Sổ tay hóa học THPT - Pdf 38

Phần Hóa Học Đại Cương
Phần I
HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG
Chương 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Nguyên tử: Là hạt nhỏ nhất không thể phân chia về mặt hóa học, tham gia tạo thành
phân tử.Nguyên tử luôn trung hòa về điện:
Gồm: - Hạt nhân (do p, n cấu tạo) mang điện tích dương, ở tâm nguyên tử, có kích
thước rất nhỏ so với kích thước nguyên tử song lại chiếm phần lớn khối lượng nguyên tử.
- Các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử
2. Nguyên tố hóa học: là những nguyên tử có cùng điện tích hạt nhân.
3. Đồng vị: Những nguyên tử có cùng số proton nhưng khác nhau về số nơtron, do đó số
khối A của chúng khác nhau gọi là các đồng vị của cùng một nguyên tố.
4. Phân tử: là hạt nhỏ nhất của một chất, có khả năng tồn tại độc lập và mang những tính
chất hóa học đặc trưng của chất đó.
5. . Đơn chất là chất tạo thành từ một nguyên tố hoá học. Ví dụ: O
2
, H
2
, Cl
2
, ...
Một nguyên tố hoá học có thể tạo thành một số đơn chất khác nhau gọi là các dạng thù
hình của nguyên tố đó.
Ví dụ:
- Cacbon tồn tại ở 3 dạng thù hình là cacbon vô định hình, than chì và kim cương.
- Oxi tồn tại ở 2 dạng thù hình là oxi (O
2
) và ozon (O
3
).

được gọi là số Avôgađrô và ký hiệu là N (N = 6,02.10
23
). Như vậy:
1 mol nguyên tử Na chứa N nguyên tử Na.
1 mol phân tử H
2
SO
4
chứa N phân tử H
2
SO
4
1 mol ion OH
-
chứa N ion OH
-
.
- Khối lượng của 1 mol chất tính ra gam được gọi là khối lượng mol của chất đó và ký hiệu
là M.
Khi nói về mol và khối lượng mol cần chỉ rõ của loại hạt nào, nguyên tử, phân tử, ion,
electron... Ví dụ:
- Khối lượng mol nguyên tử oxi (O) bằng 16g, nhưng khối lượng mol phân tử oxi (O
2
) bằng
32g.
- Khối lượng mol phân tử H
2
SO
4
bằng 98g, nhưng khối lượng mol ion SO

n
=

+ Đối với chất khí, n được tính bằng công thức:
4,22
0
V
n
=
Trong đó, V
0
là thể tích của chất khí hay hỗn hợp khí đo ở đktc (0
0
C, 1atm hay 760
mmHg).
Chú ý: Nếu V cho ở điều kiện t
0
C và p atm thì số mol chất khí được tính qua phương trình
trạng thái:
RT
pV
n
=
Trong đó: T = t
0
+ 273, R =
273
4,22




d) Phản ứng trao đổi: là phản ứng trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm
nguyên tử với nhau.
Ví dụ.
BaCl
2
+ NaSO
4
= BaSO
4
+ 2NaCl.
e) Phản ứng oxi hoá - khử: là phản ứng hóa học trong đó có sự thay đổi số oxi hóa một số
nguyên tố.
Ví dụ:
Fe
0
+ Cu
+2
SO
4
-> Fe
+2
SO
4
+ Cu
0
11. Hiệu ứng nhiệt của phản ứng:
a) Năng lượng liên kết: là năng lượng được giải phóng khi hình thành liên kết hoá học từ
các nguyên tố cô lập.
Năng lượng liên kết được tính bằng kJ/mol và ký hiệu là E

2
O Q = + 241kJ/mol
Phản ứng đốt cháy, phản ứng trung hoà thuộc loại phản ứng toả nhiệt. Phản ứng nhiệt phân
thường là phản ứng thu nhiệt.
- Muốn tính hiệu ứng nhiệt của các phản ứng tạo thành các hợp chất từ đơn chất hoặc phân
huỷ một hợp chất thành các đơn chất ta dựa vào năng lượng liên kết.
Ví dụ: Tính năng lượng toả ra trong phản ứng.
H
2
+ Cl
2
= 2HCl.
Dựa vào năng lượng liên kết (cho ở trên) ta tính được.
Q = 2E
1k
(HCl) - [E
1k
(H
2
) + E
1k
(Cl
2
)] = 2 . 432 - (436 + 242) = 186kJ/mol.
- Đối với phản ứng phức tạp, muốn tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng ta dựa vào nhiệt tạo
thành của các chất (từ đơn chất), do đó đơn chất trong phản ứng không tính đến (ở phản ứng
trên, nhiệt tạo thành HCl là 186/2 = 93 kJ/mol
Ví dụ: Tính khối lượng hỗn hợp gồm Al và Fe
3
O

3
+ 9Fe (1)

