CHƯƠNG I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ
I. Các cấu tử chánh:1. Các hạt cơ bản:
Nguyên tửElectron(e) -1
Nhân Proton(p) +1 1dvc Neutron(n) 0 1dvc
me/mp = 1/1840 Kl(ng.t) = Kl(nhân)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Ký hiệu nguyên tử:
Z: Bậc số ng.tử= ∑p trong nhân
A= Số khối = ∑p + ∑n
∑p = 6∑n = 12 – 6 = 6
Nguyên tử ở trạng thái cơ bản trung hòa điện ∑e = ∑p =6
XAZ
C126
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Ng.tử đồng vị: 1 protn. Có 0; 1; 2 neutron6 proton. Có 6; 7; 8 neutron17 proton. có 18; 19; 20 neutron
Các ng.t đồng vị có cùng Z ∑e bằng nhau hóa tính giống nhau.
H11 H2
1 H31
C126 C13
6
Cl3517 Cl37
17
Cùng Z, khác ADownload nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
4. Nguyên tố – nguyên tử:*1 ng.tố x.định khi có 1 giá trị Z x.định.*Trong 1 ng.tố có thể gồm nhiều ng. tử đồng vị với thành phần xác định*1H gồm: 1H(99,985%) và 2H(0,015%) *17Cl gồm: 35Cl(75,4%) và 37Cl(24,6%)
*6C gồm: 12C(98,982%) và 13C(1,108%)
*Klnt (ng.tố) =
Td: klnt(Cl) =
100
).%(iAi∑
453,35100
6,24.374,75.35 =+
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
II. Cấu tạo ng.tử theo thuyết cơ lượng tử.e di chuyển trên các orbital ng.tử (AO)
* Về ph.d vật lý: AO:vùng k.g quanh nhân
trên đó x.s tìm thấy e cực đại từ 90→99%
*Về ph.d toán học: AO được biểu diễn bởi hàm số Ѱn,l,m :nghiệm của p.t Schrodinger
∂2 Ѱ ∂2 Ѱ ∂2 Ѱ 8π2m── + ── + ── + ─── (E – V) Ѱ = 0∂x2 ∂y2 ∂z2 h2
Giải p.t này các cặp nghiệm E; Ѱ
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
1. Hệ 1 electron:1H : nhân 1+ và 1e di chuyển quanh nhân
2He→2He++e : nhân 2+ và 1e quanh nhân
3Li →3Li2++2e: nhân 3+và 1e quanh nhân Hệ 1e Nhân có Z+ và 1(e) quanh nhân Giải p.t Schrodinger áp dụng cho hệ 1(e)
Các hàm Ѱn,l,m biểu diễn các AO,và En AO có dạng x.định khi hàm Ѱn,l,m x.định. Ѱn,l,m xác định khi các số lượng tử n,l,m có giá trị xác định
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
a. Các số lượng tử:α. Số l.tử chánh n: lớp mà e di chuyển trên
đó, và kích thước của AO..n = 1 2 3 4 5 6 7…..∞Lớp K L M N O P Q……
En< 0 và En ↑ khi n↑n↑kích thước AO↑
Td: 1H:
n=1
n=2
eVE 6,131
1.6,13
2
1 −=
−=
eVE 4,32
1.6,13
2
2 −=
−=
eVn
ZEn
2
.6,13
−=
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2He+(Z=2):
ZXn+ :
n = ∞
eVE 4,541
26,13
2
1 −=
−=
eVE 6,132
26,13
2
2 −=
−=
n =1=>
n =2=>
eVE 05,63
26,13
2
3 −=
−=n =3=>
eVZ
E 06,132
=
∞−=⇒ ∞
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Số lượng tử phụ l: Với1giá trị n l có n trị số: 0;1;2; 3; 4; 5;…; n-1.
Slt phụ l: hình dạng của AO và phân lớp có trong 1 lớp thứ n của nguyên tử. l 0 1 2 3 4 5 6 7…….Ph.l s p d f g h i j…….. γ. Số lượng tử từ m (ml):Với 1 giá trị của l m có (2l+1) trị số:m = -l; -(l-1); -(l-2); …..; 0; 1; 2; …..; +l Số lượng tử từ m cho biết sự định hướng của AO trong không gian
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
n l m Ѱn,l,m (nl) AO1 0 0 Ѱ1,0,0 1s 1s
lớp K(n=1) có1 phân lớp(1s) và chỉ có 1AO(1s)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
n l m Ѱn,l,m (nl) AO
2 0
1
0 Ѱ2,0,0 2s 2s -1 0 +1
Ѱ2,1,-1
Ѱ2,1,0
Ѱ2,1,+1
2p 2px
2py
2pz
lớp L(n=2) có 2 phân lớp: 2s có 1 AO (2s) và 2p có 3 AO ( 2px; 2py; 2pz )
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
n l m Ѱn,l,m nl AO3 0
1
2
0 Ѱ3,0,0 3s 3s-1 0+1
Ѱ3,1,-1
Ѱ3,1,0
Ѱ3,1,+1
3p 3px
3py
3pz-2-1 0+1+2
Ѱ3,2,-2
Ѱ3,2,-1
Ѱ3,2,0
Ѱ3,2,+1
Ѱ3,2,+2
3d
3dxy
3dyz
3dz2
3dxz
3dx2 – y2
lớp M(n=3) có 3 phân lớp: 3s (1AO); 3p(3AO) ; 3d(5AO)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
n = 4 l= 0;1;2;3có 4 phân lớp:
4s;4p;4d;4f
Phân lớp 4f (l=3) =>m có (2.3+1)=7 giá trị
7AO
Lớp thứ n có n phân lớp: ns;np;nd;nf;…
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
δ. Số lượng tử spin ms
Trạng thái chuyển động của elctron còn được biểu diễn bởi một slt thứ tư là ms: khi di chuyển quanh nhân electron có thể tự quay quanh trục đối xứng theo 2 chiều trái nhau( thuận và ngược chiều kim đồng hồ)
Slt ms có 2 gjá trị :
Trạng thái chuyển động của e được xác định bởi 4 số lượng tử: n,l,m,ms.Mỗi e trong 1 ng.tử đều có 4 slt n,l,m,ms xác định.
2
1−=sm2
1+=smvà
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Ghi chú: *trong hệ 1(e)Các ph.l ϵ 1 lớp có En bằng nhau*e có thể di.ch ở bất kỳ lớp nào từ n=1→∞*Khi e di chuyển ở lớp nàoEn của lớp đó
*Ở tr.th cơ bản: Hệ có E nhỏ nhấte Є n=1*e từ n=1→n=2 ∆E1→2=E2–E1>0*e từ n=2→n=1∆E2→1=E1-E2<0*e từ Enthấp →EncaoHệ nhận năng lượng*e từ Encao →Enthấp Hệ phát năng lượng
eVn
ZEn
2
.6,13
−=
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Hệ nhiều electron:
Gồm các nguyên tố chứa từ 2e trở lên:
* Các e đẩy lẫn nhaucác phân lớp trong cùng 1 lớp có E khác nhau
* Các e di chuyển quanh nhân cũng trên các lớp và phân lớp tương tự trường hợp hệ 1e.
* Trạng thái chuyển động của các e trong hệ nhiều e phải tuân theo các nguyên lý của cơ lượng tử.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
a. Các nguyên lý của cơ lượng tử:α. Nguyên lý ngoại trừ Pauly:
Trong 1 ng.tử nhiều e, không có cặp e nào có 4 số lượng tử hoàn toàn giống nhau.* Số e tối đa trong 1AO:
Các e di chuyển trên cùng 1AO(Ѱn,l,m) phải có 3 slt n,l,m giống nhau ms khác nhauVì ms chỉ có 2 giá trị: - 1/2 và + 1/2 1AO chỉ có tối đa 2e với ms ngược chiều ms =+1/2
ms = -1/2
AO chứa 2e Còn
↑ ↓
↑↓ ↑↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Số electron tối đa trong 1 phân lớp:Trong1ph.l thứ l: Có (2l+1) AOcó2(2l+1)ePh.lớp s(l=0) tối đa 2(2.0+1)=2e s2
Ph.lớp p(l=1) tối đa 2(2.1+1) = 6e p6
Ph.lớp d(l=2)tối đa 2(2.2+1) = 10ed10
Ph.lớp f (l=3)tối đa 2(2.3+1) =14e f14
ns: s0 ; s1 ; s2
np: p0; p1 ; p2 ; p3 ; p4 ; p5 ; p6
nd: d0; d1; d2; d3; d4; d5; d6 ; d7 ; d8 ; d9 ; d10
nf:f0; f1; f2; f3; f4; f5; f6; f7; f8; f9; f10; f11; f12; f13; f14
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Số electron tối đa trong 1 lớp
Trong lớp thứ n: Chứa tối đa (2.n2 )en=1 tối đa 2.12= 2 en=2 tối đa 2.22 = 8en=3 tối đa 2.32 = 18 en=4 tối đa 2.42 = 32 en=5 tối đa 2.52 = 50 en=6 tối đa 2.62 =72 en=7 tối đa 2.72 = 98 e
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Nguyên lý vững bền Trong 1 nguyên tử nhiều electron,các electron di chuyển quanh nhân như thế nào để năng lượng của hệ là nhỏ nhất.
* Các phân lớp nl: Có (n + l)↑ E↑Td: 3s(3 + 0)< 3p(3 + 1)E3s < E3p
* Trường hợp 2 ph.lớp có (n + l) bằng nhau:Phân lớp nào có n↑En ↑
Td: 3d(3 + 2) và 4p(4 + 1) E3d < E4p
4p(4 + 1) và 5s(5 + 0) E4p < E5s
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Quy tắc Kleckowski:Trong 1 ng.tử nhiều e, các e lần lượt vào chiếm các ph.l có E nhỏ nhất trước(mỗi AO chỉ chứa tối đa 2e với spin ngược chiều).Khi nào ph.l có E nhỏ hơn đã bão hòa e,thì e tiếp theo mới vào chiếm ph.l có E cao hơn kế tiếp. Thứ tự tiến E của các ph.l được xác định bởi qui tắc KlecKowski.
