nhà trường chưa gắn chặt với đời sống kinh tế, xã hội; chưa chuyển mạnh sang đào tạo theo nhu cầu xã hội; chưa chú trọng giáo dục kĩ năng sống, phát huy tính sáng tạo, năng lực hình thành của học sinh, sinh viên” [11]

Quy mô giáo dục được mở rộng khi có phong trào toàn dân tự học, tự đào tạo, mang lại chất lượng đích thực và phát triển tài năng của mỗi người

Hiện nay, dạy học lấy học sinh làm trung tâm đang được chú trọng “thầy giáo không còn là người truyền đạt kiến thức sẵn có mà là người định hướng, cho học sinh tự mình khám phá ra chân lí, tự mình tìm ra kiến thức”

Sự phát triển của khoa học công nghệ đã mở ra những khả năng và điều kiện thuận lợi cho việc sử dụng phương tiện công nghệ thông tin vào quá trình dạy học Việc sử dụng có tính sư phạm những thành quả của khoa học công nghệ

sẽ làm thay đổi hiệu quả của quá trình dạy học, hiệu quả của việc sử dụng các phương pháp dạy học

1.2 Cơ sở lí thuyết của quá trình tự học

1.2.1 Khái niệm tự học

Trong tập bài giảng chuyên đề: “Dạy tự học cho SV trong các nhà trường

trung học chuyên nghiệp và Cao đẳng, Đại học” GS - TSKH Thái Duy Tuyên

viết:“Tự học là hoạt động độc lập chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, là tự mình

động não, suy nghĩ, sử dụng các năng lực trí tuệ (quan sát, so sánh, phân tích, tổng hợp…) cùng các phẩm chất động cơ, tình cảm để chiếm lĩnh tri thức một lĩnh vực

Trang 13

hiểu biết nào đó hay những kinh nghiệm lịch sử, xã hội của nhân loại, biến nó thành

sở hữu của chính bản thân người học”

GS Nguyễn Cảnh Toàn cho rằng: “Tự học là tự mình động não, suy nghĩ, sử

dụng cả năng lực trí tuệ và có khi cả cơ bắp và các phẩm chất khác của người học,

cả động cơ tình cảm, nhân sinh quan, thế giới quan để chiếm lĩnh một tri thức nào

đó của nhân loại, biến tri thức đó thành sở hữu của chính mình” [18]

Tóm lại, tổng hợp các quan điểm về tự học của các tác giả, có thể đưa ra khái

niệm về tự học như sau: “Tự học là hoạt động học hoàn toàn không có GV, học

sinh không có sự tiếp xúc với GV, là hình thức học tập hoàn toàn không có sự tương tác thầy trò, do đó học sinh phải tự lực thông qua tài liệu, qua hoạt động thực tế, qua thí nghiệm để chiếm lĩnh kiến thức”

1.2.2 Các kĩ năng tự học [2]

Để đạt kết quả tốt trong tự học, người tự học cần nắm vững những kỹ năng, phải rèn luyện để hình thành cho mình những kỹ năng Căn cứ vào chức năng của từng loại hoạt động có thể chia kỹ năng tự học làm bốn nhóm

Thứ nhất: Kỹ năng kế hoạch hóa việc tự học

Kỹ năng này cần tuân thủ các nguyên tắc sau: Đảm bảo thời gian tự học tương xứng với lượng thông tin của môn học; Xen kẽ hợp lý giữa các hình thức tự học, giữa các môn học, giữa giờ tự học, giờ nghỉ ngơi

Thứ hai: Kỹ năng nghe và ghi bài trên lớp

Quy trình nghe giảng gồm các khâu như ôn bài cũ, làm quen với bài sắp học, hình dung các câu hỏi đối với bài mới Khi nghe giảng cần tập trung theo dõi sự dẫn dắt của thầy, liên hệ với kiến thức đang nghe, kiến thức đã có với các câu hỏi đã hình dung trước

Thứ ba: Kỹ năng ôn tập

Kỹ năng này được chia làm hai nhóm là kỹ năng ôn tập, kỹ năng tập luyện

Kỹ năng ôn bài là hoạt động có ý nghĩa quan trọng trong việc chiếm lĩnh kiến thức bài giảng của thầy Đó là hoạt động tái nhận bài giảng như xem lại bài ghi, mối quan hệ giữa các đoạn rời rạc, bổ sung bài ghi bằng những thông tin

Trang 14

Thứ tư: Kỹ năng đọc sách

Phải xác định rõ mục đích đọc sách, chọn cách đọc phù hợp như tìm hiểu nội dung tổng quát của quyển sách, đọc thử một vài đoạn, đọc lướt qua nhưng có trọng điểm, đọc kĩ có phân tích, nhận xét, đánh giá Khi đọc sách cần phải tập trung chú ý, tích cực suy nghĩ, khi đọc phải ghi chép

1.2.3 Quy trình tự học

Gồm 3 giai đoạn: Tự nghiên cứu; Tự thể hiện; Tự kiểm tra; Tự điều chỉnh

- Tự nghiên cứu: Người học tự tìm tòi, quan sát, mô tả, giải thích, phát hiện vấn đề, định hướng, giải quyết vấn đề, tự tìm ra kiến thức mới (chỉ mới đối với người học) và tạo ra sản phẩm có tính chất cá nhân

- Tự thể hiện: Người học tự thể hiện mình bằng văn bản, bằng lời nói, tự sắm vai trong các tình huống, vấn đề, tự trình bày, bảo vệ kiến thức hay sản phẩm cá nhân ban đầu của mình, tự thể hiện qua sự hợp tác, trao đổi, đối thoại, giao tiếp với các bạn và thầy cô, tạo ra sản phẩm có tính chất xã hội của cộng đồng lớp học

- Tự kiểm tra, tự điều chỉnh: Sau khi tự thể hiện mình qua sự hợp tác, trao đổi với bạn bè và thầy cô, sau khi thầy cô kết luận, người học tự kiểm tra, tự đánh giá sản phẩm ban đầu của mình, tự sửa sai, tự điều chỉnh thành sản phẩm khoa học (tri thức)

