Bài giảng CHƯƠNG III: CẤU TẠO CHẤT

 CHƯƠNG III: CẤU TẠO CHẤT (08 tiết lý thuyết)I. Cấu tạo nguyên tử (03 tiết)1. Thành phần chính của nguyên tử: Nguyên tử là hệ trung hòa điện gồm 2 thành phần: hạt nhân và lớp vỏ e chuyển động xung quanh Khối lượng và điện tích của các hạt cấu thành nên nguyên tử q = 1,602.10-19 2. Mẫu cấu tạo nguyên tử Bohr 	Năm 1913, nhà vật lý lý thuyết người Đan Mạch Niels Bohr (1885-1962) đưa ra mô hình bán cổ điển về nguyên tử hay còn gọi là mô hình nguyên tử của Bohr: 	Nguyên tử gồm một hạt nhân nhỏ, mang điện tích dương có các electron di chuyển xung quanh trên các quỹ đạo tròn - tương tự cấu trúc của hệ mặt trời Toùm laïi Boán soá löôïng töû n, l, ml , ms xaùc ñònh hoaøn toaøn traïng thaùi cuûa electron trong nguyeân töû. û 5. Hình dạng các đám mây AO: 5.1. AO s có hình cầu: 5.2. AO p có hình qủa tạ đôi: Hình dạng của AO p 5.3. AO d có hình dạng phức tạp Filling p Orbitals (sự lấp đầy vào các orbitals) Nguyên lý Pauli: Mỗi orbital có nhiều nhất 2e với spin đối song.• Quy tắc Hund: Sự điền e vào các orbital sao cho có nhiều nhất số electron độc thân. ♦ Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng (chu kỳ); ♦ Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột (nhóm). 3. Cấu hình electron của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn Cấu hình electron: biểu diễn sự phân bố electron trong nguyên tử theo cấu trúc lớp. Lớp: gồm các AO có cùng n Phân lớp: gồm các AO có cùng giá trị n và l. Mỗi AO được đặc trưng bởi bộ 3 số lượng tử n, l, ml 1s2 Lớp n = 1 Có 2e Phân lớp s l = o Ví dụ: liên kết trong tinh thể NaCl + - Na Cl Kim loại Na 11P 12N Na Na = 2,8,1 Na mềm và dễ phản ứng, có 1 electron lớp ngoài cùng Phi kim Clo 18P 17N Clo= 2,8,7 Clo khí độc có màu vàng nhạt có 7 electron ở lớp ngòai cùng 17P 18N 11P 12N Na Cl 11Na: 1s22s22p63s1 17Cl: 1s22s22p63s23p5 17P 18N 11P 12N Na Cl 1 8 2 11Na 7 8 2 17Cl Hình thành các ion: Na+ và Cl- 17P 18N 11P 12N Na+ 2,8 Cl- 2,8,8 Sự hình thành hợp chất ion NaCl bằng lực hút tĩnh điện giữa các ion trái dấu 17P 18N 11P 12N 11Na+ Cl- Lực liên kết giữa Ng/ tử Na và Cl 8 2 8 8 2 + + F F 2s2p5 P 2s2p3 P Biểu diễn liên kết cộng hóa trị + + Qui tắc bát tử Mỗi nguyên tử khi tham gia liên kết có cấu hình electron lớp ngoài cùng có 8 electron giống với khí hiếm (ns2p6 ) 2 H2: Cl2: Nguyên tử có thể dùng chung 4 electron tạo thành liên kết đôi hoặc 6 electron liên kết ba. O2: N2: Liên kết sigma Liên kết  Liên kết : Hình thành do xen phủ bên, Kí hiệu  xen phủ bên p + p	 	 Phân tử Etylen Xen phủ bên p-p tạo liên kết pi Xen phủ bên p-d và d-d tạo liên kết  Trạng thái cơ bản Trạng thái kích thích p s 6C: 1s22s22p2 3.1.Lai hóa sp3 1 orbital 2s + 3 orbitan 2p  4 orbital lai hoá đồng nhất gọi là trạng