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p
Thứ tự tiến năng lượng của các phân lớp:
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Quy tắc Kleckowski:Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
γ. Quy tắc Hund:
Trường hợp ph.l có nhiều AO đồng năng:p.l: npx
p.l: ndx
e lần lượt vào chiếm các AO như thế nào để:
∑ms cực đại ∑m cực tiểu
P1
P2
P3
P4
P5
p6
d1 d6
d2 d7
d3 d8
d4 d9
d5 d10
m = -1 0 +1
m = -2 -1 0 +1 +2
↑ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↑
↑ ↑
↑ ↑ ↑
↑↓ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑ ↑
↑ ↑ ↑
↑ ↑ ↑ ↑
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑
ml -2 -1 0 +1 +2 ↑ ↑↑ ↑ ↑↑ ↑ ↑ ↑↑ ↑ ↑ ↑ ↑↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑↑↓ ↑
↓↑ ↑ ↑↑↓ ↑
↓↑↓ ↑ ↑↑↓ ↑
↓↑↓ ↑
↓↑↑↓ ↑
↓↑↓ ↑
↓↑↓
↑↑ ↑↑ ↑ ↑↑↓ ↑ ↑↑↓ ↑↓ ↑↑↓ ↑↓ ↑↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
δ. Ghi chú:
* Các phân lớp p và d: Cấu hình bền nhất là
cấu hình bão hòa và cấu hình bán bão hòa p.l p Bền là p6 và p3
p.l d Bền là d10
và d5
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Cấu hình electron:1H(1s1): ↑
2He(1s2) ↑↓
3Li(1s22s1) ↑↓ ↑
4Be(1s22s2) ↑↓ ↑↓
5B(1s22s22p1) ↑↓ ↑↓ ↑
6C(1s22s22p2) ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
7N(1s22s22p3) ↑ ↑ ↑↑↓↑↓
8O(1s22s22p4) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑
9F(1s22s22p5) ↑↓ ↑↓ ↑↑↓ ↑↓
10Ne(1s22s22p6) ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Có thể viết cấu hình electron của các nguyên tố nếu biết Z
11Na (1s22s22p63s1) (KL 3s1)…
26Fe (KL3s23p64s23d6) …
29Cu (KL3s23p64s23d9) …
Nhưng:cơ cấu d9 không bền bằng cơ cấu d10
Cu sẽ hiệu chỉnh thành cơ cấu 4s1 3d10
29Cu(KL3s23p64s13d10)…
↑
↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
↑ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Hiệu ứng chắn và hiệu ứng xâm nhập:α.Trong ng.tử nhiều e, khi di chuyểnej bị các ei còn lại đẩy một lực đẩy tổng cộng là Sj
e(j) bị nhân hút < tr.hợp ng.tử chỉ có 1e(j)
Sj: hiệu ứng chắn của các ei tác dụng lên ej
1ei sẽ gây1hiệu ứng chắn σij lên ej(Sj =∑σij)
* ej càng xa nhânSj ↑; ej càng gần nhânSj↓* ei càng xa nhânσij↓:ei càng gần nhânσij↑Trong cùng 1 lớp: s p d f
σij ↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Hiệu ứng xâm nhập:Các e khi di chuyển, do lực hút của nhân tác dụng lêntạo nên hiệu ứng xâm nhập
(e xâm nhập vào gần nhân hơn)
e tạo hiệu ứng chắn σ mạnh hơn
Trong cùng 1 lớp s p d f h.ứ xâm nhập ↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
III. Bảng phân loại tuần hoàn.1. Vị trí của các nguyên tố trong bảng phân loại tuần hoàn.
Là xác định chu kỳ và phân nhóm của ng.tố:
Chu kỳ: số lượng tử chánh n lớn nhất của ng.tố đó
Phân nhóm:Phân nhóm chánh A
Phân nhóm phụ B
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Nguyên tố thộc phân nhóm chánh A:Là ng.tố mà e cuối cùng đang x.d ph.lớp ns hoặc np và ph.lớp (n-1)d không chứa hoặc đã chứa bão hòa e nsx: ns1p.nh IA
ns2p.nh IIAns2 npy ns2 np1p.nh IIIA
ns2 np2 p.nh IVA
ns2 np3 p.nh VA
ns2 np4 p.nh VIA
ns2 np5p.nh VIIA
ns2 np6khí trơ
Họ S
Họ P
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Nguyên tố thuộc phân nhóm phụ B:Ng.tố mà e cuối cùng đang x.d ph.lớp (n-1)dns2 d1
d2
d3
d4
d5
d6
d7
d8
d9
d10
p.nh IIIBp.nh IVBp.nh VBp.nh VIBp.nh VIIB
p.nh VIIIB
…ns1 (n-1)d10 p.nh IBp.nh IIB
Họ D
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Tính chất của các nguyên tố:a. Tính kim loại và phi kim:
α. K.l: là ng.tố mà ∑e lớp ngoài cùng ≤ 3K.l gồm:ph.nh IA; IIA; IIIA và các p.nh Bβ. Phi kim:là ng.tố mà∑e lớp ngoài cùng ≥ 4 phi kim gồm:phân nhóm IVA;VA;VIA;VIIA
*Ng.tố thuộc ch.kỳ lớn của p.nh IVA;VAlà k.lb.Soh (+) cao nhất và soh (-) thấp nhất
* Soh (+) cao nhất của 1 ng.tố = ∑e hóa trị của ng.tố đóe hóa trị là e có thể tham gia tạo liên kết
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Số oxyd hóa (-) thấp nhất= ∑e hóa trị - 8→Kim loại chỉ có số oxyd hóa (+)→phi kim có : số oxyd hóa (+) và (-)
* ZX (ns2 npy) + (6-y)e X(6-y)- {…ns2 np6}
→ Các ng.tố phân nhóm chánh A có soh(+) cao nhất = cột phân nhóm của ng.tố đó.
b.Năng lượng ion hóa thứ nhất (I1) của ng.tốI1 của 1 ng.tố là n.l cần thiết mà ng.tố nhận vào để tách 1e ra khỏi ng.tố →ion M+.
M → M+ + e I1 = EM+ - EM I1 > 0I1↑ ng.tố càng khó ion hóa,tính khử và
tính Kl ↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Ái lực electron:Ái lực electron là năng lượng trao đổi khi 1 ng.tố nhận thêm 1e → ion X-
X + e → X-A1=EX-- EX (A1: <0 hoặc >0)A1 càng<0 nhận e ↑tính oh,đađ,pk↑ d. Bán kính ng.tử* Trong cùng 1 ph.nh, khi đi từ trên xuốngsố lượng tử chánh n↑bán kính ng.tử↑
*Cùng1chu kỳ: các ng.tố thuộc ph.nh A, khi đi từ trái sang phải Z↑rng.tố ↓rng.tử,tính khử, kl ↑,I1↓ rng.tử↓, oh,pk,đađ ↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
CHƯƠNG IILIÊN KẾT HÓA HỌC
I. Các đặc trưng của liên kết hóa học1. Độ dài liên kết::khoảng cách ngắn nhất nối
Liên kết H─F H─Cl H─Br H─Id(Ao) 0,92 1,28 1,42 1,62
2 hạt nhân của 2 nguyên tử tham gia liên kết
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Góc liên kết:Góc tạo thành bởi 2 đoạn thẳng nối liền
ng.tử với 2 nhân của 2 ng.tử liên kết với nó.
C OCl
Cl111.4o
124.3o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Bậc liên kết:
Số mối l.kết được hình thành giữa 2 ng.tửEtan H3C─CH3 blk = 1 Eten H2C = CH2 blk = 2 Etin HC ≡ CH blk =3
4. Năng lượng liên kếta. Phân tử 2 nguyên tử: AB(k)
→
Q
: Q là nhiệt hấp thu của pư Q>0 EAB = Qb. Phân tử nhiều nguyên tử: CH4(k)
→Q
EAB > 0 và EAB↑ độ bền liên kết↑Blk↑ EAB, đblk,↑ nhưng dAB↓
A(k)+B(k)
C(k) + 4H(k) QECH 41=⇒
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
5. Các loại liên kết.Gồm: Liên kết ionLiên kết cộng hóa trịLiên kết HidroLực Van Der WallsLiên kết trong phức chất
Các loại liên kết yếu
Để phân biệt lk ion và lkcht:căn cứ vào độ âm điện của 2 nguyên tử tham gia liên kết.