Trang 15

1.2.4 Các hình thức tự học

Có 5 hình thức tự học:

- Tự học hoàn toàn (không có GV): Thông qua tài liệu, qua tìm hiểu thực tế,

học kinh nghiệm của người khác SV gặp nhiều khó khăn do có nhiều lỗ hổng kiến thức, SV khó thu xếp tiến độ, kế hoạch tự học, không tự đánh giá được kết quả tự học của mình Từ đó SV dễ chán nản và không tiếp tục tự học

- Tự học trong một giai đoạn của quá trình học tập: Thí dụ như học bài hay làm bài tập ở nhà (khâu vận dụng kiến thức) là công việc thường xuyên của SV Để giúp SV có thể tự học ở nhà, GV cần tăng cường kiểm tra, đánh giá kết quả học bài, làm bài tập ở nhà của họ

- Tự học qua phương tiện truyền thông (học từ xa): SV được nghe GV giảng giải minh họa, nhưng không được tiếp xúc với GV, không được hỏi han, không nhận được sự giúp đỡ khi gặp khó khăn

- Tự học qua tài liệu hướng dẫn: Trong tài liệu trình bày cả nội dung, cách xây dựng kiến thức, cách kiểm tra kết quả sau mỗi phần, nếu chưa đạt thì chỉ dẫn cách tra cứu, bổ sung, làm lại cho đến khi đạt được (thí dụ học theo các phần mềm trên máy tính)

- Tự lực thực hiện một số hoạt động học dưới sự hướng dẫn chặt chẽ của GV

ở lớp: Với hình thức này cũng đem lại kết quả nhất định Song nếu SV vẫn sử dụng sách giáo khoa hóa học như hiện nay thì họ cũng gặp khó khăn khi tiến hành tự học

vì thiếu sự hướng dẫn về phương pháp học

Các hình thức tự học ở trên chúng ta thấy rằng mỗi hình thức tự học có những mặt ưu điểm và nhược điểm nhất định Để nhằm khắc phục được những nhược điểm của các hình thức tự học đã có này và xét đặc điểm của SV giỏi hoá học chúng tôi đề xuất một hình thức tự học mới: Tự học theo tài liệu hướng dẫn và có sự giúp đỡ trực tiếp một phần của GV gọi tắt là "Tự học có hướng dẫn"

1.2.5 Tác dụng của tự học [19]

- Tự học có ý nghĩa quan trọng đối với sự thành đạt của mỗi người, ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả học tập

Trang 16

- Tự học là con đường khẳng định của mỗi con người Tự học giúp con người giải quyết được những mâu thuẫn giữa khát khao đẹp đẽ về học vấn với khó khăn trong cuộc sống

- Tự học là con đường đi tới mọi thành công trong cuộc sống Tự học giúp ta chủ động tìm hiểu, thu thập kiến thức, tự làm giàu kho kiến thức của mình

- Tự học là con đường tạo ra tri thức bền vững cho con người, quá trình tự học khác hẳn với quá trình học tập thụ động, nhồi nhét, áp đặt Kiến thức có được là

do tự học, là kết quả của sự hứng thú, đam mê, không chịu sự chi phối của bất kỳ yếu tố nào Đó là một quy luật tự nhiên SV từ đó có tinh thần tự giác, chủ động, tích cực và có thái độ đúng đắn trong học tập

- Tự học giúp cho SV tích lũy được lượng kiến thức khổng lồ của các năm học tại trường đại học

- Tự học của SV ở trong trường đại học có vai trò quan trọng đối với yêu cầu đổi mới giáo dục và đào tạo, nâng cao chất lượng giáo dục

1.3 Môđun dạy học

1.3.1 Khái niệm môđun dạy học

Định nghĩa đầy đủ và cụ thể về môđun dạy học là định nghĩa do L.D’Hainaut

và GS Nguyễn Ngọc Quang đưa ra:“Môđun dạy học là một đơn vị, một chương

trình dạy học tương đối độc lập, được cấu trúc một cách đặc biệt, nhằm phục vụ cho người học, nó chứa đựng cả mục tiêu dạy học, nội dung dạy học, phương pháp dạy học và hệ thống các công cụ đánh giá kết quả lĩnh hội, gắn bó chặt chẽ với nhau thành một thể hoàn chỉnh”

Mỗi môđun gồm các tiểu môđun, là các thành phần cấu trúc môđun được xây dựng tương ứng với các nhiệm vụ học tập mà người học phải thực hiện

1.3.2 Những đặc trưng cơ bản của một môđun dạy học [7]

Có 5 đặc trưng cơ bản:

- Tính trọn vẹn

Mỗi môđun dạy học mang một chủ đề xác định từ đó xác định mục tiêu, nội dung, phương pháp và quy trình thực hiện do vậy nó không phụ thuộc vào nội dung

Trang 17

đã có và sẽ có sau nó Tính trọn vẹn là dấu hiệu bản chất của môđun dạy học thể hiện sự độc đáo khi xây dựng nội dung dạy học

- Tính cá biệt (tính cá nhân hóa)

Tính cá biệt nghĩa là chú ý tới trình độ nhận thức và các điều kiện khác nhau của người học Môđun dạy học có khả năng cung cấp cho người học nhiều cơ hội để

có thể học tập theo nhịp độ của cá nhân, việc học tập được cá thể hóa và phân hóa cao độ

- Tính tích hợp

Tính tích hợp là đặc tính căn bản tạo nên tính chỉnh thể tính liên kết và tính phát triển của môđun dạy học Trước hết mỗi môđun dạy học đều là sự tích hợp giữa lý thuyết và thực hành cũng như các yếu tố của quá trình dạy học

- Tính phát triển

Môđun dạy học được thiết kế theo hướng "mở" tạo ra cho nó khả năng dung nạp - bổ sung những nội dung mang tính cập nhật Vì thế môđun dạy học luôn có tính "động" tính "phát triển"

- Tính tự kiểm tra, đánh giá

Quy trình thực hiện một môđun dạy học được đánh giá thường xuyên bằng

hệ thống câu hỏi diễn ra trong suốt quá trình thực hiện môđun dạy học nhằm tăng thêm động cơ cho người học