Theo (1), khối lượng hỗn hợp hai chất phản ứng với nhiệt lượng Q là :
3 . 232 + 8 . 27 = 912g
Để tỏa ra lượng nhiệt 665,25 kJ thì khối lượng hỗn hợp cần lấy :

g
x
25,182
3329
25,665912
=
12. Tốc độ phản ứng và cân bằng hóa học:
a) Định nghĩa: Tốc độ phản ứng là đại lượng biểu thị mức độ nhanh chậm của phản ứng.
Ký hiệu là V
p.ư
.
t
C
t
CC
V
pu

=

=
21
mol.l

Phần Hóa Học Đại Cương
- Tốc độ phản ứng còn phụ thuộc vào diện tích bề mặt chất tham gia phản ứng
- Chất xúc tác làm tăng tốc độ phản ứng nhưng bản thân nó không bị thay đổi về số lượng
và bản chất hoá học sau phản ứng.
c) Phản ứng thuận nghịch và trạng thái cân bằng hoá học
− Phản ứng một chiều (không thuận nghịch) là phản ứng chỉ xảy ra một chiều và có thể
xảy ra đến mức hoàn toàn.
Ví dụ:
2KClO
3
= 2KCl + 3O
2


Phản ứng thuận nghịch là phản ứng đồng thời xảy ra theo hai chiều ngược nhau.
Ví dụ:
CH
3
COOH + CH
3
OH CH
3
COOCH
3
+ H
2
O
− Trong hệ thuận nghịch, khi tốc độ phản ứng thuận (v
t
) bằng tốc độ phản ứng nghịch (v

lt
là lượng tính theo lý thuyết, nghĩa là lượng C hoặc D tính được với giả thiết hiệu suất
100%.
Chú ý :
− Khi tính hiệu suất phản ứng phải tính theo chất sản phẩm nào tạo thành từ chất đầu
thiếu, vì khi kết thúc phản ứng chất đầu đó phản ứng hết.
− Có thể tính hiệu suất phản ứng theo chất phản ứng A hoặc B tuỳ thuộc vào chất nào
thiếu.
− Cần phân biệt giữa % chất đã tham gia phản ứng và hiệu suất phản ứng.
Ví dụ: Cho 0,5 mol H
2
tác dụng với 0,45 mol Cl
2
, sau phản ứng thu được 0.6 mol HCl. Tính
hiệu suất phản ứng và % các chất đã tham gia phản ứng.
Giải: Phương trình phản ứng:
H
2
+ Cl
2
= 2HCl
Theo phương trình phản ứng và theo đầu bài, Cl
2
là chất thiếu, nên tính hiệu suất phản ứng
theo Cl
2
:
%6,66%100
2.45,0
6,0

-> CH
4
+ C
3
H
6
(1)
C
4
H
10
-> C
2
H
6
+ C
2
H
4
(2)
C
4
H
10
-> H
2
+ C
4
H
8

n
= 1-
q
n
= + 1,602. 10
-19
C
q
n
= 1+
q
n
= 0
Khối lượng m
e
= 9,1094. 10
-31
kg m
p
= 1,6726. 10
-27
kg m
n
= 1,6748. 10
-27
kg
1. Hạt nhân: Hạt nhân gồm:
− Proton: Điện tích 1+, khối lượng bằng 1 đ.v.C, ký hiệu
− Nơtron: Không mang điện tích, khối lượng bằng 1 đ.v.C ký hiệu
Như vậy, điện tích Z của hạt nhân bằng tổng số proton.

9
4
+→+
3. Cấu tạo vỏ electron của nguyên tử:
Nguyên tử là hệ trung hoà điện, tổng số electron chuyển động xung quanh hạt nhân bằng
số điện tích dương Z của hạt nhân.
Các electron trong nguyên tử được chia thành các lớp, phân lớp, obitan.
a) Các lớp electron. Kể từ phía gần hạt nhân trở ra được ký hiệu:
Bằng số thứ tự n = 1 2 3 4 5 6 7 …
Bằng chữ tương ứng: K L M N O P Q …
Những electron thuộc cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau. Lớp electron càng gần
hạt nhân có mức năng lượng càng thấp, vì vậy lớp K có năng lượng thấp nhất.
Số electron tối đa có trong lớp thứ n bằng 2n
2
. Cụ thể:
Lớp : K L M N …
Số electron tối đa: 2 8 18 32 …
b) Các phân lớp electron. Các electron trong cùng một lớp lại được chia thành các phân
lớp.
Lớp thứ n có n phân lớp, các phân lớp được ký hiệu bằng chữ : s, p, d, f, … kể từ hạt nhân
trở ra. Các electron trong cùng phân lớp có năng lượng bằng nhau.
Lớp K (n = 1) có 1 phân lớp : 1s.
Đồng Đức Thiện



Trường THPT Sơn Động số
3
6
Phần Hóa Học Đại Cương

- Xác định số e của nguyên tử
- Biểu diễn các e theo thứ tự tắng dần các mức năng lượng các obitan nguyên tử (AO) theo
các nguyên lý và quy tắc phân bố các e trong nguyên tử.
- Viết cấu hình e theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp e từ
nhỏ tới lớn.
Ví dụ: Viết cấu hình electron của Fe (Z = 26).
Viết theo thứ tự các mức năng lượng : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
4s
2
3d
6

Cấu hình của Fe: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p

3s
2
3p
6
3d
5
.
Đối với anion thì thêm vào lớp ngoài cùng số electron mà nguyên tố đã nhận.
Đồng Đức Thiện



Trường THPT Sơn Động số
3
7
↑↓

Phần Hóa Học Đại Cương
Ví dụ:
S(Z = 16) : 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
4
.

