Bài giảng Hóa học đại cương - Phần 1: Cấu tạo chất - Chương 1: Cấu tạo nguyên tử

HOÁ HỌC ĐẠI CƢƠNG Nội dung: 5 phần:  Cấu tạo chất  Nhiệt-Chiều-Cân bằng hh-Cân bằng pha  Dung dịch-Dung dịch điện ly  Động hoá học  Điện hoá học HOÁ HỌC ĐẠI CƢƠNG Tài liệu tham khảo: 1. Cấu tạo chất - Nguyễn Đình Chi 2. Cơ sở lý thuyết hoá học - Nguyễn Hạnh 3. BT Cơ sở lý thuyết hoá học - Lê Mậu Quyền HOÁ HỌC ĐẠI CƢƠNG Phần I CẤU TẠO CHẤT Chƣơng I CẤU TẠO NGUYÊN TỬ I.1. Mở đầu I.1.1. Các hạt cơ bản tạo thành nguyên tử: *)Nguyên tử có: - Kích thƣớc: 1Ao (10-8cm) - Khối lƣợng: 10-23g Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.1. Các hạt cơ bản tạo thành nguyên tử: *) Nguyên tử gồm các hạt: - Hạt nhân (điện tích +Z): gồm: + Proton (p): mp=1đvC (1,67.10 -27kg); qp=+1,6021.10 -19C + Nơtron (n): mn=1đvC (1,67.10 -27kg); qn= 0 Hạt nhân của các ngtố đều bền (trừ ngtố p/xạ). - Các electron (e): me=1/1837 đvC (9,1.10 -31kg) qe= -1,6021.10 -19C  qe=qnngtử trung hoà điện Trong HTTH Số TT = Điện tích hạt nhân = Số e Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.2. Các mô hình nguyên tử: a. Mô hình Rutherford (1912):  mỗi ngtử có 1 hạt nhân mang điện tích (+) và các e quay xung quanh. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.2. Các mô hình nguyên tử: b. Mẫu nguyên tử Bohr (1913):  Trong ngtử, các e chỉ chuyển động trên những quĩ đạo có bán kính xđ.  Mỗi quĩ đạo ứng với 1 mức năng lƣợng của e (E): quĩ đạo gần nhân nhất Emin, quĩ đạo càng xa nhân E↑.  Khi e chuyển từ quĩ đạo này sang quĩ đạo khác hấp thụ hoặc giải phóng năng lƣợng ε: ε = hγ = h.(c/λ) = E = En’ - En (e từ mức n’n) Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.3. Thuyết lƣợng tử Plank-Hiệu ứng quang điện: a. Thuyết lƣợng tử Planck (thuyết lƣợng tử as):  Ánh sáng là 1thông lƣợng các hạt vật chất c/đ (photon)  Năng lƣợng của 1 hạt as (hạt photon): ε = hγ = h.(c/λ) γ: tần số as c: tốc độ as = 3.108m/s Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.3. Thuyết lƣợng tử Plank-Hiệu ứng quang điện: a. Thuyết lƣợng tử Planck (thuyết lƣợng tử as): Ví dụ (Bài tập 2):Năng lƣợng phân ly lk I-I trong phân tử I2 là 150,48 KJ/mol. Năng lƣợng này có thể sử dụng dƣới dạng ánh sáng. Hãy tính bƣớc sóng cần sử dụng trong QT này? Giải ε = hγ = h.(c/λ)  λ = hc/ ε ε = 150,48.103/6,023.1023 = 24,984.10-20 (J) λ = (6,625.10-34. 3.108)/ 24,984.10-20 = 0,795.10-6(m) = 795 nm Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.1. Mở đầu I.1.3. Thuyết lƣợng tử Plank-Hiệu ứng quang điện: b. Hiệu ứng quang điện: *) Định nghĩa: *) ĐK có hiệu ứng quang điện: Dựa vào PT Enstein: E = hγ = năng lƣợng của as chiếu vào bề mặt KL Eo= hγo= năng lƣợng lk giữa e và bề mặt KL ½(mv2): động năng của e khi bị bật ra khỏi bề mặt KL  ĐK có hiệu ứng quang điện: Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử 21 2 o E E m v  o o o E E         I.1. Mở đầu I.1.3. Thuyết lƣợng tử Plank-Hiệu ứng quang điện: b. Hiệu ứng quang điện: Ví dụ (Bài tập 1): a. Khi chiếu as với bƣớc sóng λ =434nm vào bề mặt các KL: K, Ca, Zn; đối với KL nào sẽ xảy ra hiệu