Dạy học theo môđun là chương trình dạy học được xây dựng chủ yếu dựa trên phương pháp tiếp cận phát triển

1.3.3 Cấu trúc của môđun dạy học

Môđun dạy học bao gồm ba phần hợp thành: Hệ vào của môđun, thân của môđun, hệ ra của môđun

- Hệ vào của môđun

Hệ vào của môđun thực hiện chức năng đánh giá về điều kiện tiên quyết của người học trong mối quan hệ với các mục tiêu dạy học của môđun Tùy theo mức

độ của mối quan hệ người học sẽ nhận thức được những hữu ích của nó hoặc là họ

sẽ tiếp tục học môđun hoặc là đi tìm một môđun khác phù hợp hơn

Trang 18

Căn cứ vào chức năng trên có thể nhận thấy các thành phần của hệ vào bao gồm:

+ Tên gọi hay tiêu đề của môđun

+ Giới thiệu vị trí, tầm quan trọng và lợi ích của việc học theo môđun

+ Nêu rõ các kiến thức và kĩ năng cần có trước

+ Hệ thống mục tiêu của môđun

+ Kiểm tra vào môđun

- Thân của môđun

Thân môđun bao gồm một loạt các tiểu môđun tương ứng với các mục tiêu

đã được xác định ở hệ vào của môđun Các tiểu môđun liên kết với nhau bởi các kiểm tra trung gian và đều cần đến một thời gian học tập nhất định

Các tiểu môđun được cấu trúc bởi các thành phần:

*Mở đầu: Xác định những mục tiêu cụ thể của tiểu môđun, cung cấp cho người học những tri thức điểm tựa và huy động kinh nghiệm đã có của người học cung cấp cho người học các con đường để giải quyết vấn đề nhận thức để họ tự lựa chọn

*Nội dung và phương pháp học tập: Qua đó người học sẽ tiếp thu được một

số mục tiêu cụ thể của tiểu môđun

*Kiểm tra trung gian: Đánh giá xem người học đã đạt được đến mức độ nào đối với các mục tiêu của tiểu môđun và kết quả của kiểm tra có thể được xem như điều kiện tiên quyết để người học thực hiện tiểu môđun tiếp theo

- Hệ ra của thân mođun

Hệ ra của thân môđun thực hiện nhằm thực hiện chức năng tổng kết các tri thức, kỹ năng, thái độ của người học được thực hiện trong môđun và chỉ dẫn cho người học để họ có thể tìm những môđun tiếp theo hoặc phụ đạo để làm sâu sắc thêm những gì họ quan tâm đối với môđun

Hệ ra của môđun bao gồm: Một bản tổng kết chung, kiểm tra kết thúc, hệ thống chỉ dẫn để tiếp tục học tập tuỳ theo kết quả học tập môđun của người học Nếu đạt tất cả các mục tiêu của môđun người học sẽ chuyển sang học tập môđun tiếp theo, hệ thống hướng dẫn dành cho người dạy và người học

Trang 19

1.4 Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun [7], [10]

1.4.1 Thế nào là tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun?

Tài liệu có hướng dẫn có thể được thực hiện trực tiếp giữa thầy và trò

Tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun là tài liệu cung cấp nội dung kiến thức và hướng dẫn hoạt động học tập của SV thông qua hệ thống bài tập, hoạt động kiểm tra, đánh giá kiến thức của SV Tài liệu này được biên soạn theo những đặc trưng của môđun như cho phép người học tiến lên theo nhịp độ thích hợp với năng lực riêng

Tài liệu được phân thành nhiều loại: Theo nội dung lí thuyết hoặc theo nội dung bài tập

1.4.2 Cấu trúc nội dung tài liệu tự học (cho một tiểu môđun)

Bao gồm:

Tên của tiểu môđun

A Mục tiêu của tiểu môđun

B Tài liệu tham khảo

C Hướng dẫn tự học

D Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu

E Bài tập tự kiểm tra kiến thức của người học

1.4.2.1 Mục tiêu của tiểu môđun

Các mục đích, yêu cầu của một tiểu môđun là những gì mà SV phải nắm được sau mỗi bài học GV cũng căn cứ vào mục đích để theo dõi, hướng dẫn, kiểm tra đánh giá SV một cách cụ thể, chính xác

Với hệ thống mục đích, yêu cầu của tiểu môđun, tài liệu giảng dạy được biên soạn theo tiếp cận môđun trở lên khác một cách căn bản hơn so với tài liệu biên soạn theo kiểu truyền thống vì nó chứa đựng đồng thời cả nội dung và phương pháp dạy học

1.4.2.2 Nội dung và phương pháp dạy học

Nội dung dạy học cần được trình bày chính xác, phản ánh được bản chất nội dung khoa học cần nghiên cứu và phải phù hợp với đối tượng SV đại học

Trang 20

1.4.2.3 Câu hỏi chuẩn bị đánh giá

- Trong mỗi tiểu môđun tôi thiết kế 2 loại câu hỏi:

+ Loại 1: Câu hỏi hướng dẫn SV tự đọc

+ Loại 2: Câu hỏi tự kiểm tra để tự đánh giá sau khi đã chuẩn kiến thức mới

1.4.2.4 Bài tập áp dụng

Chúng tôi thiết kế loại bài tập có hướng dẫn, vận dụng kiến thức bài học để giải quyết

Mỗi tiểu môđun với cấu trúc như trên thì SV tự học thuận lợi hơn rất nhiều

so với một phần tương ứng trong tài liệu cũ Vì khi bước vào mỗi tiểu môđun SV đã được kiểm tra kết quả hoàn thành tiểu môđun trước Với mỗi tiểu môđun thì hệ thống mục đích, yêu cầu đã được định hướng rõ nét cái mà SV cần phải học Dựa vào các mục tiêu đó và tiêu chuẩn đánh giá sẽ xác định cái SV cần phải đạt được Qua mỗi tiểu môđun, việc học của SV lại được phân hóa một lần qua kiểm tra của GV

Đây là điểm cơ bản của tài liệu mới

1.4.3 Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun

Trong phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun thì GV chỉ giúp đỡ khi

