Đang tải... (xem toàn văn)
Nội dung môn học Phần 1: 1. Nghiên cứu sự biến thiên năng lượng của các obitan nguyên tử theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân 2. Nghiên cứu sự biến thiên tuần hoàn của một số tính chất: năng lượng ion hóa I1, ái lực với electron và bán kính nguyên tử và ion Phần 2: Cấu hình hình học của phân tử: 1. Thuyết Gillespie 2. Công thức Lewis 3. Công thức cộng hưởng Phần 3: Các loại năng lượng liên kết hóa học Các yếu tố ảnh hưởng Phần 4: 1. Sự liên hệ giữa chiều phản ứng và cấu tạo các chất 2. Dự đoán chiều của các phản ứng hóa hoc vô cơ Phần 5: Một số hiện tượng ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu
Nội dung Môn Hóa học Vô đại Mục đích môn học Cung cấp cho học viên kiến thức hóa học vô Một số vấn đề hóa học môi trường (hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng, tầng ozon, mưa axit) Một số vấn đề điện hóa, pin tượng ăn mòn Nội dung môn học Phần 1: Nghiên cứu biến thiên lượng obitan nguyên tử theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân Nghiên cứu biến thiên tuần hoàn số tính chất: lượng ion hóa I1, lực với electron bán kính nguyên tử ion Phần 2: Cấu hình hình học phân tử: Thuyết Gillespie Công thức Lewis Công thức cộng hưởng Phần 3: Các loại lượng liên kết hóa học Các yếu tố ảnh hưởng Phần 4: Sự liên hệ chiều phản ứng cấu tạo chất Dự đoán chiều phản ứng hóa hoc vô Phần 5: Một số tượng ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu Tài liệu tham khảo Hóa học vô tập I, II, Hoàng Nhâm Chemical Principles, 2nd Edition, Peter Atkin Chemical Principles, 5th Edition, Zumdahl Chương 1- Sự biến thiên tuần hoàn tính chất nguyên tố bảng tuần hoàn I Các loại nguyên tố Có loại nguyên tố: nguyên tố s; nguyên tố p; nguyên tố d nguyên tố f * Nguyên tố s: ns1-2: nằm đầu chu kỳ * Nguyên tố p: ns2np1-6: nguyên tố cuối chu kỳ *Nguyên tố d: (n-1)d1-10ns2(1): nằm nguyên tố s nguyên tố p, xuất từ chu kỳ - Dãy thứ nhất: từ Sc (Z=21) đến Zn (Z=30) (3d) - Dãy thứ hai: từ Y (Z=39) đến Cd (Z=48) (4d) - Dãy thứ ba: La (Z=57)- Lu (Z=71); Hf (Z=72) đến Hg (Z=80) (5d) - Dãy thứ tư: Ac (Z=89)- Lr (Z=103)và Rf (Z=104) đến Z=112 (6d) 4.2 Từ tính: - Đa số nguyên tố d có khả tạo phức chất thuận từ, có phân lớp (n1)d chưa bão hoà, chứa e độc thân, tạo phức giữ e độc thân - Ví dụ: Một số nguyên tố d Fe, Co, Ni thường tạo hợp chất có tính thuận từ Electrochemistry II.1 Principle converting chemical energy to electrical energy Cell II.1.1 Consider a redox reaction in solution between MnO4- and Fe2+: MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ → Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O Fe2+ is reducing agent; MnO4- is oxidizing agent MnO4- + 5e + 8H+ → Mn2+ + 4H2O Fe2+ - e → Fe3+ + Electrons are transferred directly from Fe2+ to MnO4- + Reduction and oxidation are taking place in the same solution + In this condition, there is no usefull work is obtained as a result of reaction How to make chemical energy converting to electrical energy??? If we put oxidizing and reducing agents in two seperated places Connect these two agents by a wire Electrons will transfer from reducing agent to oxidizing agent through a wire The current with the opposite direction with the electron flow will produced in the wire This is operating principle for every cell II.1.2 Galvanic cell + Consist of two electrodes that bathe in electrolyte solutions + These electrodes are connected by a wire + The reactions in the cell occur at the interface between an electrode and the solution The electrode at which oxidation occurs is called the anode, the electrode at which reduction occurs is called cathode Why did the current be created??? The difference in charges between two electrodes II.1.3 Types of electrodes - Gaseous electrode: H2 electrode - Metal electrode: M bathes in its solution - Reduction - oxidation electrode * Gaseous electrode: H2 electrode H3O+ + 2e ⇄ H + 2H O * Metal electrode: M bathes in its solution Mg2+ +2e ⇄ Mg II.2 Cell potential II.2.1 Cell reaction and electric potential In Cu-Zn cell, which has two electrodes: Cu bathes in CuSO4 solution and Zn bathes in ZnSO4 solution In anode: Zn - 2e = Zn2+ (1) In cathode: Cu2+ + 2e = Cu (2) Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu (3) (1) (2) are two half reactions at anode and cathode (3) is the overall reaction in the cell All reactions at electrodes are expressed in reduction reaction Suppose, we have an electrode M, bathing in a corresponding solution Mn+ The electrode