Lk (AB)0 ≤│χA - χB│< 1,7 lkcht
│χA – χB │≥ 1,7 lk ion
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
II. LIÊN KẾT CỘNG HÓA TRỊ1. Nguyên tắc:Liên kết AB: 0 ≤│χA – χB │< 1,7lkcht*2 ng.tử A và B tiến lại gần nhau, các AOht tiến lại gần nhau, đến 1 khoảng cách xđcác AO của chúng sẽ che phủ lên nhau các Orbital ph.tử:Molecular Orbital (MO)
* MO :vùng không gian quanh 2 nhân, trên đó xác suất tìm thấy e cực đại từ 90→99% Mỗi MO cũng chỉ chứa tối đa 2e với spin ngược chiều.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
AO(A) AO(B) MO(AB) + →
+ →
+ →
Liên kết phối trí(cho nhận)
▪ Chỉ có các AO hóa trị(AO chứa các e hóa trị) mới tham gia che phủ tạo liên kết.▪ Qui tắc che phủ hữu hiệu
*Che phủ cực đại:các AO tiến lại với nhau
theo hướng như thế nào để cácAO che phủ phủ lên nhau càng nhiều càng tốt
* ∆E2AO ↓Che phủ hữu hiệu ↑độ bền lk ↑
↑ ↑ ↑↓
↑↓ ↑↓
↑↓ ↑↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
HUI© 2006General Chemistry:Slide 51 of 48
Các kiểu xen phủ : sự tạo liên kết σ,π•Liên kết sigma ma: Hình thành do sự xen phủ trục, tức là sự xen phủ xãy ra dọc theo trục liên kết giữa 2 nguyên tử Kí hiệu σ
s-s s-p p-p
p-d d-d
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
HUI© 2006General Chemistry:Slide 52 of 48
• Liên kết π: Hình thành do xen phủ bên, Kí hiệu π
p-d d-d
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Các thí dụ:
* H2 H(1s1)H(1s1)
↑
↑↑↓ H2
+ → → MO σs↑ ↑ ↑ ↑ ↑↓
H:H H─H
* HFH(1s1)F(1s2 2s2 2p5)
↑
↑↓ ↑↓ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓ 2s 2p σsp
H:F̤̈:H─F̲̅׀
* Cl2Cl( 3s2 3p5)Cl( 3s2 3p5)
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑
↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ σp
↑↓↑ ↑
↑↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
*N2N(1s2 2s2 2p3)N(1s2 2s2 2p3)
↑↓ ↑ ↑ ↑
↑↓ ↑ ↑ ↑
y y
X X
z
y y
X X
z
σz
׀N≡N׀
↑↑ ↑↓
πy
πx
z z
y y
x
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
z z
y y
x
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* H2OH(1s1)O(1s2 2s2 2p4)H(1s1)
↑
↑↓ ↑↓ ↑ ↑
↑
H O──H
Lý thuyết: HOH=900 nhưng thực nghiệm:= 104,50
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* NH3:3H(1s1)N(1s2 2s2 2p3)
↑ ↑ ↑
↑↓ ↑ ↑ ↑
H N H H
Lý thuyết: HNH= 900 nhưng thực nghiệm= 1070
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* CH4 4H(1s1)C(1s2 2s2 2p2)→C*(1s2 2s1 2p3)
H H C H
HLý thuyết: CH4 gồm 2 loại liên kết C─H3 C─H tạo thành tam diện vuông, C─H thứ tư không định hướngThực nghiệm: CH4 có dạng tứ diện đều, góc HCH=109,50
↑ ↑ ↑ ↑
↑ ↑ ↑ ↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Thuyết lai hóa các AOTrước khi tạo liên kết, 1 ng.tử tự che phủ các AO hóa trị →những AO lai hóa có hình dáng, kích thước, E hoàn toàn giống nhau.Sau đó, nó dùng các AO l.hóa này che phủ với các AO của những ng.tử khác để tạo l.ka. Các trạng thái lai hóa: α. Lai hóa sp:1(s) + 1(p) →2(sp)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Trạng thái lai hóa sp dùng để giải thích cơ cấu của các phân tử thẳng hàng. Trong hóa hữu cơ, lai hóa sp dùng để giải thích cơ cấu của carbon liên kết ba (C ≡ ) sp sp spTd: O=C=O ; HC≡CH
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
phaân töû BeH2
Td: BeH2: Be(2 + 2.1=4)=> Be(sp)
BeCl2: Be(2 + 2.1 = 4)=> (sp)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β.Trạng thái lai hóa sp2: 1(s) + 2(p) → 3(sp2)Có cơ cấu tam giác đều: tâm là nhân ng.tử, 3 trục đ.x của 3(sp2) hướng ra 3 đỉnh của ∆
Trạng thái lai hóa sp2 dùng để giải thích các ph.tử có dạng ∆ hoặc góc.Trong hóa hữu cơ: giải thích cơ cấu của C liên kết đôi (C = )
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
γ. Trạng thái lai hóa sp3:1(s) + 3(p) → 4(sp3) :tứ diện đều,4 trục đxHướng ra 4 đỉnh của tứ diện đềuTrạng thái lai hóa sp3 được dùng để giải thích cơ cấu của phân tử có dạng tứ diện, tháp tam giác,góc.Trong hóa hữu cơ,dùng để giải thích cơ cấu của C nối đơn.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ε. Trạng thái lai hóa d2sp3 1(s) + 3(p) + 2(d) →6(d2sp3)Có dạng hình 8 mặt (lưỡng tháp đáy hình vuông)
δ. Trạng thái lai hóa dsp3;1(s) + 3(p) + 1(d) 5(dsp3)Dạng hình 6 mặt ( lưỡng tháp đáy tam giác)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
4. Dự đoán cơ cấu lập thể của hóa chấtXem chất: MLn ; MLn
x+ ; Mlny-
M:ng.tố tr.tâm(ng.tố có số ng.tử nhỏ nhất.)L:ligand(các ng.tố chung quanh l.k với M)n; chỉ số ligand ( n ≥ 2)X+: đ,t(+) của cation. Y- :đ.t (-) của anion
▪∑ehtlh(M) =∑ehtcb(M)+∑e: các L(1L góp 1e trừ O;S = 0e)
+ y(e) nếu là anion - x(e) nếu là cation
Để xác định dạng lập thể:
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
▪ Xác định trạng thái lai hóa của (M) và dạng lập thể ∑ehtlh: ∑AOlh: tr.thái lh dạng lập thể 4 2 sp thẳng hàng 6 3 sp2 tam giác; góc8 4 sp3 tứ diện, tháp,
góc 10 5 dsp3 lưỡng tháp đáy ∆ 12 6 d2sp3 hình bát diện
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
HUI© 2006General Chemistry:Slide 76 of 48
*Các cặp e hóa trị phải được phân bố cách xa nhau nhất để có được lực đẩy nhỏ nhất giữa chúng
* Hiệu ứng lập thể giãm dần: Cặp e không liên kết(K) > cặp e liên kết(L) > e không liên kết [K(1)]
*Lực đẩy của các cặp e giảm dần theo thứ tự sau: KK > KL > LL > K(1)L
*e trong liên kết bội đẩy > e
liên kết đơn. C OCl
Cl111.4o
124.3o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td: CO2: C(4 + 2.0 = 4) sp O =C = O
O - C - O▪▪
▪▪
z z
y y
z
y
x
2)(2
2.2)(1 =+= πσ e
Blk
phaân töû BeH2
Blk= 1
BeCl2:Be(2+2.1=4)=> sp
BeH2: Be(2+2.1=4)=> sp
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
CO32-: C (4 + 3.0 + 2 =6) sp2
▪▪
▪▪
O C O O
▪▪
1.2(e)Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2
CH≡CH
▪▪
▪▪
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
BF3: B(3+3.1=6e)=> sp2
..
..
..
1.2(e)Blk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
CH2=CH2 :C(sp2)Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
HUI© 2006General Chemistry:Slide 84 of 48
Cl
Cl
Cl
3p
3p3p
3p
3p
3p
sp2
sp2
2p
B
33,1)(2.3
2.1)(1 =+= πσ e
Blk
BCl3: 3+3.1=6=> sp2Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
NO2: ∑ehtlh = 5 + 2.0 = 5 lh sp2
N O O
•▪▪
•• 1.2e Blk=1(σ)+─── (π) = 1,5 2.2
CH4 ∑ehtlh = 4 + 4.1= 8lh sp3 Blk CH = 1
ONO>120o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
NO2- : ∑ehtlh = 5 + 2.0 +1 = 6 lh sp2
N O O
••••
••
2.2eBlk = 1(σ) + ─── (π) = 1,5 2.2
NO2+ : ∑ehtlh = 5 + 2.0 – 1 = 4lh sp
O───N───O
••
•• 2.2eBlk = 1(σ) + ─── (π) = 2 2.2
ONO < 120o
NO2+ thẳng hàng
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
NH3: ∑ehtlh = 5 + 3.1 = 8 lh sp3
Blk = 1
NH4+ : ∑ehtlh = 5 + 4.1 -1 = 8
lh sp3 :Blk = 1NO3
- : ∑ehtlk = 5 + 3.0 +1 = 6 lh sp2
O N──O O
••••
•• 1.2eBlk=1(σ) + ──(π) 3.2 = 1,33
;HNH < 109,5o
; HNH=109,5o
ONO = 120o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
H2O : ∑ehtlh = 6 + 2.1 = 8sp3
SO2: ∑ehtlh = 6 + 2.0 = 6 lh sp2
S──O O
••••••
1.2eBlk = 1(σ) + ── (π) = 1,5 2.2
OSO < 120o
HOH<109,5o
H
HO
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
OHH
104.5O107O
NHH
HC
H
HHH109.5O
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
SO3: ∑ehtlk = 6 + 3.0 = 6 sp2
O S──O O
••
••••
1.2eBlk = 1(σ) + ─── (π) = 1,33 3.2
SO32- :∑ehtlh = 6 + 3.0 +2 =8 lh sp3
••
OSO = 120o
OSO < 109,5o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
SO42- : ∑ehtlh = 6 + 4.0 + 2 = 8 lh sp3
O
S O O O
2-
PCl5 : ∑ehtlh = 5 + 5.1 =10 lh dsp3OSO = 109,5o
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
5. Tính chất:a. Cộng hóa trị của 1 nguyên tố là số liên kết cộng hóa trị xuất phát từ nguyên tố đó.Td: H─O─H {cht(H) = 1; cht(O) = 2 }b. Bán kính của 1 ng.tố: là ½ độ dài liên kết đơn tạo bởi 2 ng.tử của ng.tố đó. Td:N-NcódN-N=1,45A°rN=1,45/2=0,725Aͦ
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Lkcht có tính bão hòa, định hướng, có thể không phân cực hoặc phân cực.Lk: AB có │χA – χB │= 0 AB không phân cực; μAB =0
0<│χA – χB│<1,7AB phân cực; μAB ≠ 0
Td: HF có χF > χH H──F μHF= 4,8.dHF.δ (Deby) μ↑ độ phân cực ↑
dHF
Td: H2 có μ = 0 ••
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Trường hợp ph.tử nhiều ng.tử:MLn mỗi l.k M─L có 1 gía trị μML μMLn = hợp lực của nμML Td: NH3 và NF3 CH4 có μ = 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
III. LIÊN KẾT ION1. Nguyên tắc:
A + B nếu│χA - χB│≥ 1,7 lk ionχA > χB
A + ne → An-
B → Bm+ + memAn-+nBm+→AmBn
Các ion An- và Bm+ phải có cấu hình e bền
* Cấu hình e bền của các ion:▪ cơ cấu 8e :(…ns2 np6): ng.tố p.nh chánh A ▪ Cơ cấu 18e (….ns2 np6 nd10): p.nh phụ B▪ Cơ cấu ns2 (….ns2) (thường gặp ở các ng.tố chu kỳ lớn phân nhóm IVA,VA )
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td:Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Tính chất:a. Bán kính ion:
Xem phân tử AB:A-B+
dAB= rA- + rB+A + e → A- rA-
rA>
B→ B+ +e <Trong dãy ion đẳng e: N3-; O2-; F-; Ne; Na+; Mg2+; Al3+
Z↑ rion↓
P3-; S2-; Cl-; Ar; K+; Ca2+; Z↑ rion↓
Trong các ion đẳng e:Ion nào có Z↑rion↓
+Br
Br
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Tính cộng hóa trị của liên kết ion ( tính ion của liên kết cộng hóa trị).