SV cần thiết, chẳng hạn: Giải đáp các thắc mắc, sửa chữa những sai xót của SV, động viên họ học tập Kết thúc mỗi môđun, GV đánh giá kết quả học tập của họ Nếu đạt SV chuyển sang môđun tiếp theo Nếu không đạt SV thảo luận với GV về những khó khăn của mình và sẽ học lại một phần nào đó của môđun với nhịp độ riêng

Phương pháp tự học có hướng dẫn theo môđun đảm bảo tuân theo những nguyên tắc cơ bản của quá trình dạy học sau đây:

+ Nguyên tắc cá thể hoá trong học tập

+ Nguyên tắc đảm bảo hình thành ở SV kỹ năng tự học từ thấp đến cao + Nguyên tắc GV thu thập thông tin về kết quả học tập của SV sau quá trình

tự học, giúp đỡ họ khi cần thiết, điều chỉnh nhịp độ học tập

Ƣu điểm:

+ Giúp SV học tập ở lớp và ở nhà có hiệu quả vì môđun là tài liệu tự học SV

có thể mang theo mình để học tập bất cứ ở đâu và bất cứ lúc nào có điều kiện

Trang 21

+ Tạo điều kiện cho SV học tập với nhịp độ cá nhân, luyện tập việc tự đánh giá kết quả học tập, học tập cách giải quyết vấn đề, nâng cao được chất lượng dạy học thực tế

+ Tránh được sự tuỳ tiện của GV trong quá trình dạy học vì nội dung và phương pháp dạy học đều đã được văn bản hoá

+ Cập nhật được những thông tin mới về khoa học và công nghệ do đó có điều kiện thuận lợi trong việc bổ xung nội dung mới và tài liệu dạy học

+ Cho phép sử dụng đội ngũ cán bộ giảng dạy, theo dõi kèm cặp một cách tối

ưu tuỳ theo mức độ phức tạp của nhiệm vụ dạy học

+ Đảm bảo được tính vững chắc của tri thức, kỹ năng, kỹ xảo vì người học tự chiếm lĩnh nó, đồng thời hình thành, rèn luyện được thói quen tự học để họ tự đào tạo suốt đời

Trước khi đến lớp, SV phải dành thời gian cho việc học ở nhà để nghiên cứu

tài liệu và chuẩn bị bài Cần nắm được:

- Mục tiêu toàn chương

- Số lượng tiểu môđun và những tài liệu, môđun phụ đạo có liên quan

- Với mỗi tiểu môđun phải thấy rõ mục tiêu của tiểu môđun cần nghiên cứu sau đó nghiên cứu đến nội dung bằng cách trả lời các câu hỏi và bài tập đã được GV biên soạn, nghiên cứu xong phần nội dung thì tự trả lời câu hỏi ở cuối mỗi tiểu môđun Nếu trả lời được thì chuyển sang môđun tiếp theo, nếu chưa trả lời được thì nghiên cứu lại phần nội dung cho đến khi trả lời được

Ở lớp mỗi SV làm một bài kiểm tra nhỏ để đánh giá mức độ chuẩn bị bài ở nhà trong khoảng từ 10 – 15 phút

Trang 23

CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ TÀI LIỆU TỰ HỌC CÓ HƯỚNG DẪN THEO MÔĐUN CHƯƠNG “CẤU TẠO PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC”

2.1 Cấu trúc học phần Hóa đại cương 1

Học phần Hóa đại cương 1 được chia thành các chương tương ứng với các môđun sau:

Môđun1: Các khái niệm và định luật cơ bản của hóa học

Môđun 2: Cấu tạo nguyên tử và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học Môđun 3: Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học

Môđun 4: Liên kết và cấu trúc trong các hệ ngưng tụ

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, chúng tôi chỉ giới hạn nghiên cứu chương “Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học” Vì vậy, theo phân phối chương trình, chúng tôi thành lập Môđun 3: Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học

2.2 Nguyên tắc của việc thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun

- Nguyên tắc về tính độc lập của nội dung dạy học: phản ánh tính trọn vẹn và tích hợp của môđun

- Thường xuyên có mối liên hệ ngược (dựa trên khả năng tự kiểm tra, đánh giá của môđun dạy học)

- Nguyên tắc đảm bảo tính mềm dẻo, linh hoạt trong cấu trúc nội dung giúp thuận lợi cho việc thay đổi, bổ sung nội dung sao cho phù hợp với từng đối tượng người học

- Đảm bảo tính chính xác, khoa học, phù hợp về nội dung kiến thức với đối tượng sử dụng tài liệu

- Đảm bảo tính lôgic, tính hệ thống của kiến thức

- Đảm bảo tăng cường vai trò chủ đạo của lí thuyết

- Đảm bảo được tính hệ thống của các dạng bài tập

- Trình bày tinh gọn, dễ hiểu, cấu trúc rõ ràng, có hướng dẫn học tập cụ thể, thể hiện rõ nội dung kiến thức trọng tâm, gây được hứng thú cho SV

Trang 24

2.3 Thiết kế tài liệu tự học có hướng dẫn theo môđun chương “Cấu tạo phân

tử và liên kết hóa học” của học phần Hóa đại cương 1

Xây dựng môđun 3 và phân chia thành các tiểu môđun sau:

Môđun 3: Cấu tạo phân tử và liên kết hóa học

Tiểu môđun 1: Khái quát về phân tử và liên kết hóa học

Tiểu môđun 2: Liên kết ion

Tiểu môđun 3: Liên kết cộng hóa trị

Tiểu môđun 4: Thuyết liên kết hóa trị (thuyết VB)

Tiểu môđun 5: Thuyết obital phân tử (thuyết MO)

Tiểu môđun 6: Tổng quan về phức chất

Tiểu môđun 7: Thuyết Paulinh giải thích liên kết hóa học trong phức chất Tiểu môđun 8: Thuyết trường tinh thể và thuyết trường phối tử giải thích liên kết hóa học trong phức chất

TIỂU MÔĐUN 1: KHÁI QUÁT VỀ PHÂN TỬ VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC

A Mục tiêu

1 Về kiến thức

SV trình bày được:

- Khái niệm về phân tử và liên kết hóa học

- Các đặc trưng cơ bản của liên kết

- Nội dung của mô hình sự đẩy giữa các cặp electron vỏ hóa trị (Thuyết VSEPR); Hình dạng một số loại phân tử theo mô hình VSEPR

- Khái niệm momen lưỡng cực của phân tử, đơn vị và chiều của vectơ momen lưỡng cực; Khái niệm momen liên kết, liên hệ giữa momen lưỡng cực của phân tử với các momen liên kết

- Phân loại liên kết hóa học

- Quy tắc octet

SV giải thích được:

- Góc liên kết của các phân tử phù hợp với thực nghiệm

- Hình dạng của các phân tử dựa vào mô hình VSEPR

Trang 25

- Niềm say mê học tập, yêu thích môn học

- Xây dựng lòng yêu thích, say mê NCKH cho SV sư phạm

4 Định hướng phát triển năng lực

- Năng lực tự học, tự đọc các học liệu

- Năng lực tư duy, tổng hợp

- Năng lực giải bài tập định tính và định lượng hóa học

B Tài liệu tham khảo

1 Trần Thành Huế - Hoá học đại cương 1 - Cấu tạo chất - NXB Đại học sư

phạm, năm 2004

2 Lâm Ngọc Thiềm - Cơ sở lí thuyết Hóa học - NXB Giáo Dục, năm 2008

3 Lâm Ngọc Thiềm, Trần Hiệp Hải - Bài tập Hoá học đại cương - NXB Đại

học Quốc gia Hà Nội, năm 2004

4 Đào Đình Thức - Hoá học đại cương - Tập 1 - NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội, năm 2004

5 Đào Đình Thức - Bài tập Hoá học đại cương - NXB Giáo dục, năm 2008

C Hướng dẫn sinh viên tự đọc

SV đọc tài liệu tham khảo trên ở nhà và trả lời các câu hỏi sau:

1 Trình bày khái niệm phân tử; về liên kết hóa học

2 Nêu các đặc trưng cơ bản của liên kết

3 Trình bày nội dung của mô hình VSEPR

4 Trình bày khái niệm:Mômen lưỡng cực của phân tử Mômen liên kết.Mối liên hệ giữa mômen liên kết và mômen lưỡng cực của phân tử

5 Trình bày sự phân loại liên kết hóa học

6 Nêu nội dung quy tắc octet

Trang 26

D Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu

1 Khái niệm về phân tử và liên kết hóa học

1.1 Khái niệm phân tử

Khái niệm phân tử được Avogađro, nhà Vật lí học người Ý, đưa ra đầu tiên

năm 1811

- Trong một giả thuyết được gọi là giả thuyết Avogađro, khái niệm phân tử được sử dụng để chỉ những hạt nhỏ nhất của một chất khí, có khả năng tồn tại độc lập, chứa ít nhất là hai nguyên tử

- Theo lí thuyết cấu tạo kinh điển thì phân tử gồm một số có giới hạn những nguyên tử kết hợp với nhau bằng những liên kết hóa học

- Theo quan niệm hiện nay: Phân tử gồm một số có giới hạn các electron và

các hạt nhân nguyên tử tương tác với nhau và được phân bố một cách xác định trong không gian tạo thành một cấu trúc thống nhất vững bền

Cấu trúc phân tử tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như:

+ Phân tử trung hòa: CO, , …

+ Phân tử đồng hạch (Ví dụ: H2, O2, O3), phân tử dị hạch (Ví dụ: H2O, CO, HCl,…)

+ Tinh thể: kim cương, grafit, NaCl…

+ Giữa các phân tử riêng rẽ cũng có những tác dụng tương hỗ khác nhau

Tuy nhiên luôn luôn tồn tại giữa các phân tử một lực được gọi là lực Van der Waals

(Van-đéc-Van)

+ Trong trường hợp tương tác giữa các phân tử rất yếu, ở điều kiện bình thường, các phân tử ở trạng thái phân tán và khi đó ta có trạng thái khí, khi tương

Trang 27

tác này mạnh hơn, ta có trạng thái lỏng hay Trong trường hợp cuối, người ta nói tới

những tinh thể phân tử

1.2 Khái niệm về liên kết hóa học

Liên kết hóa học là một trong những vấn đề cơ bản của hóa học Liên kết hóa học được xét đến từ các thuyết đơn giản, thô sơ thời cổ đại cho đến thuyết hiện đại ngày nay

Khái niệm liên kết hóa học đã được hình thành từ lí thuyết cấu tạo kinh điển Đối với phân tử, khái niệm này luôn gắn liền với sự tương tác chỉ giữa hai nguyên

tử xác định trong phân tử

Vì phân tử là một hệ thống phức tạp nên trong việc mô tả định tính về phân

tử, đối với những trường hợp được phép, người ta cũng nói đến mô hình liên kết định cư hai tâm ứng với quan niệm kinh điển về liên kết

2 Các đặc trƣng cơ bản của liên kết

Xét một cách tổng quát, liên kết có hai đặc trưng

2.1 Năng lƣợng liên kết

Khái niệm: Năng lượng liên kết của một liên kết A – B là năng lượng đủ để

phá vỡ liên kết đó (trong những điều kiện xác định, thường xét ở độ không tuyệt

đối, 0K)

Kí hiệu đầy đủ năng lượng liên kết A – B là E(A – B) Viết gọn là EAB

Năng lượng liên kết luôn có dấu dương, EAB > 0

*Năng lượng liên kết trung bình

Trong hóa học có nhiều trường hợp một phân tử có đồng thời nhiều liên kết, chẳng hạn CH4 có 4 liên kết C – H

Năng lượng liên kết xác định được, EC – H  410 kJ.mol-1

là năng lượng liên

kết trung bình

Năng lượng (trung bình) của liên kết càng lớn thì liên kết đó càng bền

2.2 Đặc trƣng hình học của phân tử

a) Độ dài liên kết

Trang 28

Khái niệm: Độ dài của một liên kết trong phân tử là khoảng cách giữa hai

hạt nhân nguyên tử tạo ra liên kết đó khi phân tử ở trạng thái năng lượng thấp nhất