thái lai hoá sp3; Nghĩa là obital này ¼ (25%) là bản chất s và ¾ (75 %) là bản chất p, Truc chính của 4 orbital lai hoá sp3 phân bố trong không gian dưới các góc bằng nhau 109028’ tạo nên hình tứ diện đều. Các orbital lai hoá sp3 CH4 AOs AO px AO py AO pz 1AOs lai hóa với 3AOp 4 obitan lai hóa của nguyên tử cac bon Dạng không gian của CH4 Thực nghiệm cho biết: 4 liên kết C-H trong phân tử CH4 giống hệt nhau, góc liên kết HCH=109o28’, có dạng tứ diện đều. 3.2.Lai hoá sp2 Lai hoùa sp2 ñöôïc thöïc hieän do söï toå hôïp 1 orbital s vôùi 2 orbital p taïo thaønh 3 orbital lai hoùa sp2 phaân boá ñoái xöùng döôùi goùc 1200. Ví duï 1: Phaân töû BH3. B (Z = 5): 1s1 2s1 2p2 Keát hôïp vôùi 3 ngtöû H 1s1 Hình dạng AO sp2 Truc chính của 3 orbital lai hoá sp2 nằm trong một mặt phẳng và tạo với nhau từng đôi một một góc 1200. Còn một orbital không lai hoá (thuần khiết) nằm thẳng góc với mặt phẳng của các orbital lai hoá Các orbital lai hoá sp2 1AOs + 2AOp 3AO lai hóa sp2 Vd2: xét phân tử BF3 5B: 1s22s22p1 9F: 1s22s22p5 Phân tử BF3 Lai hoùa sp (lai hoùa ñöôøng thaúng): söï toå hôïp 1 orbital s vôùi 1 orbital p (cuûa cuøng moät ngtöû) cho 2 orbital lai hoùa sp phaân boá ñoái xöùng coù cuøng truïc naèm treân moät ñöôøng thaúng döôùi goùc 1800 Lai hoùa sp 1AOs +1AOp => 2AO sp Hình dạng AO lai hóa sp Hai orbital lai hoá sp cùng nằm trên một trục thẳng, hai orbital 2p không lai hoá còn lại nằm trên hai mặt phẳng thẳng góc với nhau. Ví dụ về hợp chất có nguyên tử trung tâm lai hoá sp . Ví duï 1: phaân töû BeH2 Be (Z = 4) 1s2 2s2 2p0 Khi phaûn öùng vôùi H, Be bò kích thích coù caáu hình 1s22s12p1 Luùc naøy trong nguyeân töû Be xãûy ra söï lai hoùa giöõa orbital 2s vaø 2p ñeå taïo 2 orbital lai hoùa sp. Ví duï 2: Phaân töû BeCl2. Be (Z = 4): 2s1 2p1 Cla (Z = 17): 3s2 3p5 Clb	 3s2 3p5 Traïng thaùi cô baûn Traïng thaùi kích thích 2p1 2s1 Be Mô tả sự hình thành phân tử BeH2 theo thuyết VB 1AOs + 1AOp 2AO lai hóa sp Sự xen phủ obital tạo nên liên kết Be-H Be* 4. Các loại liên kết khác:4.1.Liên kết hiđro:♦ Được hình thành giữa một nguyên tử hiđro (H) mang phần điện tích dương với một nguyên tử âm điện mạnh có đôi e riêng chưa liên kết. ♦ Liên kết hiđro có bản chất tương tác tĩnh điện giữa Hδ+ và nguyên tử âm điện mạnh có đôi electron riêng; ♦ Có 2 loại LKH: nội phân tử và liên phân tử; (vd) ♦ Những chất có LKH có nhiệt độ sôi cao hơn, tan nhiều hơn trong nước.4.2. Lực tương tác Van der Valls:Gồm lực định hướng; lực cảm ứng; lực khuếch tán ♦ Lực định hướng: khi các ph/tử có µ≠0 - + + - - - + + r ♦ Lực cảm ứng: xảy ra khi một ph/tử có cực và một không cực + - µ = 0 µ≠0 ♦ Lực khuếch tán: xảy ra khi cả 2 ph/tử đều có µ = 0, do sự ch/động của e làm lệch sự phân bố đ/tích (-) và (+) khỏi vị trí cb. ….