• •
Cation Mm+ có tính phân cực↑khi
• rM+ ↓• m(+) ↑
Anion An- có tính bị phân cực ↑ khi
• n(-) ↑• rA- ↑
Tínhcht ↑Tính ion ↓
• • •
100% ion lkcht ph.cực lkcht không cực
Tính cht ↑ độ bền↓; t0s , t0
nc ↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
•Trường hợp 2 cation có bán kính và điện tích bằng nhau, tính phân cực tăng theo thứ tự:
(ns2np6) < (ns2np6nd(x<10)) < (ns2np6nd10)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
IV: Các loại liên kết yếu: 1. Liên kết Hydro:
Là l.k tạo thành bởi ng.tử H linh động( là H l.k với 1 ng.tử hay 1 nhóm ng.tử có độ âm diện lớn như: O, F, Cl, C≡C) với 1 ng.tử hay nhóm có độ âm điện lớn và có các cặp e không liên kết. A←H+δ … ׀B←RTd: H→F … H→Fa. Phân loại Có 2 loại: lkH liên phân tử và lkH nội phân tử
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
α. Liên kết Hydro liên phân tử:Được tạo thành bởi các p.tử riêng biệt nhau;Td: H2O
H─O̅׀…H─O C2H5─O̅׀…H─O H H H H
β. Liên kết Hydro nội phân tử:Được tạo thành trong chính bản thân 1 phân tử
O
HNOO
O
HCOH
octo- Nitrobenzen andehit salyxilic
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Tính chấtα. Liên kết hydro càng bền khi H càng linh động và tâm B càng giàu e.
Td: C2H─O̅׀…H─O̅׀ bền hơn C2H5─O̅׀ H H H…׀O̅─H
H
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy: Hóa chất nào cho l.k(H) l.p.t ↑ thì t0
s, t0nc, ↑.
Td: C2H5─O̅׀…H─O̲̅─C2H5 bền hơn CH3─O̲̅─CH3
HChất nào cho liên kết Hydro nội phân tử càng mạnh thì to
s , tonc, càng thấp
Td: O─H O─H O có to
s, tonc> N
OO N O
....
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
γ. Độ tanChất nào cho được l.k(H) l.p.t với d.môi càng ↑ thì tan càng ↑ trong d,môi đó. Td: C2H5OH tan trong H2O > CH3OCH3
b. Lực Van Der Walls (VDW)Là lực liên ph.tử, được tạo thành gữa các ph.tử trung hòa, lực VDW được dùng để giải thích sự có thể hóa lỏng của chất khí, hoặc có thể đông đặc của chất lỏng. α. Phân loại: Lực VDW gồm các loại:
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Lực định hướng: Được tạo thành bởi các ph.tử luôn phân cực.
≡
* Lực cảm ứng: Được tạo thành bởi 1 phân tử phân cực và 1 phân tử không phân cực.
H H H H
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Lục khuếch tán.Tạo thành bởi các chất không phân cực
• ..
:• • ::
μ=0 μ≠0
He
Lục định hướng > lực cảm ứng > lực khuếch tánLực VDW↑
μ↑r(phân tử)↑M↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Tính chất
* Chất nào cho lực VDW↑ tos, to
nc↑
* Các chất có độ phân cực giống nhau hòa tan tốt vào nhau, và ngược lại.
Td: F2 Cl2 Br2 I2
Td: HCl hòa tan trong H2O tốt hơn CH4
CH4 hòa tan trong CCl4 tốt hơn HCl
tos , to
nc ↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
CHƯƠNG III: NHIỆT HÓA HỌCI. Các khái niệm cơ bản:1. Hệ:Là 1 phần của vũ trụ có giới hạn trong phạm vi đang khảo sát về phương diện hóa học. Phần còn lại của vũ trụ quanh hệ được gọi là môi trường ngoài (mtng) đối với hệ.
Td: 1 cốc chứa nước đậy kín: phần bên trong cốc là hệ, còn thành cốc và khoảng
không gian quanh cốc là (mtng).
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
*. Hệ hở: Có thể trao đổi E,vật chất với(mtng)
* Hệ kín: chỉ trao đổi E nhưng không trao đổi chất với (mtng) * Hệ cô lập: không trao đổi E và vật chất với (mtng)Td: Cốc chứa dd hóa chất không đậy nắp là hệ hở, còn trong bình đậy kín là hệ kín, trong bình cách nhiệt đậy kín là hệ cô lập.
*Hệ đồng thể: Chỉ có 1 pha,còn từ 2 pha trở lên là hệ dị thể [Hệ gồm nước(l) ng.chất là đồng thể, nước(l) và nước đá là dị thể]
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Thông số trạng thái và hàm trạng thái;a. Thông số trạng thái:Các đại lượng vật lý như:(p),(V),(T),(n) dùng để biểu diễn trạng thái của hệ được gọi là thông số trạng tháiGiữa các thông số trạng thái có 1f.t liên hệ:
Khi đã xđ được 3 trị số,trị số thứ 4 được xđ. Do đó: thường dùng 3 thông số: p,V,T
pV= nRTPt trạng thái
p: (atm),V:(lit),T:(oK) 0,082 l.atm.mol-1
R 1,987cal.mol-1 hs klt 8,3 j.mol-1
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Hàm trạng thái: Trạng thái của hệ thay đổi khi chỉ cần 1 thông số trạng thái thay đổiHàm trạng thái là 1 đại lượng có giá trị chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ.c. Quá trình: Xem1hệ ở tr.thái (1): (p1,V1,T1), khi 1 thông số tr.thái thay đổi →tr.thái (2): (p2,V2,T2) hệ đã thực hiện 1 quá trình từ trạng thái(1)→trạng thái(2) *1 (p1,V1,T1) → *2 (p2,V2,T2)• Q.t đẳng áp: p không đổi( ∆p=0;p=const)•Q.t đẳng tích:V không đổi(∆V=0;V=const)•Q.t đẳng nhiệt:T không đổi(∆T=0;T=const)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
•Q.t đoạn nhiệt: không trao đổi nhiệt (Q=0)•Q.t tn: khả năng xãy ra theo chiều thuận hay chiều nghịch là như nhau(↔).Q.t chỉ xãy ra 1 chiều là qt tự nhiên ( → )
c. Nhiệt và côngKhi thực hiện q.t từ tr.th(1) đến tr.th (2), hệ có thể trao đổi E với mtng dưới 2 dạng: nhiệt và công. α. Nhiệt:
m: khối lượng (gam) Q = mc∆T c: nhiệt dung ∆T= T2 – T1
m=1g ; ∆T=1 c=Q → c: nhiệt dung riêng
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
m=M, ∆T= 1 Q= Mc = cc̅ : nhiệt dung molCó n mol chất Q = nc̅ ∆T β. Công
Công A * Công thay đổi thể tích hệ * Công hóa học
Trường hợp chỉ có công thay đổi thể tích: A = pngoài . ∆V { ∆V = V2 –V1}•png=0(q.t xảy ra ở chân không)A = 0
•∆V=V2 - V1=0(q.t đẳng tích)A = 0• Quá trình đẳng áp hoặc thuận nghịch: png = phệ = p A = p.∆V
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Qui ước về dấu: Q < 0 phát nhiệt Q > 0 nhận nhiệt A< 0 nhận công A> 0 sinh công
II. Áp dụng nguyên lý I nhiệt động lực học.1. Nguyên lý I và nội năng
Xem hệ thực hiện q.t từ tr.th (1) đến tr.th (2) có thể theo nhiều đường q.t khác nhau:
* *
Q1 , A1
Q2 , A2Q3 ,A3
Qn ,An
Q1 ≠ Q2 ≠ Q3 ≠ Qn;A1 ≠ A2 ≠ A3 ≠ An
Q1-A1=Q2-A2=Q3- A3=Qn-A=hs= ∆U∆U= U2 - U1( U1 và U2 nội năng của hệ ở trạng thái (1) và (2).
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Nội năng U là tất cả các dạng năng lượng tích chứa bên trong hệ.
∆U = Q - A
A = png.∆V ∆U = Q – png.∆VTrong trường hợp hệ thực hiện 1 chu trình:
1*2 ∆U = U2 – U1 = Q – A = 0 Q = A
• Q > 0A > 0: hệ nhận nhiệt→sinh công• A < 0 Q < 0: hệ nhận công→phát nhiệt
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Entalpi: 1 pư thường được thực hiện theo 1 trong 2 cách sau:
* Bình kín,Vhệ=Vbìnhq.t đẳng tích(∆V=0)
∆U=Q-A=Q-png∆V∆U=QV: nh đẳng tích
•QV>0∆U>0hệ nhận nhiệt→U2>U1 hệ nóng lên
•QV<0∆U<0hệ phát nhiệt→U2<U1: hệ lạnh đi
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
*Bình hở, p tác dụng lên hệ là p khí quyển = 1atm quá trình đẳng áp∆U = Q – A = Q - p∆V Q =∆U + p∆V Qp=U2-U1+p(V2 – V1) =(U2+pV2)-(U1+pV1)Đặt: H2 = U2 + pV2 ; H1 = U1 + pV1 Là Entalpi của hệ ở trạng thái (2) và (1)
∆H = H2 – H1 = Qp nhiệt đẳng ápVới H = U + pV
Qp>0∆H>0hệ nhận nhiệt:H2>H1hệ nóng lênQp<0∆H<0hệ phát nhiệt:H2<H1hệ lạnh đi
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Hiệu ứng nhiệtHiệu ứng nhiệt của 1 p.ư là Q trao đổi giữa pư với mtng ở điều kiện ∆V=0 hoặc ∆p = 0.
*∆V=0:∆U=QV: hiệu ứng nhiệt đẳng tích.