Độ dài liên kết thường được kí hiệu là d (hoặc l) Ví dụ: dH-H = 0,74

o

A

Độ dài liên kết càng ngắn liên kết càng bền

Từ các số liệu có thể thấy rằng độ dài liên kết dAB (dAA+dBB) Với dAA, dBB

là độ dài của liên kết A – A, B – B tương ứng Do đó người ta coi d AA là bán kính

liên kết hay bán kính hóa trị r A của nguyên tử A

Độ dài liên kết thay đổi phụ thuộc vào: Kiểu liên kết; Trạng thái hóa trị của các nguyên tố; Độ bền hợp chất…

b) Góc liên kết (Trong phân tử có từ 3 nguyên tử trở lên)

Khái niệm: Góc liên kết hay góc hóa trị là góc tạo bởi hai nửa đường thẳng

xuất phát từ một hạt nhân nguyên tử đi qua hai hạt nhân của hai nguyên tử liên kết với nguyên tử đó

Ví dụ: Phân tử H2O có góc HOH = 104o28’ hoặc 104,5o

c) Bậc liên kết: Là số liên kết tạo thành giữa hai nguyên tử tương tác

Anh: Valence Shell Electron Pair Repulsion)

Một cách đại cương, liên kết hóa học được chia thành hai dạng: Liên kết ion

và liên kết cộng hóa trị Không có ranh giới rõ rệt giữa hai dạng liên kết này

Thuyết VSEPR chỉ áp dụng giải thích đối với phân tử có liên kết cộng hóa trị

Trang 29

Mỗi liên kết cộng hóa trị giữa hai nguyên tử được tạo thành nhờ đôi electron liên kết hay đôi electron dùng chung Mỗi phân tử liên kết cộng hóa trị có hình dạng nhất định; hình dạng đó khác nhau ở các phân tử khác nhau Ở một mức độ nhất định, hình dạng của phân tử phụ thuộc vào khoảng không gian chiếm bởi mây

electron hóa trị của nguyên tử trung tâm A Điều đó đồng nghĩa với sự khẳng định:

Hình dạng phân tử phụ thuộc chủ yếu vào sự phân bố các cặp electron hay mây electron hóa trị của nguyên tử A

b) Mô hình sự đẩy giữa các cặp electron vỏ hóa trị (VSEPR)

Nội dung là: Các cặp electron vỏ hóa trị được phân bố cách nhau tới mức xa

nhất có thể được để có lực đẩy nhỏ nhất giữa chúng

Hình dạng phân tử được giải thích dựa vào mô hình trên được gọi là hình

dạng theo mô hình sự đẩy giữa các cặp vỏ hóa trị (VSEPR)

Cần lưu ý ngay là mô hình trên không áp dụng được cho các hợp chất phức của các nguyên tố kim loại chuyển tiếp có vỏ hóa trị d

c) Hình dạng một số loại phân tử

Xét một số trường hợp cơ bản, chủ yếu có liên kết đơn

- Dạng 1: AXn Trong đó: A là nguyên tử trung tâm; X là phối tử; n là số lượng phối tử

- Dạng 2: AXnEm A là nguyên tử trung tâm; X là phối tử; n là số lượng phối tử; E là đôi electron riêng; m là số đôi electron riêng

*AXn với n = 2 → 6 Các trường hợp đó ứng với các hình dạng như sau:

Hình 1.1 n = 2 Hình 1.2 n = 3 Hình 1.3 n = 4

Đường thẳng Tam giác Tứ diện

Trang 30

+ n = 2 Phân tử có dạng AX2, hai đôi electron được phân bố trên đường

thẳng Phân tử thẳng, như BeH2, BeCl2, CO2 , CS2 …Góc liên kết XAX bằng 180o

+ n = 3 Phân tử có dạng AX3, ba đôi electron được phân bố trên ba đỉnh của tam giác đều, khi đó nguyên tử trung tâm A sẽ nằm ở trọng tâm của tam giác đều

Phân tử có hình tam giác đều, phẳng Góc XAX bằng 120o Ví dụ: BF3, AlCl3,…

+ n = 4 Phân tử có dạng AX4, bốn đôi electron được phân bố ở bốn đỉnh tứ

diện đều, tâm của hình tứ diện là nguyên tử trung tâm A Phân tử có hình tứ diện

đều Góc XAX bằng 109o28’ Ví dụ: CH4, NH4+,…

+ n = 5 Phân tử có dạng AX5, năm đôi electron được phân bố trên mặt cầu

vỏ hóa trị như sau: Ba đôi cùng với hạt nhân A ở trong 1 mặt phẳng, ba đôi này ở ba

đỉnh tam giác đều tâm A Kết quả sự sắp xếp trên đưa tới một lưỡng tháp tam giác

đáy chung là tam giác đều tâm A, hai đỉnh là 2 đôi electron tạo ra 2 liên kết trục Ví dụ: PCl5

Hình 1.4 n = 5

a) Sự phân bố 5 đôi electron trên vỏ hóa trị mặt cầu

b) Hình lưỡng tháp tam giác được tạo ra từ sự phân bố 5 đôi electron

+ n = 6 Sáu đôi electron của phân tử này được phân bố trên vỏ hóa trị của

nguyên tử A ở 6 đỉnh của một bát diện đều Trong trường hợp này không có sự

phân biệt giữa liên kết ngang với liên kết trục về độ dài

Ví dụ: SF6, trong phân tử này, góc giữa hai trục liên kết cạch nhau bằng 90o

Trang 31

Hình 1.5 n = 6

a) Sự phân bố 6 đôi electron trên mặt cầu vỏ hóa trị b) Hình bát diện đều được tạo ra từ sự phân bố 6 đôi electron c) Ví dụ minh họa: phân tử SF 6

*AXn E m

+ AX2E: Phân tử gồm nguyên tử trung tâm A, hai phối tử X (có tương ứng hai cặp electron liên kết), một cặp electron riêng (vì m = 1) Ba nguyên tử A, X, X không còn nằm trên cùng đường thẳng như trong trường hợp AX2