ứng quang điện? b. Với TH xảy ra h/ƣ quang điện-Hãy tính vận tốc e khi bật ra khỏi bề mặt KL? Cho biết tần số giới hạn của các KL: Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử Kim loại K Ca Zn γo(s -1) 5,5.1014 7,1.1014 10,4.1014 I.1. Mở đầu I.1.3. Thuyết lƣợng tử Plank-Hiệu ứng quang điện: b. Hiệu ứng quang điện: Ví dụ (Bài tập 1): Giải a) ĐK có hiệu ứng quang điện: Tính γ: γ = c/ λ = 3.108/434.10-9 = 6,91.1014(s-1) > γo (K) Hiệu ứng qđ chỉ xảy ra với K b) Dựa vào PT Enstein: E= hγ = 6,625.10-34. 6,91.1014 = 45,79.10-20(J) E0 = hγ0 = 6,625.10 -34. 5,5.1014 = 36,438.10-20(J)  ½(mv2) = E-E0 = 9,35.10 -20 (J)  v = (2.9,35.10-20/9,1.10-31)1/2 = 4,53.105 (m/s) Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử o o o E E         21 2 o E E m v  I.1. Mở đầu I.1.4. Ƣu, nhƣợc điểm các mô hình trên: Không giải thích đƣợc một số vấn đề TNo đặt ra Nguyên nhân:  Coi e là 1 chất điểm và bỏ qua tính chất sóng  Dùng cơ học cổ điển khảo sát c/đ của e. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.2. Quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử I.2.1. Bản chất sóng-hạt của hạt vi mô: a. Giả thiết Louis De Broglie (Pháp-1924): h: hằng số Planck ( h= 6,625.10-34J.s); v(m/s); m(kg) b. Nhận xét: - Đ/v hạt vĩ mô: m khá lớn  λ khá nhỏbỏ qua t/c sóng - Đ/v hạt vi mô: m nhỏ  λ khá lớnkhông thể bỏ qua t/c sóng  e vừa có t/c sóng vừa có t/c hạt. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử mv h  I.2. Quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử I.2.1. Bản chất sóng-hạt của hạt vi mô: Ví dụ (Bài tập 4): Tính bƣớc sóng của sóng vật chất lk với 1 máy bay có khối lƣợng 100 tấn bay với vận tốc 1000 km/h và của sóng lk với 1 electron có khối lƣợng 9,1.10-31 kg c/đ với vận tốc 106 m/s. Rút ra nhận xét Tóm tắt mmb= 100 tấn = 10 5kg vmb =1000 km/h=10 6/3600 (m/s) = 2,778.102 m/s me= 9,10 -31 kg ve=10 6 (m/s) mb= ? ; e= ? Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.2. Quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử I.2.1. Bản chất sóng-hạt của hạt vi mô: Ví dụ 1 (Bài tập 4): Giải Áp dụng hệ thức Louis De Broglie: Nhận xét: e rất nhỏ (so với m)có thể bỏ qua t/c sóng mb k o nhỏ (so với m)ko thể bỏ qua t/c sóng Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử 3 4 4 1 5 2 6 , 6 2 5 .1 0 2 , 3 8 5 .1 0 1 0 .2 , 7 7 8 .1 0 m b m     h m v   3 4 1 0 3 1 6 6 , 6 2 5 .1 0 7 , 2 8 0 .1 0 9 ,1 .1 0 .1 0 e m      I.2. Quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử I.2.1. Bản chất sóng-hạt của hạt vi mô: Ví dụ 2: Một hạt có khối lƣợng m = 0,3 kg, chuyển động với vận tốc v= 30m/s   của hạt  Giải Áp dụng hệ thức Louis De Broglie:   của hạt rất nhỏ bỏ qua tính chất sóng của hạt. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử m 34 34 107360 3030 10636    ., ., ., mv h  I.2. Quan điểm hiện đại về cấu tạo nguyên tử I.2.2. Nguyên lý bất định Heisenberg (Đức-1927): a. Nguyên lý: b. Hệ thức: Δx: sai số phép đo toạ độ; v: sai số phép đo vận tốc theo phƣơng x m: khối lƣợng của hạt; h: hằng số Planck  Từ nguyên lý bất định rút ra:  Không thể vẽ cx quĩ đạo c/đ của e trong ngtử  Không thể dùng cơ học cổ điển khảo sát c/đ của e trong ngtử  phải dùng cơ học lƣợng tử. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử . h x v m    I.3. Khái niệm về cơ học lƣợng tử I.3.1. Hàm sóng: a. Định nghĩa: TT c/đ của e trong ngtử tại 1 điểm M có toạ độ x,y,z ở thời điểm t đƣợc mô tả bằng một hàm số ψ (x,y,z,t) đƣợc gọi là hàm sóng.  TT dừng (t=const)ψ (x,y,z). b. Ý nghĩa: - ψ2 : mật độ xác suất tìm thấy e tại 1 điểm trong phần không gian xung quanh hạt nhân. - ψ2dv: xác suất tìm thấy e trong yếu tố thể tích dv bao quanh điểm có toạ độ x,y,z (dv=dx.dy.dz). Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.3. Khái niệm về cơ học lƣợng tử I.3.2. Phƣơng trình Schrodinger (Áo -1926): Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử E ψψVΔ m8π h 2 2           2 2 2 2 2 2 zyx Δ          V- Là thế năng của hạt E- Năng lƣợng toàn phần của hạt Δ- Toán tử Laplace H- toán tử Hamiton 2 2 . 8 h H V m     Tổng quát:  Giải PT  tìm đƣợc E,  TT c/đ của e. E H  I.3. Khái niệm về cơ học lƣợng tử I.3.3. Obitan nguyên tử và mây electron: a. Obitan nguyên tử: Mỗi giá trị nghiệm  = 1 obitan nguyên tử = 1AO. b. Mây e:  Đƣợc quy ƣớc là miền không gian gần hạt nhân ngtử, trong đó xác suất có mặt e khoảng 90%.  Mỗi đám mây e đƣợc xđ bằng một bề mặt giới hạn gồm những điểm có cùng mật độ xác suất.  Các e khác nhau có hình dạng và kích thƣớc mây e khác nhau. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.3. Khái niệm về cơ học lƣợng tử I.3.3. Obitan nguyên tử và mây electron: Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử x y z s px py z y x pz x y z dx2-y2 z y x z y x dxz z y x dxy z y x dyz I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.1. Phƣơng trình sóng: Hệ gồm 1 e và 1 hạt nhân điện tích +Ze: *) Thế năng của hệ: r: k/c giữa hạt nhân và e εo: hằng số điện môi của CK V = f(r)  trƣờng tạo ra là trƣờng xuyên tâm = trƣờng có đ/xứng tâm) = trƣờng Culông. *) Phương trình Schrodinger: Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử 2 o 4 r Z e V     I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.1. Phƣơng trình sóng: *) Cách giải : Đƣa về hệ tọa độ cầu: (x,y,z)  (r,,) thu đƣợc nghiệm: - Năng lƣợng toàn phần của e (E) - Hàm sóng mô tả TT c/đ của e () Khi giải xuất hiện 3 số lƣợng tử n, l ,m. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.2. Kết quả PT sóng: a. Năng lƣợng: n: có giá trị nguyên dƣơng = số lƣợng tử chính. *) Ee phụ thuộc vào n: - n càng lớn  Ee càng lớn và ngƣợc lại. - n gián đoạn  Ee gián đoạn - Khi n=1  E1 min  mức E1 gọi là TT cơ bản  Vậy TT cơ bản là TT có mức năng lƣợng thấp nhất. *) Các e có cùng giá trị n có cùng mức năng lượng. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.2. Kết quả PT sóng: b. Hàm sóng: (x,y,z) = (r,,) *) Khi giải đặt: (r,,)= Rn,l (r).Ym,l(,) Rn,l(r)- hàm xuyên tâm (phụ thuộc Z) Ym,l (,)- hàm góc (không phụ thuộc vào Z) *) Trong quá trình giải xuất hiện các số lƣợng tử l và m: - l: số lƣợng tử phụ; l= 0,1,2,...,n-1  ứng với 1 giá trị của n có n giá trị của l - m: số lƣợng tử từ : m = 0, 1,2,..., l  ứng với 1 giá trị của l có (2l + 1) giá trị của m. Vậy: 1 (n,l,m) = 1AO(n,l,m). Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.2. Kết quả PT sóng: VD1: n=1 (mức K)l =0, m=0(n,l,m)= (1,0,0)=1AO  mức năng lƣợng K có 1 AO. VD2: n=2 (mức L)l = 0,1; m=0, 1: + l =0  m=0 (2,0,0) =1AO + l =1  m=0  (2,1,0)=1AO m=1 (2,1,1)=1AO m= -1 (2,1,-1)=1AO Mức L có 4 AO Vậy: - 1mức năng lƣợng n có n2 hàm sóng  có n2 AO. - Một giá trị của l có (2l+1) hàm sóng  có (2l+1) AO Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.3. Giới thiệu một số hàm sóng (AO) và mây e: Hình dạng mây e ~ hình dạng các  (AO) tƣơng ứng, nhƣng có điểm khác: khi biểu diễn hàm sóng thì có dấu (+) hay (-) còn mây e thì không có dấu. Giá trị của l: 0 1 2 3 Kí hiệu mây e (AO): s p d f Vậy: n ≥ 1  có ns = AO ns  mây ns. n ≥ 2  có np = AO np  mây np: npzAO npz mây npz: m=0 npxAO npx  mây npx: m=1 npyAO npy mây npy: m=-1 Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.3. Giới thiệu một số hàm sóng (AO) và mây e: a. AO ns và mây ns: - ns có t/c đối xứng cầu, không phụ thuộc vào θ, φ . - Mây s: Mật độ mây e phân bố đẳng hƣớng và là 1 khối cầu. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.3. Giới thiệu một số hàm sóng (AO) và mây e: b. Mây p: npzAO npz mây npz: m=0 npxAO npx  mây npx: m=1 npyAO npy mây npy: m=-1 - Mỗi hàm np là 2 mặt cầu đ/xứng nhau qua gốc tọa độ có phần (+) và phần (-) theo chiều của trục tọa độ. - Mỗi mây p: Có dạng hình quả tạ, cực đại của mây e phân bố dọc theo trục tọa độ. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.3. Khái niệm về cơ học lƣợng tử I.4.3. Giới thiệu một số hàm sóng (AO) và mây e: Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử x y z s px py z y x pz x y z dx2-y2 z y x z y x dxz z y x dxy z y x dyz I.4. Hệ 1e (nguyên tử H) I.4.4. Chuyển động riêng của e trong nguyên tử: Toàn bộ ch/đ của e trong ngtử gồm 2 ch/đ: - C/đ xung quanh nhân (c/đ obitan)  đƣợc đặc trƣng bằng 3 số lƣợng tử n, l, m. - C/đ riêng (c/đ tự quay) đƣợc đặc trƣng bằng số lƣợng tử từ spin ms; ms chỉ nhận 2 giá trị:+1/2 hoặc -1/2. Vậy c/động của toàn bộ e trong ngtử đƣợc đặc trƣng bởi 4 số lƣợng tử: n, l, m và ms trong đó: + n đặc trƣng cho kích thƣớc mây e. + l đặc trƣng cho hình dạng mây e. + m đặc trƣng cho hƣớng mây e. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e Hệ nhiều e  e khảo sát chịu t/d của: - Lực hút hạt nhân. - Lực đẩy của các e còn lại.  Trƣờng thế tạo ra không xuyên tâm Ee = f(n, l)  Để khảo sát hệ này  phải đƣa hệ về hệ 1e  dùng pp gần đúng. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.1. PP gần đúng 1e-K/n điện tích hạt nhân hiệu dụng: a. Phƣơng pháp gần đúng 1e: - Coi e khảo sát c/đ trong 1 trƣờng Z’ do hạt nhân và tất cả các e còn lại gây ra (Z’:điện tích hạt nhân hiệu dụng). Z’ = Z - s; s là hằng số chắn của các e còn lại. - Coi các e còn lại chắn bớt ả/h của hạt nhân 1 đại lƣợng s - Coi trƣờng Z’ là trƣờng xuyên tâm. b. Kết quả của bài toán 1 e có thể áp dụng cho bài toán nhiều e: Các biểu thức tính E,  đều giống nhau, chỉ khác chỗ nào có Z thì đƣợc thay thế bằng Z’. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.2. Áp dụng kết quả bài toán 1e cho hệ nhiều e : a. Năng lƣợng: *) Hệ 1 e :  E=f(n) *) Hệ nhiều e:  E=f(n,Z’) =f(Z,n,l) Vậy:  Trong hệ nhiều e, một mức năng lƣợng bị tách thành n phân mức, mỗi phân mức đặc trƣng bởi 1 giá trị của l.  Trong hệ nhiều e, năng lƣợng có hiện tƣợng suy biến. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.2. Áp dụng kết quả bài toán 1e cho hệ nhiều e : b. Hàm sóng: Hình dạng AO và mây e hoàn toàn không đổi (nhƣ trong hệ 1e) nhƣng mật độ phân bố e theo khoảng cách tới nhân là khác nhau do Z ≠ Z’. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.3. Ý nghĩa của 4 số lƣợng tử : *) Khái niệm lớp, phân lớp e: - Lớp e: Gồm các e có cùng giá trị n (cùng mức năng lƣợng). Các lớp đƣợc ký hiệu nhƣ sau: Giá trị của n: 1 2 3 4 5 6 7 Ký hiệu lớp e: K L M N O P Q n càng lớnlớp e càng xa nhân và e có E càng cao. - Phân lớp e: Gồm các e có cùng giá trị n, l. Các p/lớp đƣợc ký hiệu: Giá trị l: 0 1 2 3 Ký hiệu plớp: s p d f Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.3. Ý nghĩa của 4 số lƣợng tử : *) Khái niệm lớp, phân lớp e: Để chỉ phân lớp e thuộc lớp nào  viết thêm hệ số có giá trị bằng số lƣợng tử chính n của lớp đó ở trƣớc ký hiệu phân lớp. Ví dụ: Lớp K: n = 1 l=0 có 1 p/lớp: 1s Lớp L: n=2  l=0, 1 có 2 p/lớp: 2s, 2p Lớp M:n=3  l=0,1,2có 3 p/lớp: 3s, 3p, 3d Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.3. Ý nghĩa của 4 số lƣợng tử : a. Số lƣợng tử chính: - Xđ lớp e trong ntử - Xđ kích thƣớc của mây e: n càng lớn  kích thƣớc mây e càng lớn và mật độ mây e càng loãng. - Đối với hệ 1e, n xđ mức năng lƣợng của e trong ntử hoặc ion; Đ/v ntử nhiều e, n chỉ xđ mức năng lƣợng trung bình của các e trong cùng 1 lớp Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.3. Ý nghĩa của 4 số lƣợng tử : b. Số lƣợng tử phụ l: - Xđ phân lớp e của lớp dó - Xđ phân mức năng lƣợng của các e trong cùng 1 lớp (đ/v hệ nhiều e): trong 1 lớp, năng lƣợng các e tăng dần theo thứ tự: ns-np-nd-nf - Xđ hình dáng của mây e: mây s hình cầu, mây p hình quả tạ đôi, ... Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.5. Hệ nhiều e I.5.3. Ý nghĩa của 4 số lƣợng tử : c. Số lƣợng tử từ (m): xđ sự định hƣớng của AO hay các mây e trong không gian xung quanh hạt nhân. Ví dụ: Với l=0 (mây s)  m=0 mây s chỉ có 1 sự định hƣớng xung quanh hạt nhân (mây s có hình cầu). Với l=1 (mây p)  m= -1, 0 ,+1 mây p có 3 sự định hƣớng khác nhau xung quanh hạt nhân. d. Số lƣợng tử từ spin ms: đặc trƣng cho sự c/động riêng của e. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.1. Nguyên lý ngoại trừ Pauli (1925) a. Phát biểu: Ví dụ: Lớp K; n=1  l=0  m=0  ms =+1/2 và ms =-1/2  Lớp K có nhiều nhất 2 e: - e thứ nhất có các giá trị: n =1, l=0, m =0 và ms =+1/2 - e thứ 2 có các giá trị: n =1, l=0, m =0 và ms=-1/2. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.1. Nguyên lý ngoại trừ Pauli (1925) b. Hệ quả: Tính số e max trong 1 AO, 1 plớp và 1 lớp: *) Trong 1 AO: số electron max là 2e (vì trong 1AO các e có 3 số lƣợng tử giống nhau, số lƣợng tử ms phải khác nhau, nhận giá trị là +1/2 và -1/2) *) Trong 1 p/lớp: số electron max là 2(2l+1). Phân lớp s p d f Số AO 1 3 5 7 Số e tối đa 2 6 10 14 *) Trong 1 lớp: 1 lớp ứng với 1 giá trị của n có tối đa 2n2 e. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.1. Nguyên lý ngoại trừ Pauli (1925) b. Hệ quả: Ví dụ 1: Tính số e max ở plớp np (n có giá trị bất kì): 2p:  n=2, l=1. Từ đó: - n=2  l=1  m=-1  ms=+1/2 và ms=-1/2  ứng với AO 2py : có max 2e. - n=2  l=1  m=+1  ms=+1/2 và ms=-1/2  ứng với AO 2px : có max 2e. - n=2  l=1  m=0  ms=+1/2 và ms=-1/2  ứng với AO 2pz : có max 2e. Vậy phân lớp p có max 6e. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.1. Nguyên lý ngoại trừ Pauli (1925) b. Hệ quả: Ví dụ 2: Tính số e tối đa ở lớp L ( n=2). n=2  l=0  m=0  ms=+1/2 và ms=-1/2: có max 2e l=1  m =-1  ms=+1/2 và ms=-1/2: có max 2e m=0  ms=+1/2 và ms=-1/2: có max 2e. m=+1  ms=+1/2 và ms=-1/2: có max 2e.  Vậy ở lớp L (n=2) có nhiều nhất là 8e=2n2. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.2. Nguyên lý vững bền a. Nguyên lý: b. Thứ tự điền các e trong ntử theo thứ tự E↑: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s  3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d < 6p < 7s Thỏa mãn quy tắc Klechkowsky Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.3. Qui tắc Hund: - Ô lƣợng tử: 1AO = 1 ô vuông = 1 ô lƣợng tử - Quy tắc Hund: *) Quy luật phân bố các e trong ntử: phải tuân theo đồng thời nglý Pauli, ngvững bền và quy tắc Hund. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.3. Viết cấu hình e của nuyên tử ở TTcơ bản: a. Dạngchữ: *) Để viết cấu hình e dạng chữ cần biết: - Số e trong ntử (= Z) - Thứ tự điền các e theo nlý vững bền - Số e max trong 1phân lớp: s(2), p(6), d(10), f(14) *) Cách viết: - Viết dƣới dạng kí hiệu các phân lớp - Điền e theo thứ tự E↑ và các e ở mỗi plớp viết dƣới dạng số mũ (tổng tất cả các số mũ ở các plớp = số e = Z). Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.3. Viết cấu hình e của nuyên tử ở TTcơ bản: a. Dạngchữ: Ví dụ: Mn (Z=25)  số e = Z = 25  1s22s22p63s23p64s23d5 Hay: 1s22s22p63s23p63d54s2 *) Mở rộng viết cấu hình e của ion: Mn3+ (Z=25)  số e = 22  1s22s22p63s23p63d4 - Số e của ion ≠ Z - Khi điền e vào ngtử luôn điền theo nguyên lý vững bền nhƣng khi ngtử mất e để trở thành ion thì luôn mất e ở lớp ngoài cùng trƣớc. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.3. Viết cấu hình e của nuyên tử ở TTcơ bản: b. Dạng ô lƣợng tử: *) Cách viết: - Viết cấu hình e dạng chữ. - Từ c/h e dạng chữ  c/h e dạng ô lƣợng tử: + Kí hiệu: 1e = ↑ (ms=+1/2); 1e = ↓(ms=-1/2) + 1ô chứa tối đa 2e 2e phải có spin ngƣợc chiều nhau  2e đã ghép đôi Σspin=0; ô có 1e  e độc thân + Với những plớp chƣa bh e  tuân theo quy tắc Hund. Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử I.6. Sự phân bố e trong hệ nhiều e I.6.3. Viết cấu hình e của nuyên tử ở TTcơ bản: b. Dạng ô lƣợng tử: Ví dụ: N(Z=7): 1s22s22p3 Chƣơng I- Cấu tạo nguyên tử