* ∆p=0∆H = Qp : hiệu ứng nhiệt đẳng áp.Sự liên quan giữa ∆H và ∆UTa có: H = U + pV ∆H = ∆U + p∆V∆H = ∆U + p(V2 – V1) = ∆U + pV2 –pV1 ∆H=∆U+ n2RT – n1RT = ∆U + (n2 – n1)RT∆H =∆U + ∆n.RT ∆n=∑n(k)(sp)-∑n(k)(tc)
Qp = QV + ∆n.RTTrong quá trình:
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td: 2NH3(k) + 3/2 O2(k) →N2(k) + 3H2O(k)∆H =∆U+∆n.RT = ΔU+ ½ RT a. Nhiệt tạo thành và nhiệt phân hủyα. Nhiệt tạo thành mol tiêu chuẩnLà hiệu ứng nhiệt của phản ứng tạo thành 1 mol hóa chất từ các đơn chất bền ở điều kiện chuẩn (p=1atm, T = 298oK{25oC}Td: H2(k) + ½ O2 (k) → H2O(l) ∆Ho
298 = ∆H̅ott,298 [H2O(l)]
∆H̅0tt,298 thường <0 và ∆H̅0
tt,298 ↓ càng bền
∆H̅0tt,298 [đơn chất] = 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Nhiệt phân hủy mol tiêu chuẩnLà nhiệt trao đổi khi phân hủy hoàn toàn 1 mol hoá chất thành các đơn chất bền ở đkcH2O(l) → H2(k) + ½ O2(k) ∆H0
298 = ∆H̅0ph,298 [H2O(l)]
∆H̅0ph,298 thường>0 và ∆H̅0
ph,298↑càng bềnb. Nhiệt đốt cháy mol tiêu chuẩn.Là hiệu ứng nhiệt của pư đốt cháy hoàn toàn 1 mol hoá chất bằng O2(k),sản phẩm tạo thành là các oxyt bền của các nguyên tố tạo thành hoá chất ở đkc.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
H2(k) + ½ O2(k) →H2O(l)∆H0
298 = ∆H̅0ch,298 [H2(k)]
∆H̅och,298 thường < 0
và ∆H̅och,298
[đơn chất] ≠ 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
4. Định luật Hess và hệ quả.a. Định luật HessMột pư có thể xảy ra theo nhiều giai đoạn, hiệu ứng nhiệt tổng quát bằng tổng hiệu ứng nhiệt của các giai đoạn trung gian. Và hiệu ứng nhiệt tổng quát chỉ phụ vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của pư
I + J ∆H1 ∆H2
A + B → C + D ∆H3 ∆H4 ∆H5
E + F → G + H
∆H0298=∆H1+∆H2=∆H3+∆H4+∆H5
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
C(tc) + O2 (k) → CO2(k)
∆H0298 = ∆H1 + ∆H2
Có thể biểu diễn định luật Hess dưới dạng: C(tc) + ½ O2 (k) → CO(k) (1) ∆H1
CO(k) + ½ O2(k) → CO2(k) (2) ∆H2(1)+(2)→(3)C(tc)+O2(k)→CO2(k)
∆H3=∆H1+∆H2 b. Hệ quả:α. Phản ứng thuận nghịch
A + B ↔ C + D
∆Hth
∆Hng
∆H = ∆Hth + ∆Hng = 0∆Hth = - ∆Hng
ΔH1 ΔH2
CO(k)
ΔHDownload nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Tính h.ư nhiệt của pư theo nhiệt tạo thành AB + CD → AC + BD
A + B
C + D
∆H1∆H2 ∆H3
∆H
∆H = ∆H1 + ∆H2 + ∆H3∆H1 = -1.∆H̅0
tt,298[AB]∆H2 = -1.∆H̅0
tt,298[CD]∆H3 = + 1.∆H̅0
tt,298[AC] + 1.∆H̅0tt,298[BD]
∆H= {1.∆H̅0tt,298[AC] + 1.∆H̅0
tt,298[BD]} - {1.∆H0
298[AB] + 1.∆H0298[CD]}
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Xem pư tổng quát
mA + nB → pC + qD∆H0
298 = {m∆H0tt,298[C] + n∆H0
tt,298[D] }- { p∆H0
tt,298[A] + q∆H0tt,298[B] }
∆H0298 = ∑∆H0
tt,298[s.p] - ∑∆H0tt,298[t.c]
Td: 2NH3(k)+3/2O2(k) → N2(k) + 3H2O(k)
∆H0298=3∆H0
tt,298[H2O(k)]-2∆H0tt,298[NH3(k)]
∆H0298= 3.(-241,8) - 2.(- 46,2) = - 633kj
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
γ. Tính h.ư nhiệt của pư theo nhiệt cháy.Xem pư:H2C=CH2(k) +H2(k) →H3C-CH3(k)C2H4(k) +3O2(k) → 2CO2(k)+2H2O(l) (1) ∆H1
H2(k) +1/2 O2(k) → H2O(l) (2) ∆H2 C2H6(k) +7/2O2(k)→2CO2(k) +3H2O(l) (3) ∆H3
(1) + (2) – (3) →pư cần phải tính∆Ho
298= ∆H1 + ∆H2 - ∆H3∆Ho
298= 1.∆Hoch,298[C2H4(k)] + 1.∆Ho
ch,298[H2(k)] - 1.∆Ho
ch,298[C2H6(k)]
∆Ho298= ∑∆Ho
ch,298[tc] - ∑∆Hoch,298[sp]
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
δ. Tính hiệu ứng nhiệt theo năng lượng lk.Xem pư: H2C=CH2(k) + H2(k) → H3C─CH3(k)
2C(k) + 4H(k) ∆Ho
298= ∆H1 + ∆H2 + ∆H3 ∆H1= EC=C + 4ECH
∆H2= EH-H ∆H3= -EC-C + -6EC-H
∆Ho298= {EC=C + 4EC-H +EH-H } - {EC-C + 6EC-H}
∆Ho298= ∑Eđứt - ∑Eráp
∆H1 ∆H2 ∆H3
2H(k)
ΔHDownload nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Xét dấu ∆Ho298 của phản ứng:
∆Ho298 < 0 pư phát nhiệt: pư dễ xảy ra.
∆Ho298 > 0 pư thu nhiệt: pư khó xảy ra.
∆Ho298 = 0 pư đoạn nhiệt: pư khó xảy ra.
Pư có ∆H càng < 0 càng dễ xảy ra.Td: pư: H2 + X2 → 2HX X( halogen)
F2
Cl2
Br2
I2
∆Ho298 ↑ pư càng khó xr
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
III.Ng.lý 2 nhiệt động lực học - chiều q.t1. Nguyên lý 2 nhiệt động lực học – Entropi
VA = VB V = VA + VB
nAmol khí
Chân không
nAmol khí
(1) (2)
Độ:( tự do, xáo trộn, bất trật tự), xác suất hiện diện phân tử khí ↑
Khi hệ thực hiện quá trình từ(1) →(2) :
Trong q.t tự nhiên,hệ luôn đi từ trạng thái có độ tự do ,xs hiện diện p.tử khí thấp đến trạng thái có độ tự do, xs hiện diện ph.tử khí cao.
Tự nhiên
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
VA = VB ; TA = TB
Đxt,đtd (A) = (B)
Q
QA > QB
Đxt,đtd (A)↑ > (B)Biến thiên của đxt,đtd của hệ tỷ lệ thuận với lượng nhiệt Q trao đổi của hệ.
VA = VB ; TA > TB
QQA = QB
Đtd(A) > (B) ∆đtd(A) < (B)
∆ đtd của hệ tỷ lệ nghịch với nhiệt độ đang khảo sát của hệ
nA nA nAnA
nAnAnAnA
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Vậy: Mỗi trạng thái của hệ được biểu diễn bởi 1 h.số x.s entropi S (S là h.số biểu diễn độ tự do,xáo trộn,bất trật tự,và x.s hiện diện ph.tử của hệ),mà biến thiên của S được cho bởi hệ thức:
Q.t thuận nghịch∆Shê=Qtn/TQ.t tự nhiên ∆Shệ >Qktn/T
Mỗi hóa chất đều có 1 giá trị S̅o298 > 0 x.đ .
Hóa chất có S↑ độ tự do ↑Với 1 hóa chất: Sk > Sl > Sr
T
QS ≥∆
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Tính biến thiên entropi của 1 phản ứng.Xem pư: mA + nB → pC + qD
∆So298 ={ pS̅o
298[C]+qS̅o298[D]}-{mS̅o
298[A]+nS̅o298[B]}
∆So298 = ∑So
298[sp] - ∑So298[tc]
Td: CaCO3(r) → CaO(r) + CO2(k) ∆So
298=1.S̅o298[CaO(r)]+1.S̅o
298[CO2(k)] -1.S̅o
298[CaCO3(r)]
∆So298 = 39,7 + 213,7 – 88,7 = 164,7 kj/oK
* Có thể dự đoán dấu của ∆S dựa vào ∆n của pư:∆n > 0 ∆S > 0; ∆n<0∆S<0; ∆n=0tính cụ thểN2(k) + 3H2(k) → 2NH3(k) có ∆n= 2-1-3=-2∆S<0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Xét dấu ∆S của pư:
Một pư có:∆S > 0 dễ xảy ra.∆S = 0 khó xảy ra.∆S < 0 khó xảy ra.
∆S↑dễ xr
4. Chiều của pưNg.lý 1; 2 không kết luận được pư xảy ra được hay không. Do đó phải kết hợp 2 ng.lý G=H-TS (G: hàm Gibb, năng lượng tự do)Khi hệ thực hiện quá trình từ (1) → (2):∆G= G2 – G1 = (H2 – TS2) – (H1 – TS1) ∆G=(H2 – H1) – T(S2 – S1)= ∆H - T∆S
∆GoT = ∆Ho
T - T∆SoT
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
∆G̅ott,298 [hóa chất]: ∆Go
298 của pư tạo thành 1 mol hóa chất từ các đơn chất bền ở đkc.H2(k) + ½ O2(k) → H2O(k)∆Go
298 = ∆G̅ott,298[H2O(k)]
. ∆G̅ott,298[đơn chất] = 0
Xem pư: mA + nB → pC + qD∆Go
298 = {p∆G̅ott,298[C] + q∆G̅o
tt,298[D]} - {m∆G̅o
tt,298[A] + n∆G̅ott,298[B]}
∆Go298 = ∑∆G̅o
tt,298[sp] - ∑∆G̅ott,298[tc]
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* ∆H<0, ∆S>0 ∆G<0: pư tự xảy ra (→)
* ∆H>0,∆S<0∆G>0: pư tự xảy ra (←)
∆H<0,∆S<0:
│∆H│>│T∆S│∆G<0: (→). │∆H│<│T∆S│∆G>0: (←).