Ví dụ: SnCl2-, góc ClSnCl ≈ 120o

+ AX3E: Nguyên tử trung tâm A có tổng cộng 4 đôi electron, giống như trường hợp của phân tử AX4 nhưng phân tử không có dạng tứ diện đều như AX4

+ AX4E: Sự phân bố một đôi electron riêng và 4 đôi electron liên kết được

mô tả như hình cái bập bênh Ví dụ: Phân tử SF4

+ AX3E2: Ba đôi electron liên kết tạo liên kết A – X; sự đẩy tương hỗ giữa ba

đôi electron này với nhau và với hai đôi electron không liên kết, kết quả tạo ra hình

chữ T Ví dụ: ClF3, HClO2 …

+ AX5E: Bốn trong năm đôi electron liên kết được phân bố trong mặt phẳng,

1 đôi electron liên kết còn lại được phân bố trục gần vuông góc với mặt phẳng trên

Do đó tạo ra hình tháp vuông Ví dụ: Phân tử BrF5

Trang 32

Hình 1.9 Phân tử AX4E Hình 1.10 Phân tử AX3 E 2 Hình 1.11 Phân tử BrF5

có hình cái bập bênh có hình chữ T hình tháp vuông

Hình 1.12 Phân tử XeF4 (dạng AX 4 E 2 ) hình vuông phẳng

2.4 Momen lƣỡng cực

Giữa momen lưỡng cực với liên kết hóa học, cấu tạo, hình dạng phân tử có

mối liên hệ gì không?

Trang 33

a) Momen lưỡng cực của phân tử

Phân tử bao gồm các hạt nhân mang điện tích dương (+) và các electron mang điện tích (-) Trị số cộng các điện tích dương đó bằng Q, điện tích âm bằng – Q Vì phân tử trung hòa điện nên Q ≡ |‒Q| Hai trọng tâm của hai điện tích đó xác

định vectơ , giả thiết hướng từ Q đến – Q

Trong hệ SI, đơn vị của là Cm (Culong Mét)

Theo thói quen, người ta hay dùng đơn vị Đơbai, kí hiệu D

Có liên hệ: 1D ≈ 3,33.10-30 Cm

Nếu phân tử có = 0, ta nói phân tử không phân cực Ví dụ: H2, CO2, CH4, C6H6,…

Nếu phân tử có ≠ 0, ta nói phân tử đó phân cực, càng lớn phân tử phân cực càng

Momen lưỡng cực của liên kết được gọi là tắt là momen liên kết

Xét phân tử 3 nguyên tử ABC Có hai liên kết A – B và A – C Hai momen liên kết tương ứng là Góc liên kết là α Momen lưỡng cực của phân tử là

có liên hệ với

Trang 34

Một cách rất gần đúng, áp dụng phương pháp cộng momen để tính momen

lưỡng cực phân tử từ các momen liên kết Ví dụ: Phân tử CO2 là phân tử

thẳng, ta có momen = 0

+ Liên hệ giữa momen lưỡng cực của phân tử với các momen liên kết

+ Momen lưỡng cực của các dẫn xuất nhiều nhóm thế:

Phân tử benzen không có cực = 0 nhưng những dẫn xuất đơn của benzen đều là những lưỡng cực

(Monoclobenzen: = 1,53D; Nitrobenzen: = 3,9D; Anilin: = 1,6D…)

3 Các loại liên kết

Có thể chia thành 4 dạng:

- Liên kết ion (hay liên kết điện hóa trị)

- Liên kết cộng hóa trị (hay liên kết nguyên tử)

- Liên kết kim loại

- Tương tác giữa các phân tử (tương tác yếu)

+ Tương tác VanderWaals

+ Liên kết cầu nối hiđro

Không có ranh giới rõ rệt giữa các dạng liên kết này

4 Quy tắc octet

Từ sự phân tích kết quả thực nghiệm và cấu tạo hóa học của các phân tử, năm 1916 nhà hóa học Kossel và Lewis đưa ra nhận xét mà ngày nay được gọi là

quy tắc octet (hay quy tắc bát tử): Khi tạo liên kết hóa học, các nguyên tử có xu

hướng đạt tới cấu hình lớp ngoài bền vững của nguyên tử khí trơ với 8 electron

Để đạt được cấu trúc bền của khí trơ, có thể có 2 cách chính:

- Các electron từ nguyên tử này chuyển hẳn sang nguyên tử khác

- Các electron giữa các nguyên tử tham gia góp chung

Như vậy, với hai cách này sẽ dẫn đến hai loại liên kết chính: Liên kết ion và liên kết cộng hóa trị mà chúng ta sẽ tìm hiểu trong các môđun tiếp theo

Trang 35

1.2 Hãy nêu dẫn chứng về sự liên hệ giữa trị số  với hình dạng phân tử

1.3 Biết rằng monoclobenzen có mômen lưỡng cực  = 1,53D, hãy tính mômen lưỡng cực o, m, p của các hợp chất ortho-, meta-, para-, điclobenzen

1.4 Xác định giá trị momen lưỡng cực (D) trong các dẫn xuất thế 2 lần của nhân benzen sau đây Cho meta-điclobenzen (μ = 1,5D); ortho-đinitrobenzen (μ = 6,6D)

*Bài tập dành cho SV khá, giỏi

1.5 Bằng thực nghiệm người ta xác định được một cách gần đúng góc liên kết HCH

trong phân tử fomanđehit bằng 1200; các giá trị momen lưỡng cực của các liên kết lần lượt là μC-H = 0,4D và μC=O = 2,3 D Từ các dữ kiện trên hãy xác định momen lưỡng cực (D) của phân tử nói trên Cho O > χC > χH

1.6 1) Hãy cho biết cấu hình hình học của phân tử và ion dưới đây, đồng thời sắp

xếp các góc liên kết trong chúng theo chiều giảm dần Giải thích

a) , , b) ,

2) So sánh mômen lưỡng cực giữa hai phân tử và Giải thích

1.7 1) Có các phân tử :

a) Hãy cho biết cấu hình hình học của các phân tử và

b) So sánh góc liên kết HXH giữa hai phân tử trên và giải thích

2) Xét các phân tử

a) Các phân tử và có cấu hình hình học như thế nào?

b) Góc liên kết XPX trong phân tử nào lớn hơn?