reaction for metal electrode M can be written as Mn+ + ne = M The magnitude characterizes the reduction process in the electrodes called reduction potential, designated as εMn+/M Examples: * As there are more electrons on the Zn electrode, its reduction potential is more negative than that on the Cu electrode (εZn2+/Zn): Zn2+ + 2e ⇄ Zn * The Zn electrode is said to have a more negative potential with respect to the Cu electrode (εCu2+/Cu): Cu2+ + 2e ⇄ Cu II.2.2 Standard reduction potential * The standard conditions: At a definite temperature t, concentration of ions or species participating in half-cell reactions equal to 1M, or partial pressure of gaseous species equal to 1atm The electrode at this condition is called the standard electrode The potential of the standard electrode is called standard reduction potential, εoMn+/M Examples: Zn2+ + 2e →Zn This electrode is standard when [Zn2+] = 1M H3O+ + 2e →H2 + 2H2O this electrode is standard when pH2= atm and [H3O+] =1M * Define standard electrode potential: Choose the standard hydrogen electrode as reference electrode where H2(g) at 1atm is passed over a platinum electrode in contact with 1M H+ ions ε oH+/H2=0,00V at all temperatures II.2.3 The notation of cells Examples: Cu-Zn cell consists of two electrodes [...]... hợp chất với số oxy hóa dương cao nhất giảm, khả năng phản ứng tăng dần lên) H3AsO4 + 2HI = H3AsO3 + I2 + H2O H[Sb(OH)6] + 8HCl = H3[SbCl6] + Cl2 + 6H2O 5KBiO3+2Mn2+ + 14H+ = 5Bi3+ + 2MnO4- + 7H2O * Phân nhóm phụ Từ trên xuống trong một phân nhóm phụ, hiệu Ens - E(n-1)d giảm, do khả năng xâm nhập của các e ở ns lớn hơn (hoạt tính hóa học giảm) III.2 Sự biến thiên năng lượng ion hóa X(K,cb) -1e → X+(K,cb),... các nguyên tố np1 và np4 và do đó có hai cực đại con ở các nguyên tố ns2 và np3 Chương II- Cấu hình hình học phân tử - Công thức Lewis - Công thức cộng hưởng - Công thức Gillespie Phương pháp VB 1 Mỗi liên kết cộng hóa trị được hình thành là do sự ghép đôi của 2 electron độc thân của 2 nguyên tử tham gia liên kết 2 Khi đó sẽ xảy ra sự xen phủ của các obitan hóa trị của hai nguyên tố tham gia liên kết... (n-1)d bên trong càng khó tham gia liên kết hoá học (Hiện tượng co d) * Do đó, từ trái sang phải trong một chu kỳ, độ bền của số oxi hoá dương max giảm dần (khả năng phản ứng tăng) Ví dụ: từ Sc (3d14s2); Ti (3d24s2)… đến Cr (3d54s1) và Mn (3d54s2) Đối với Sc tồn tại hợp chất +III, Ti là +IV, còn đến Cr và Mn thì hợp chất +VI và +VII kém bền và là chất oxy hóa mạnh 2 Theo nhóm: * Trong phân nhóm chính:... e ở lớp ngoài có tác dụng chắn kém đối với các e ở lớp bên trong Sự biến thiên năng lượng của AO hóa trị theo chiều tăng của Z 1 Theo chu kỳ: Khi đi từ nguyên tố này sang nguyên tố khác Z tăng từng đơn vị, nhưng các e trong cùng lớp chắn nhau kém, do đó σ tăng chậm hơn Z, kết quả Z’ tăng Do đó E của AO hóa trị giảm * Ở dãy các nguyên tố p, theo chiều Z’ tăng khả năng xâm nhập của AO ns lớn hơn AO-np... pháp Slater: Dựa vào phương pháp Slater có thể tính năng lượng tổng của các e trong nguyên tử hay ion, từ đó có thể tính được năng lượng ion hóa Tuy nhiên đây là phương pháp gần đúng, ở nguyên tố có cấu hình phức tạp, sai số sẽ lớn hơn Tuy nhiên hạn chế cơ bản là chưa tính đến hiệu ứng xâm nhập và khả năng chắn mạnh của phân lớp bão hòa Nhận xét về hiệu ứng chắn (suy luận mang tính định tính)... phủ của các obitan hóa trị của hai nguyên tố tham gia liên kết 3 Sự xen phủ càng mạnh thì liên kết sẽ càng bền 2.1 Cấu trúc Lewis Giản đồ điểm- electron Mô tả các mối liên kết cộng hóa trị trong phân tử: Mỗi liên kết cộng hóa trị được biểu thị bằng một vạch Mỗi cặp electron tự do được biểu thị bằng một cặp điểm ...*Nguyên tố f: (n-2)f1-14(n-1)d0(1)ns2 xuất hiện ở chu kỳ 6 và 7 Chú ý: (n-2)f và (n-1)d có năng lượng xấp xỉ nhau, do dó ở một số nguyên tố có sự chuyển dịch electron từ (n-2)f sang (n1)d Thường là các nguyên tố ở đầu dãy, giữa dãy và cuối dãy ...Mục đích môn học Cung cấp cho học viên kiến thức hóa học vô Một số vấn đề hóa học môi trường (hiệu ứng nhà kính, lỗ thủng, tầng ozon, mưa axit) Một số vấn đề điện hóa, pin tượng ăn mòn... chiều phản ứng cấu tạo chất Dự đoán chiều phản ứng hóa hoc vô Phần 5: Một số tượng ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu Tài liệu tham khảo Hóa học vô tập I, II, Hoàng Nhâm Chemical Principles, 2nd... bán kính nguyên tử ion Phần 2: Cấu hình hình học phân tử: Thuyết Gillespie Công thức Lewis Công thức cộng hưởng Phần 3: Các loại lượng liên kết hóa học Các yếu tố ảnh hưởng Phần 4: Sự liên hệ