∆H>0, ∆S>0:
│∆H│>│T∆S│∆G>0: (←)│∆H│<│T∆S│∆G<0: (→)
Vẽ đường biểu diễn ∆G theo T ta có:
│∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔)
│∆H│=│T∆S│∆G=0:(↔)
ΔG = ΔH - TΔSDownload nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH > 0 ; ΔS < 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH > 0; ΔS >0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH > 0 ; ΔS = 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH < 0 ; ΔS < 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH < 0 ; ΔS > 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH < 0 ; ΔS = 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH = 0 ; ΔS < 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH = 0 ; ΔS > 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
ΔG
T
ΔH = 0 ; ΔS = 0
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
CHƯƠNG IVTỐC ĐỘ PƯ-CÂN BẰNG HÓA HỌCI. Tốc độ phản ứng
1. Biểu thức tốc độ phản ứng Xem pư: m A + nB → pC + qD
v=k(CA)m(CB)n
k:hs tốc độ pư;k> 0;k=f(T) Bậc m theo A,bậc n theo B Pư bậc (m + n) tổng quát
* m,n là các trị số thực nghiệm: có thể là số nguyên, thập phân* m,n ≠hệ số pư,chỉ đối với pư đơn giản( chỉ xảy ra 1 giai đoạn): bậc pư trùng hệ số pư
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Trường hợp các chất tham gia pư là chất khí, ta có thể dùng nồng độ hoặc áp suất.v = kCA
m.CBn hoặc v = kpA
m.pBn
* trường hợp các chất pư gồm(lỏng và rắn)
Ta có: v=kS.Cim
: Si là bề mặt hoạt động của chất rắn.* Trường hợp các chất pư gồm khí và rắn, ta chỉ chú ý đến chất khí: v = kpi
m
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ pưa. Ảnh hưởng của nồng độ(T= const)
mA + nB → pC +qD: pư đơn giản.v1 = kCA
m.CBn : C’A= xCA và C’B= yCB
v2=k(C’A)m.(C’B)n = k(xCA)m.(yCB)n
=kxmynCAmCB
n v2/v1= xm.yn
* Hỗn hợp pư là chất khí: Có thể dùng áp suất:v1= kpA
m.pBn ;v2= k(xpA)m.(ypB)n
v2/v1= xm.yn
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td1:pư: 2A + B → C :C’A= 2CA; C’B= CB
:x=2; y=1;v2/v1= x2.y1=22.11=4Td2; mA + nB → pC + qD.C’A=2CA;C’B=CB:v2/v1=4=2m.1n=2mm=2. C’A=CA; C’B=2CB:v2/v1=2=1m.2n=2nn=1
v = kCA2CB
Td3:2NO(k)+O2(k)→2NO2(k) Khi tăng Vbình lên 2 lầnáp suất các khí giảm 2 lầnp’A =½pA; p’B= ½ pB:v2/v1=(1/2)2.(1/2)1=1/8
v = kCA2.CB
:V = kCAm.CB
n
:v = kpNO2.pO2
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Ảnh hưởng của nhiệt độ.(nồng độ không đổi)α. Hệ thức Van’t Hoff T1→v1,k1,t1; T2→v2,k2,t2
v1= k1CAmCB
n ;v2= k2CAmCB
n
γ: hệ số nhiệt độ của k, γ >1∆T = T2 – T1
∆T = 100 => v2/v1 = γ
γ 10
2
1
1
2
1
2T
tt
kk
vv ∆
===
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
*Td1: T1=20oC→T2=50oC; γ=3 v2/v1=3(50-20)/10=27*Td2: T1=20oC→T2=50oC; v2/v1=8=γ(50-20)/10=γ3γ=2*Td3: T1=20oC,t1=3h→T2=400C;γ=3t2=? . t1/t2=γ(40-20)/10=γ2=32=9 = 180/t2 t2=180/9= 20’Td4: T1=20oC,t1=3h,γ=3→t2=20’ T2=?.t1/t2=γ∆T/10=3∆T/10=180/20=9∆T/10=2 T2=40oC
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Hệ thức Arhénius
k = α.e-Ea/RT
Ea:năng lượng hoạt hóa pưα=hs: thừa số tần số.
T→∞Ea/RT→0 k=α (hs tốc độ ở T=∞) lnk = -Ea/RT+lnα ;vẽ lnk = f(1/T)
lnk
1/T
lnk nghịch biến với 1/Tlnk đồng biến với TT↑k↑; T↓k↓
Ea>0; Ea↑=>k↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
T1,k1lnk1=-Ea/RT1+lnαT2,k2lnk2=-Ea/RT2+lnα Ea 1 1 lnk2 – lnk1= - — ─ - ─ R T2 T1
k2 Ea 1 1ln ─ = - ─ ─ - ─ k1 R T2 T1
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Ảnh hưởng của chất xúc tác(cxt)Cxt là chất được cho vào pư với lượng rất nhỏ, làm v↑ hoặc định hướng pư theo chiều mong muốn.Sau pư, cxt được hoàn trả lại mt.Td: RCOOH + R’OH → RCOOR’ + H2O
H+
NH3(k)+O2(k)
∆
∆,xt
. Cxt làm v↑ là do làm giảm Ea của pư
. Xt đồng thể: cxt và chất pư ở cùng 1 pha
. Xt dị thể: cxt và cpư ở 2 pha khác nhau
N2(k) + H2O(l)NO(k) + H2O(l)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
II. Cân bằng hóa học. 1. Hằng số cân bằngXem pư tn: mA +. nB ⇄ pC + qD
vth,kth
vng,kngvth= kthCm.CBn
vtq= vth – vng
vtq= kthCAm.CB
n - kngCCp.CD
q
. t → t0: CA và CB >> CC và CD
vth>>vngv>>0. t↑:CA và CB↓; CC và CD↑vth↓; vng↑vtq↓
vng = kngCCp.CD
q
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
. vth = vng vtq = 0→pư đạt trạng thái cân bằng (tcb) tcb: kth[A]m[B]n
= kng[C]p[D]q
kth [C]p[D]q
KC= ── = ───── kng [A]m[B]n
KC:hs cb độ;KC=f(T)
KC>0;KC↑,cb ≡>thuậnKC↓, cb ≡> nghịch
. Khi phản ứng đạt trạng thái cb, trong hỗn hợp pư còn đủ các chất có thành phần được xác định bằng biểu thức hằng số cb.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
. Khi hỗn hợp pư là chất khí:có thể dùng Kp
(pC)p.(pD)q
Kp = ────── (pA)m.(pB)n cb
Kp: hs cb áp suất.Kp↑;cb≡>thuận. Kp↓;cb≡>nghịch
Kp=KC.(RT)∆n; Kp = f(T). 2NO(k) + O2(k) ↔ 2NO2(k) (1): K1
a.(1)=>2aNO(k)+aO2(k)↔2aNO2(k)(2): K2
(pNO2)2 (pNO2)2a
K1= ────── ; K2 = ────── (pNO)2(p O2) (pNO)2a(pO2)a
=> K2 = (K1)a
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
. C(tc) + ½ O2(k) ↔ CO(k) (1) K1CO(k) + ½ O2(k) ↔ CO2(k) (2) K2
(1)+(2)→(3): C(tc) + O2(k) ↔ CO2(k) (3)K3 K3 = K1.K2
. 2NO2(k) ↔ N2O4(k) (1) K1 N2O4(k) ↔ 2NO2(k) (2) K2
K1.K2 = 1. Pư có mặt các chất (r,l,k), ta dùng Kp và chỉ ghi áp suất chất khí trong biểu thức Kp. .Pư có mặt các chất (l,r), ta dùng KC và chỉ ghi nồng độ chất lỏng trong biểu thức KC.
(1) và (2): th và ng
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng.a. Định luật Le Châtelier
Khi pư đạt trạng thái cb, nếu ta thay đổi 1 yếu tố tác dụng lên hệ,thì cb sẽ dịch chuyển theo chiều ngược lại với sự thay đổi đó.b. Ảnh hưởng của nồng độ.
A + B ↔ C + D . + A vào hệ: CA↑ cb ≡> CA↓: thuận(→). - A ra: CA↓ cb ≡> CA↑: nghịch(←). + D vào hệ: CD↑ cb ≡> CD↓: nghịch(←). - D ra: CD↓ cb ≡> CD↑: thuận(→)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Ảnh hưởng của áp suấtÁp suất chỉ ảnh hưởng đến cb nếu trong hệ có mặt chất khí. Xét ∆n = ∑n khí (sp) - ∑n khí (tc) của pư:Khi p↑ cb ≡> ∆n < 0 ; khi p↓ cb ≡> ∆n > 0Td:N2(k) + 3H2(k) ↔ 2NH3(k): ∆n= -2
p↑ cb ≡> ∆n < 0 : thuận(→) p↓ cb ≡> ∆n > 0: nghịch(←) nếu ∆n = 0 cb không dịch chuyển.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ.Khi T↑ cb ≡> thu nhiệt(∆H > 0)Khi T↓ cb ≡> phát nhiệt(∆H < 0)Nếu ∆H = 0 cb không dịch chuyểnTd: CaCO3(r) ↔ CaO(r) + CO2(k) ∆H > 0 T↑ cb ≡> ∆H > 0 ; thuận(→) T↓ cb ≡> ∆H < 0 : nghịch(←)e. Ảnh hưởng của chất xúc tác.Trong pư cb, thêm chất xt ,nó làm vth↑đồng thời làm vng↑; ∆vth=∆vng. chất xt không làm dịch chuyển mức cb mà chỉ làm pư nhanh chóng đạt trạng thái cb.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td: A + B ↔ C + D t0 1 1 0 0
kxt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb= 10h
Có xt: tcb 0,3 0,3 0,7 0,7 ∆tcb = 1h
3. Sự liên hệ giữa ∆G0298 và K của pư
Xem pư: mA + nB ↔ pC + qD Ta cũng tính được∆H0
298,∆S0298,∆G0
298,và K∆G0
T = - RTlnK ∆G0↑lnK↓K↓Td: A + B ↔ C + D ∆G0
298 = - 10kj ∆G0
298 - 10.1000 lnK= - ──── = - ────── = 4 K= 54,6 RT 8,3.298
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Đương lượng gam của 1 chất là số phần khối lượng của chất đó có thể kết hợp, thay thế với 1 phần khối lượng Hydro(đlg=1) hoặc 8 phần khối lượng Oxy(đlg=8) MA(g)ĐA= ─── n
A: ng.tử MA: ng.tử gamA: p.tử MA: p.tử gam
. A: nguyên tử; n: hóa trị của nguyên tử đó.Td1: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑
n = 2 đlg(Fe) = 56/2 = 28gTd2: Fe + 3/2Cl2 → FeCl3 n = 3 đlg(Fe) = 56/3 = 18,7g
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* A: hợp chấtAcid:Baz
n = ∑H+ = ∑OH- trao đổi
Td:H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O n = 2 n = 1
MuốiOxyt
n = ∑(+) = ∑(-) của công thức phân tử đó.
