Đang tải... (xem toàn văn)
Các số lượng tử
Quantum numbersHóa cu to Trang 1Các s lng t(The Young Vietnamese Chemistry Specialists)Có bn loi s dùng mô t các electron trong mt nguyên tMô hình ca Borh là mô hình mt chiu ã dùng mt s lng t mô t v cácelectron trong nguyên t. Ch có kích thc ca quo là quan trng và ã c mô tng s lng t n. Schrödinger ã mô t mt mô hình nguyên t vi các electron trongba chiu. Mô hình này có 3 loi ta , hay ba s lng t mô t các v trí có th tìmthy electron.Ba loi ta t phng trình sóng ca Schrödinger là s lng t chính (n), s lng góc(l) và s lng t t (m). Các s lng t này mô t v kích thc, hình dng vàng trong không gian ca các orbital trong nguyên t.Có bn u bn nên bit v mi s lng t: (1) tên và kí hiu, (2) giá tr có th ca các lng t, (3) các s nói gì v nng lng ca electron và (4) là các s nói gì v vai tròa electron. Bn mc này thng liên quan n xác sut mt hoc th tích ca vùngmà trong ó electron có kh nng tìm thy.1. S lng t chính (hay s lp) - nMô t mc nng lng trong nguyên t.• Các mc nng lng t 1 n 7• electron cc i có thn vào lp n là 2n2 electronCác giá tr có th = 1, 2, 3, 4 .ng lng = giá tr ca n càng ln thì nng lng càng caoÝ ngha vt lý = Giá tr ln hn thì biu th xác sut mt ln hn2. S lng t xung lng (phân lp) -lMô t các lp ph trongn• Các phân lp ca các nguyên tã bit là s - p - d - f Quantum numbersHóa cu to Trang 2• i lp nng lng cón phân lp.• Các phân lp ca các lp nng lng khác nhau có th có các nng lngxen ph. Các giá tr có th nhn = 0, 1, 2, 3, . n – 1Các giá tr có các tên xen k mà bn cng nên bit:• l = 0 là s• l = 1 là p• l = 2 là d• l = 3 là fng lng = giá tr l ln hn s biu th nng lng ln hn mt chútÝ ngha vt lý = l liên quan n hình dng ca các xác sut mt xut hin ca ámmây n t:• l = 0 hay s là khi cu (mt bng, không có nt)• l = 1 hay p hình qu t (2 bng, 1 nt)• l = 2 hay d hoa bn cánh (4 bng , 2 nt)• l = 3 hay f hình dng phc tp (8 bng, 4 nt) 2 s lng tu tiên có thc biu th cùng nhau ví d 1s hay 2p. lng t xung lng cng mô t hình dng ca các orbital• Các orbital có hình dng c mô t dng hình cu(l=0), dng cc(l=1),hoc dng hình cánh hoa 4 cánh(l=2).• Các orbital còn có nhng hình dng phc tp hn nu nh các s lng tgóc tr nên ln hn.3. S lng t t -mlMô t orbital bên trong mt phân lp• s có 1 orbital• p có 3 orbital• d có 5 orbital Quantum numbersHóa cu to Trang 3• f có 7 orbitali orbital không cha quá 2 electron không bao gi ln hn 2m ng mô t hng và xác sut có mt trong không gian orbital ca cácelectron. cho thy 3 hng có th ca các orbital p px, py, pzCác giá tr có th nhn = –l ., –2, –1, 0, +1, +2, . +lng lng = tt c giá tr ml có cùng nng lngÝ ngha vt lý = v trí sp xp ca xác sut mt • khi l = 0, ml = 0, ch có mt cách mà qu cu c nh v s orbital.• khi l = 1, ml = –1, 0, hoc +1, có 3 p orbital.• khi l = 2, ml = –2, –1, 0, +1, +2, có 5 d orbital.• khi l = 3, ml = –3, –2, –1, 0, +1, +2, +3, có 7 f orbital.4. S lng t Spin –ms lng t th t này mô t spin ca electron• Các electron trong cùng mt orbital phi có spin i nhau.• Các spin có th quay cùng hay ngc chiu kim ng h.Các qui lut chi phi s kt hp ca các s lng t:• Ba s lng t n, l, và m u là s nguyên.• lng t chính (n) không th là zero.• n phi là 1, 2, 3, …. Quantum numbersHóa cu to Trang 4• lng t góc (l) có th là các s nguyên nm gia 0 và n - 1.• u n = 3, l có th là 0, 1, hoc 2.• lng t t (m) có th là bt c s nguyên nào nm gia -l và +l.• khi l = 2, m có th nhn các giá tr -2, -1, 0, +1, hoc +2.• lng t spin (s) nhn các giá tr12+ hoc12- .ng lng = c hai giá tru có cùng nng lng; tuy nhiên, Nng lng s thp hnu các electron không ghép ôi và không xp cùng spin và cùng hng.