3) Những phân tử nào sau đây có mômen lưỡng cực lớn hơn 0?

Trang 36

- Khái niệm và bản chất của liên kết ion

- Một số đặc điểm của liên kết ion và hợp chất ion

- Sự hình thành liên kết ion trong phân tử các chất

- Ảnh hưởng của liên kết ion đến tính chất của các hợp chất ion

2 Về kĩ năng

- Giải quyết các vấn đề thực tiễn có liên quan

3 Thái độ

- Tinh thần đoàn kết, ý thức tổ chức kỷ luật cao

- Năng lực giải bài tập định tính và định lượng hóa học

phạm, năm 2004

2 Lâm Ngọc Thiềm - Cấu tạo chất đại cương - NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội, năm 2004

4 Đào Đình Thức - Hoá học đại cương - Tập 1 - NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội, năm 2004

C Hướng dẫn sinh viên tự đọc

Sinh viên tự đọc tài liệu tham khảo trên ở nhà và trả lời các câu hỏi sau:

1 Nêu khái niệm liên kết ion; Bản chất của liên kết ion

Trang 37

2 Điều kiện hình thành liên kết ion và dấu hiệu cho thấy phân tử có liên kết

ion

3 Trình bày một số đặc điểm của liên kết ion và hợp chất ion

D Nội dung lí thuyết cần nghiên cứu

1 Khái niệm và bản chất liên kết ion

1.1 Khái niệm

Thuyết Kossel: Năm 1916, Kossel đưa ra giả thuyết: Trong phản ứng hóa

học xác định, các nguyên tử có xu hướng thu thêm electron hay nhường bớt electron

để đạt tới cấu hình electron bền vững của nguyên tử khí trơ với 8 electron Các

nguyên tử đó trở thành ion, chúng hút nhau tạo hợp chất có liên kết ion

+ Để có 8 electron ở lớp ngoài cùng, nguyên tử kim loại mất bớt số electron

vốn có ít ở vỏ hóa trị, trở thành ion dương:

1.2 Bản chất

Liên kết ion được hình thành khi các kim loại điển hình hóa hợp với các phi kim điển hình, trong đó có sự chuyển hẳn 1, 2 hoặc 3 electron hóa trị của các nguyên tử kim loại sang lớp ngoài cùng của các nguyên tử phi kim để tạo thành các ion mang điện ngược dấu, hút nhau bằng lực hút tĩnh điện, liên kết chúng lại Do

đó, liên kết ion có bản chất tĩnh điện

Ví dụ: Phân tử NaCl, electron được chuyển từ Na sang Cl để tạo thành

và

Trang 38

Bảng 2.1 Một số ion đơn nguyên tử của một số nguyên tố nhóm chính

(O2-) (S2-)

F

-Cl

-Br

-I-

2 Điều kiện để tạo thành liên kết ion

- Liên kết được hình thành giữa các nguyên tố có tính chất khác hẳn nhau (kim loại điển hình và phi kim điển hình)

3 Một số đặc điểm của liên kết ion và hợp chất ion

3.1 Lực liên kết

+ Các ion tích điện trái dấu hút nhau, tạo ra hợp chất ion

+ Lực liên kết trong hợp chất ion chủ yếu là lực tĩnh điện

3.2 Không có sự định hướng không gian

Người ta cho rằng các ion có hình dạng quả cầu Lực tĩnh điện mà ion tác

dụng được phân bố đều về tất cả các phương Như vậy lực tương tác tĩnh điện giữa

các ion không có sự định hướng không gian

Trang 39

+ Do đặc điểm trên, một ion được vây quanh bởi một số ion tích điện trái

dấu Kết quả của sự tương tác đó tạo ra mạng tinh thể ion Trong mạng tinh thể này

không thể nhận biết được từng phân tử riêng rẽ

3.3 Sự trung hòa điện

Hợp chất ion, khi được viết dưới dạng công thức kinh nghiệm hay khi xét cả

mạng tinh thể, đều trung hòa điện

Ví dụ: MgCl2, nếu xét ngay công thức này, ta thấy: MgCl2 → Mg2+ + 2ClTổng các điện tích dương với điện tích âm bằng không, nghĩa là phân tử (được biểu diễn bằng công thức kinh nghiệm) trung hòa điện

-E Câu hỏi tự kiểm tra đánh giá

*Bài tập trắc nghiệm khách quan (Dành cho tất cả SV)

2.1 Cấu hình electron của cặp nguyên tử nào sau đây có thể tạo liên kết ion:

*Bài tập tự luận (Dành cho tất cả các SV)

2.3 Viết cấu hình electron của Cl (Z=17) và Ca (Z=20) Cho biết vị trí của chúng

(chu kì, nhóm) trong bảng tuần hoàn Liên kết giữa canxi và clo trong hợp chất CaCl2 thuộc loại liên kết gì? Vì sao? Viết sơ đồ hình thành liên kết đó

*Bài tập dành cho SV khá, giỏi

2.4 Giải thích tại sao naphtalen và iot lại dễ thăng hoa nhưng không dẫn điện, trái

lại NaCl lại rất khó thăng hoa nhưng lại dẫn điện khi nóng chảy?

Trang 40

- Nguyên nhân tạo thành liên kết cộng hóa trị

2 Về kĩ năng

- Viết công thức Lewis của các phân tử

- Giải quyết các vấn đề thực tiễn có liên quan

3 Thái độ

- Giáo dục tư tưởng, đạo đức, tác phong như rèn luyện tính tự học, sáng tạo, chính xác, khoa học

- Năng lực tư duy, tổng hợp

phạm, năm 2004

2 Lâm Ngọc Thiềm - Cấu tạo chất đại cương - NXB Đại học Quốc gia Hà

Nội, năm 2004

4 Đào Đình Thức - Bài tập Hoá học đại cương - NXB Giáo dục, năm 2008

Định dạng
Số trang	111
Dung lượng	2,25 MB