Td: NaCl:(n=1); Na2SO4(n=2); MgO(n=2) Chất oxy hóa khử:n= ∑e trao đổi5Fe2++MnO4
- +8H+ →5Fe3+ +Mn2+ + 4H2O
n= 1 n=5
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Với 1 hóa chất A có khối lượng mA(g): mA
nA= ─── MA
mA
; NA= ─── ĐA
NA mA/ĐA MA
── = ──── = ── = n NA= n.nA
nA mA/MA ĐA
nA
CM = ── V
NA
;CN = ── V
CN NA/V ── = ─── = n CN= nCM
CM nA/V
Td: hòa tan 4,9g H2SO4 vào nước để tạo thành 1l dd.
4,9/98CM = ──── = 0,05M 1
CN = 2CM = 2.0,05 = 0,1N
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Dd không điện ly – dd điện ly.* Dd không điện ly là dd mà chất tan là chất không điện ly(là chất khi hòa tan trong nước không phân ly thành các ion trái dấu).* Dd điện ly là dd: chất tan là chất đ.ly(khi → các ion trái dấu). Chất đ.l mạnh: phân ly hoàn toàn , quá trình phân ly là 1 chiều(→)
. Chất điện ly yếu: chỉ phân ly 1 phần, quá trình phân ly là thuận nghịch(↔)
HCl → H+ + Cl- ; NaCl → Na+ + Cl-
CH3COOH ↔ CH3COO- + H+
H2O
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
. Độ điện ly của chất đ.ly là tỷ số giữa số mol đã đ.ly và số mol ban đầu của chất đ.ly.
x: số mol(hay nồng độ) đã đ.ly a: số mol(hay nồng độ) ban đầu
α↑và α → 1chất điện ly càng mạnhα↓ và α → 0 chất điện ly càng yếu
. Để tiện so sánh, người ta qui ước:α > 0,3 chất điện ly mạnhα< 0,03 chất điệ ly yếu
0,03 ≤ α ≤ 0,3 chất diện ly trung bình
0 ≤ x ≤ a => 0 ≤ α ≤ 1a
x=α
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
II. TÍNH CHẤT DUNG DỊCH ĐIỆN LY
1. Sự điện ly của nước – chỉ số pH và pOHNước nguyên chất là chất điện ly yếu.H2O H+ + OH- Kđly [H+][OH-]Kđly = ────── = 1,8.10-16 ở 250C [H2O]
Vì lượng H2O đã đ.ly rất nhỏ so với lượng H2O ban đầu [H2O] xem như không đổi.Kn=Kđly[H2O]=(1000/18).1,8.10-16 = 10-14
Vậy Kn = [H+][OH-] = 10-14 ở 250C Kn: tích ion của H2O
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Với 1 dd (dm là H2O) bất kỳ,ta vẫn có: Kn = CH+.COH- = 10-14 ở 250C-lgKn = -lgCH+ -lgCOH- = 14
Đặt: pKn=-lgKn;pH=-lgCH+; pOH= -lgCOH- pKn = pH + pOH = 14 ở 250C
. Môi trường trung tính: CH+ = COH- = 10-7
pH = pOH = -lg10-7 = 7. Môi trường axit: CH+ > COH- CH+ > 10-7
pH = -lgCH+ < 7 ; pOH > 7. Môi trường baz: CH+<COH- CH+< 10-7M pH > 7 ; pOH < 7׀
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Tính pH của dung dịch axit- baza. Định nghĩa axit-bazα. Quan điểm Arhénius
AHn → An- + nH+ B(OH)m → Bm+ + mOH-
. Dm = H2O; . Axit: n chức; baz: m chức .CH+↑axit↑;COH-↑baz↑
Td:HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r): không là pư(a-b)
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Quan điểm BronstedAHn → An- + nH+
B + mH+ → [B(OH)m]m+
. Dm không bắt buộc là H2O
. Axit n chức, baz m chức
. Phóng thích H+↑axit↑
. Nhận H+↑baz↑
Td: HCl(k) + NH3(k) → NH4Cl(r)
H+
axit baz
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
xem pư: AH + BOH ↔ A- + BOH2+
H+
H+
axit1 baz2
baz1 axit2
AH ↔ A-+H+;AH/A-:cặp axit/baz liên hợp(1)BOH2
+ ↔ BOH+H+ BOH2
+/BOH: cặp a/b liên hợp(2) pư(a-b) phải có sự tham gia của 2 cặp a/b liên hợp.γ. Quan điểm LewisAxit + ne →
Baz → me. + e ↑axit↑. → e ↑baz ↑
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. pH của dung dịch axit α. Dung dịch axit mạnh
AHn → An- + nH+
t0 CA(M) 0 0t∞ 0 CA nCA
CH+ = nCACN = nCA
=>CH+ = CN = nCM
pH = -lgCH+ = -lg(nCA). HCl 0,1N: CH+= CN= 0,1(iong/l)pH= -lg0,1= 1. HCl 0,1M:n=1CH+=CN=CM=0,1(iong/l)pH=1. H2SO4 0,1NCH+= CN=0,1(iong/l)pH= -lg0,1=1. H2SO4 0,1M: n=2CH+=CN=2CM=2.0,1=0,2(iong/l)
Vậy: pH= -lg0,2= 0,67
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Dung dịch axit yếu* Dung dịch axit yếu đơn chức AH ⇄ A- + H+ t0 Ca 0 0tcb Ca – x x x
:α<< 1 1- α = 1
Ka = α2Ca
Ka↑α↑Ca↑α↓; Ca↓α↑
C aAH
x=α =>x=αCa
αα
ααα
−−===
−+
1)1(.
][][][ 2
CaCa
CaCaAH
AHK a
Ca
Ka=⇒ α
[H+] = x = αCa =
CaKaCa
KaCa .=
Đặt: pKa= - lgKa :Ka↑ pKa↓
)lglg(2
1.lg CaKaCaKapH −−=−=
)lg(21 CapKapH −=⇒
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Td: dd CH3COOH 0,1M, Ka = 10-5 có:
01.010101010 24
1
5
===== −−−
−
CaKaα
3)10lg5()lg(1
2
1
2
1 === −− −CapKapH
* Dung dịch axit yếu đa chức H3PO4 ⇄ H+ + H2PO4
- Ka1 = [H+][H2PO4-]/[H3PO4]= 10-2,1
H2PO4- ⇄ H+ + HPO4
2- Ka2 = [H+][HPO42-]/[H2PO4
-]= 10-7,2
HPO42- ⇄ H+ + PO4
3- Ka3 = [H+][PO43-]/[HPO4
2-] = 10-12,3
* trường hợp tổng quát: Ka1/Ka2/Ka3 ≥ 104 chỉ chú ý chức thứ nhất, xem như là axit yếu đơn chức có Ka=Ka1
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Với : H3PO4 có: Ka1/Ka2/Ka3 = 10-2,1/10-7,2/10-12,3=105
c. pH của dung dịch bazα. Dung dịch baz mạnh B(OH)n → Bn+ + nOH-
t0 Cb 0 0
t∞ 0 Cb nCb
COH- = nCb ; CN= nCM COH- = CN = nCM
pOH = -lgCOH- pH = 14 - pOH
Vậy pH = 14 – (- lgCOH-)
55,1)10lg10lg()lg(11,2
2
1
2
1 === −−− −−CapKapH
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Dd NaOH 0,1 NCOH-=CN=0,1iong/l pH =14-(-lg0,1)=13
* Dd NaOH 0,1 MCOH-= CN= CM = 0,1iong/l pH = 13
* Dd Ba(OH)2 0,1 NCOH- = CN = 0,1iong/l
pH= 14 – (-lg0,1) = 13
* Dd Ba(OH)2 0,1 MCOH- = CN = 2CM = 2.0,1 = 0,2iong/lpH = 14 – (-lg0,2) = 13,33
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Dd baz yếu* Dung dịch baz yếu đơn chức BOH ⇄ B+ + OH-
t0 Cb 0 0
tcb Cb - x x x
Cbx=α x = αCb
α << 11 - α = 1 Kb = α2Cb=> CK
b
b=αα
αα
αα−−
===−+
1)1(][][][ 2
CC
CCBOH
OHBK b
b
bbb
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Đặt pKb = -lgKb=>
pH = 14 – pOH=>
Td: dung dịch NH4OH 0,1 M có pKb = 5
*Baz yếu đa chức: nếu Kb1/Kb2/Kb3≥104
ta chỉ chú ý đến chức thứ nhất,và xem nó như là 1 baz yếu đơn chức với Kb = Kb1.
CKCKCCxOH bb
b
bbb
====−
α][
)lglg(lg]lg[2
1 CKCKOHpOHbbbb −−− =−==
−
)lg(2
1 CpKpOHbb
−=
)]lg([14 2
1 CpKpHbb
−−−=
11)]10lg5([141
2
1 =−−=−−pH
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. pH của dung dịch muốiMuối được xem là sp của pư giữa axit và baz Axit + Baz → Muối + H2O m
y m y 4 loại muối
α. Muối tạo thành bởi axit (m) và baz (m)mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O
AmBn → mAn- + nBm+
An- và Bm+ là gốc của axit và baz mạnh không bị thủy phân : dung dịch có pH = 7Td: NaCl, NaNO3, Na2SO4, KCl, KNO3, K2SO4….