Ý ngha vt lý = spin Chú ý rng s lng t chính và s lng t góc xung lng mi có nh hng v mtng lng, nu khong cách ca các n là ln hn thì khong cách gia các l s nhn. Tuy nhiên nhiu bc nh s thành mt bc ln. Mt qui lut rt hu dng là nung n+l ln hn thì nng lng s ln hn. Nu 2 giá tr ca tng n + l bng nhau thìelectron nào có n nh hn thì nng lng s nh hn. Nng lng nh hn s bn hn.ng lng thp nht là “trng thái c bn”.Nguyên Lý loi tr Pauli:Không tn ti 2 electron trong mt nguyên t có cùng các s lng t.Qui tc HundCác electron sn vào các orbital trng có nng lng bng nhau, trc khi nó nthêm electron th 2 nu chúng ã sn sàng n các electron.Hóa hc lng t: Mô t cách mà các nguyên t kt hp hình thành các phân t và cách mà các phân tng tác vi nhau dùng các qui tc ca vt lý lng t.t chìa khóa hiu hóa lng t là mt electron không phi là mt ht c bn nmtrong mt v trí xác nh nào ó trong không gian, thm chí mt n electron có th quayquanh ht nhân nguyên t to nên th tích ca c nguyên t. Thay vì ngh rng các lpelectron nm gn nhau thì nên hình dung các electron c xp trong các orbital gingnh các các gn sóng trên mt h khi ta ném mt cc á. Mi ám mây electron tri rngvà bao xung quanh nhân nguyên t và tt c các electron trong mt nguyên t chu nhng trc tip t ht nhân, mc dù có mt s electron chu nh hng mnh hn cácelectron khác. Khi mà không có ch trng cho các orbital nm gn ht nhân thì có Quantum numbersHóa cu to Trang 5t s orbital tp trung xa ht nhân hn vi mt cao. Mt s s sp xp ca cácelelctron trong orbital n nh hn hay bn hn các electron khác, và các nguyên t sng tác t c s sp xp n nh này ây là c s cho vic hình thành liên kt.t s ví d v s lng tVí d 1p xp các electron sau ây (n, l, ml, ms) t nng lng cao nht n nng lng thpnht.A. (2, 1, 1, +1/2)B. (1, 0, 0, –1/2)C. (4, 1, –1, +1/2)D. (4, 2, –1, +1/2)E. (3, 2, –1, +1/2)F. (4, 0, 0, +1/2)G. (2, 1, –1, +1/2)H. (3, 1, 0, +1/2)i giing lng thp nht s có tng n + l thp nht. Các electron C và E có cùng giá tr là 5mà E có n thp hn s có nng lng thp hn. Các electron H và F cng có cùng giá trng n + l và H có nng lng thp hn. Các electron A và G có cùng giá tr n và l do vychúng có cùng nng lngng lng thp nht B < A = G < H < F < E < C < D ng lng cao nhtVí d 2p xp các orbital có nng lng gim dn.3s, 5p, 4d, 1s, 5d, 3pi giiNhc li s là 0, p là 1, và d là 2. nng lng có th sp xp theo tng n + l, do ó3s = 3, 5p = 6, 4d = 6, 1s = 1, 5d = 7, 3p = 4ng lng cao 5d > 5p > 4d > 3p > 3s > 1s ng lng thpSau khi ã c xong bài này mi bn làm các bài tp sau:Bài 1u gì không n vi các s lng t (n, l, ml, ms) ca các electron sau?a. (2, 2, 0, +1/2)b. (3, 1, –1, –1/2) Quantum numbersHóa cu to Trang 6c. (3, 1, –2, 1)d. (4, 0, 1, +1/2)e. (+1/2, 1, 1, 1)Bài 2 T các electron trong ví d 1 hãy tr li các câu hi sau:A. (2, 1, 1, +1/2)B. (1, 0, 0, –1/2)C. (4, 1, –1, +1/2)D. (4, 2, –1, +1/2)E. (3, 2, –1, +1/2)F. (4, 0, 0, +1/2)G. (2, 1, –1, +1/2)H. (3, 1, 0, +1/2)a. Electron nào có spin khác hng vi các electron còn li?b. Electron nào xp trong orbital hình cu?c. Electron nào xp trong p-orbital?d. Electron nào xp trong d-orbital?e. Electron nào nm xa ht nhân nguyên t nht?f. 2 electron nào xp trong cùng 1 orbital?g. 2 electron nào xp khác hng?h. 2 electron nào không th nm trong cùng mt nguyên ti. các electron nào có cùng nng lng?j. electron nào xp vào f-orbital? . n các electron.Hóa hc lng t: Mô t cách mà các nguyên t kt hp hình thành các phân t và cách mà các phân tng tác vi nhau dùng các qui. phân lp ca các lp nng lng khác nhau có th có các nng lngxen ph. Các giá tr có th nhn = 0, 1, 2, 3, ... n – 1Các giá tr có các tên xen k