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
β. Muối của axit (y) và baz (m) (đơn chức)AH + BOH → AB + H2O
AB → A- + B+
A- + H2O ⇄ AH + OH-
t0 Cm 0 0 t∞ 0 Cm Cm
pH > 7)lg(
2
1 CpKpKpHman
++=
Td: dd CH3COONa 0,1 M
9)1,0lg514(2
1 == ++pH
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
γ. Muối của baz yếu và axit mạmhAH + BOH → AB + H2OAB → A- + B+ B+ + H2O ↔ BOH + H+ pH < 7Gọi Cm là nồng độ muối ban đầu
Td: dd NH4Cl 0,1 M, pKb = 5
)lg(2
1 CpKpKpHmbn
−−=
5)1,0lg514(2
1 == −−pH
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
δ. Muối tạo bởi axit yếu và baz yếuAH + BOH → AB + H2O
AB → A- + B+
A- + H2O ⇄ AH + OH-
B+ + H2O ⇄ BOH + H+
pH dd tùy thuộc vào sự so sánh giữa Ka và Kb
Ka > Kb pKa < pKb pH < 7Ka < Kb pKa > pKb pH > 7Ka = Kb pKa = pKb pH = 7
)(2
1 pKpKpKpHban
−+=
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
d. Dung dịch độnDung dịch độn là dd có pH thay đổi không đáng kể, khi thêm vào dd 1 lượng nhỏ axit mạnh hay baz mạnh, hoặc pha loãng dd.
α. Dd độn tạo bởi 1 axit yếu và muối của nó với baz mạnh( dd độn axit yếu). Xem dd độn ( CH3COOH + CH3COONa)CH3COONa → CH3COO- + Na+
CH3COOH ⇄ CH3COO- + H+
* + H+ cb ≡> nghịch(H+↓); H+ bị pư hếtpH không đổi * + OH- : OH- + H+ →H2OCH+↓; cb≡>thuận(H+↑)
OH- bị pư hết=> pH không đổi.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Gọi Ca và Cm là nồng dộ của axit yếu và muối;
CH3COONa → CH3COO- + Na+
t0 Cm 0 0
t∞ 0 Cm Cm
CH3COOH ↔ CH3COO- + H+ t0 Ca 0 0 tcb Ca – x x x
[CH3COOH] = Ca – x = Ca;[CH3COO-] = Cm + x = Cm
Ka = ][
][][
3
3
COOHCHCOOHCHH −+
[H+] = ][
][.
3
3
COOCH
COOHCHKa −
Cm
CaKa
Cm
CaKapH lglg)lg( −−=−=
Cm
CapKapH lg−=⇒
pH < 7
* Ca = Cm => pH = pKa
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
pH = 5 – lg(0,1/0,01) = 5 – lg10 = 4
β.dd độn tạo bởi baz (y) và muối của nó với axit (m)
Xem dd độn( NH4OH và NH4Cl): dd độn axit yếuNH4Cl → NH4
+ + Cl-
NH4OH ⇄ NH4+ + OH-
Thêm H+ : H+ + OH- → H2O OH- ↓: cb≡> thuận (OH-↑) H+ bị pư hết pH không đổi.Thêm OH-OH-↑ cb≡> nghịch(OH-↓) OH- bị pư hết pH không đổi.
pH > 7
Td: dd độn (CH3COOH 0,1 M và CH3COONa 0,01M)Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
Gọi Cb và Cm là nồng độ của NH4OH và NH4Cl, chứng minh tương tự trường hợp dd độn axit:
)lg(14Cm
CbpKbpH −−=
Td: dd độn: NH4OH 0,1 M và NH4Cl 0,1 M có: pH = 14 – ( 5 – lg 0,1/0,1) = 5
. Cb = Cm pH = 14 - pKb
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
3. Chuẩn độ Axit - Baz Axit{Ca,Va}? + Baz{Cb,Vb}đã biết → Muối + H2O
Baz{Cb,Vb}? + Axit{Ca,Va}đã biết → Muối + H2ODd cần ch.độ dd chuẩn ↑ sự ch.độ(có thể mạnh (mạnh) hoặc yếu)
* Chất cần chuẩn độ: ở bình tam giác.
* Dung dịch chuẩn: ở ống nhỉ giọt.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
a. phản ứng :AHn + NaOH → NaA + H2O
Ca,Va Cb,Vb Với Ca,Cb: nồng độ(CN)
* Tại điểm tương đương (là thời điểm mà lượng chất cần chuẩn độ pư vừa hết với lượng chất chuẩn nhỏ từ ống nhỉ giọt xuống). Theo định luật đương lượng ta có:
NA = NB CaCa = CbVb
b. Để xác định điểm tương đương: dùng chất chỉ thị màu.
Chất chỉ thị màu là chất cho vào dd cần chuẩn độ.Tại điểm tương đương: màu của dd thay đổi.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* Chất chỉ thị màu thường là 1 axit hoặc baz yếu, mà màu của dd thay đổi tùy theo pH của dd.Mỗi chất chỉ thị màu có 1 khoảng pH đổi màu xác định.
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
c. Các thí dụ:
Td1: Chuẩn độ 10ml dd HCl phải dùng hết 12ml dd NaOH 0,1 N CHCl = ?
Tại điểm tương đương:
CaVa = CbVb Ca = = Va
VbCb.10
12.1,0= 0,12 N
Td2: Chuẩn độ 10ml dd NaOH phải dùng hết 15 ml dd HCl 0,1N , CNaOH = ?
CaVa = CbVb Cb = VbVaCa.
=10
15.1,0= 0,15 N
Td3: nhỏ 1 giọt metyl da cam vào nước , có màu ?
Nước có pH = 7, khoảng pH đổi màu của metyl da cam từ 3,3→ 4,4 màu vàng
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
4. Trộn lẫn dd axit – baz.
a. Trộn lẫn dd axit mạnh và baz mạnh
mAHn + nB(OH)m → AmBn + m.nH2O
(Na=CaVa) = (Nb=CbVb) M(trung tinh)pH = 7
CaVa < CbVb
pH > 7
CaVa > CbVbAHn
AmBn
pH < 7
B(OH)m
AmBn
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Trộn lẫn dd axit yếu và baz mạnhCH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2OCaVa = CbVb M[a(y)+b(m)] pH>7
CaVa < CbVb
NaOHCH3COONa
pH>7
CaVa > CbVbCH3COOHCH3COONa
dd độn axitpH< 7
c. Trộn lẫn dd baz yếu và axit mạnhNH4OH + HCl → NH4Cl + H2O
CbVb = CaVa M[b(y)+a(m)]pH< 7
CbVb < CaVa
HClNH4Cl
pH < 7
CbVb > CaVa
NH4OHNH4Cl
Dd độn bazpH > 7
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
III. Cân bằng hòa tan của chất khó tan(tích số tan)
1. Tích số tan.
Đem hòa tan chất khó tan AmBn(r) vào nước:
lượng đã hòa tan rất nhỏ, Dd rất loãng:
phần đã hòa tan xem như diện ly hoàn toàn: có cb
AmBn ↔ mAn- + nBm+ : dd bảo hòa AmBn/H2O
Nồng độ của dd bảo hòa gọi là độ tan(S) của AmBn.
t0 a 0 0
tcb -S mS nS
Kc = [An-]m[Bn+]n = (mS)m(nS)n = mmnnS(m+n)
)( nmnm
AmBnAmBn
nmTS +=SnmTKc
nmnm
AmBn
)( +==
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
* TAmBn ↑ SAmBn ↑
* Các chất có công thức tương tự nhau(AmBn ≡ CmDn) chất nào có T ↑ S ↑Td: AgX TAgX SAgX = (TAgX)1/2 (M)
AgClAgBrAgI
10-10
10-13
10-16
10-5
10-6,5
10-8
* Các chất có công thức không tương đương(AmBn và CpDq), phải tính cụ thểTd: AgCl TAgCl = 10-10 SAgCl = 10-5
Ag2CrO4 T = 4.10-12
* Pha loãng ddtan nhiều hơn
* Đun sôi:H2O bay hơiC(ion)↑ kết tủa nhiều hơn
1012
10.4 43
12
12
== −−
S
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
2. Điều kiện để có kết tủa a. Hòa tan 1 lượng xác dịnh chất khó tan AmBn
* Nếu tan hết :AmBn → mAn- + nBm+
t∞ -C’0 mC’
0 nC’0 Với C’
0 = m0/MAmBn
T’AmBn = (mC’
0)m.(nC’0)n
So sánh T’AmBn và TAmBn: ta có
T’ < T dd chưa bảo hòa: tan hếtT’ = T dd bảo hòa: tan hết
T’ > T dd quá bảo hòa: tan 1 phần, có (r ↔ l)Td: hòa tan 10-3 mol Ag2CrO4(r) vào nước → 1l dd
C’0=10-3M T’=(2.10-3)2.(10-3) =4.10-9 >Ttan 1 phần
Ag2CrO4 → 2Ag+ + CrO42-
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com
b. Trộn lẫn 2 dd:
dd(1)An-{C1,V1} + dd(2)Bm+{C2,V2}→ dd(3) có↓?
* Sau khi trộn lẫn nhưng chưa pư:
C’1 = ; C’
2 =
mAn- + nBm+ → AmBn ↓
T’AmBn = (An-)m.(Bn+)n ; so sánh với TAmBn
T’ < T dd chưa bảo hòa chưa có ↓ T’ = Tdd bảo hòachưa có ↓T’ > Tdd quá bảo hòa có ↓
dd(3){C’1,C’
2,V3=V1+V2)
n1=C1V1=n’1=C’
1V3
n2=C2V2=n’2=C’
2V3 VVC3
11.
VVC3
22.
10ml dd(1) AgNO3(2.10-3 M) +10ml dd(2) Na2CrO4(2.10-3M)
C’Ag+ = 2.10-3.10/20 = 10-3M ;C’
CrO4 = 2.10-3.10/20 = 10-3MT’
Ag2CrO4 = (10-3)2.(10-3) = 10-9 > Tag2CrO4 có ↓
Download nhieu hon tai dethinonglam.wordpress.com