χ

− Nguyên tố có χ càng lớn thì nguyên tử của nó có khả năng hút cặp e liên kết càng
mạnh.
− Độ âm điện χ thường dùng để tiên đoán mức độ phân cực của liên kết và xét các
hiệu ứng dịch chuyển electron trong phân tử.
− Nếu hai nguyên tử có χ bằng nhau thì liên kết tạo thành sẽ là liên kết cộng hoá trị thuần
tuý. Nếu độ âm điện khác nhau nhiều (∆χ > 1,7) liên kết tạo thành là liên kết ion. Nếu độ âm
điện khác nhau không nhiều (0 < ∆χ < 1,7) sẽ tạo thành liên kết cộng hoá trị có cực.
II. Định luật tuần hoàn _ Bảng HTTH
1. Định luật tuần hoàn
Tính chất của các nguyên tố và đơn chất cũng như thành phần và tính chất của các hợp
chất tạo nên từ những nguyên tố đó biến thiên tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt
nhân nguyên tử.
2. Bảng hệ thống tuần hoàn
Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuân hoàn:
- Các nguyên tố được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử
- Các nguyên tố có cùng số lớp e trong nguyên tử được xếp thành một hàng
- Các nguyên tố có cùng số e hóa trị
(
*
)
trong nguyên tử được xếp thành một cột
(*)
Electron hóa trị là những e có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học. Chúng
thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc cả ở phân lớp sát lớp ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão
hòa.
Có 2 dạng bảng thường gặp.
a. Dạng bảng dài: Có 7 chu kỳ (mỗi chu kỳ là 1 hàng), 16 nhóm. Các nhóm được chia
thành 2 loại: Nhóm A (gồm các nguyên tố s và p) và nhóm B (gồm những nguyên tố d và f).

ngoài cùng yếu dần, tức là khả năng nhường electron của nguyên tử tăng dần. Do đó:
+ Tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần.
+ Tính bazơ của các oxit, hiđroxit tăng dần, tính axit của chúng giảm dần.
- Hoá trị cao nhất với oxi (hoá trị dương) của các nguyên tố bằng số thứ tự của nhóm chứa
nguyên tố đó.
5. Ý nghĩa của bảng HTTH
a. Quan hệ giữa vị trí và cấu tạo:
Biêt vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hòan có thể suy ra cấu tạo nguyên tử của nguyên
tố đó và ngược lại (mô tả bằng sơ đồ sau)
Vị trí trong bảng tuần hoàn

Câu tạo nguyên tử
Số thứ tự của nguyên tố Số p, số n, số e
Số thứ tự của chu kỳ Số lớp e
Số thứ tự của nhóm
Số e lớp ngoài cùng (số e
hóa trị)
Ví dụ: Xét đoán vị trí của nguyên tố có Z = 25.
Cấu hình e: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5

2
S
- SO
3
là oxit axit còn H
2
SO
4
là axit mạnh
c. So sánh tính chất của nguyên tố này với các nguyên tố khác lân cận
Dựa vào quy luật biến đổi các tính chất trong bảng tuần hòan theo chu kỳ và theo các
nhóm, chúng ta có thể so sánh được tính chất của một nguyên tố so với các nguyên tố lân cận.
Đồng Đức Thiện



Trường THPT Sơn Động số
3
10
Phần Hóa Học Đại Cương
Chương 3
LIÊN KẾT HÓA HỌC
Liên kết hóa học là sự kết hợp giữa các nguyên tử tạo thành phân tử hay tinh thể bền vững.
Liên kết hóa học được chia thành hai loại cơ bản: liên kết ion và liên kết cộng hóa trị
1. Liên kết ion
Liên kết ion là liên kết được tạo thành do lực hút tĩnh điện giữa các ion mang điện tích trái
dấu.
Liên kết ion được hình thành giữa kim loại điển hình và phi kim điển hình.(
>∆
χ

χ

<0,4.
− Cặp e liên kết không bị lệch về phía nguyên tử nào.
− Hoá trị của các nguyên tố được tính bằng số cặp e dùng chung.
b. Liên kết cộng hoá trị có cực
− Tạo thành từ các nguyên tử có độ âm điện khác nhau không nhiều. Ví dụ : H : Cl.
(0,4 <
χ

<1,7 )
− Cặp e liên kết bị lệch về phía nguyên tử có độ âm điện lớn hơn.
− Hoá trị của các nguyên tố trong liên kết cộng hoá trị có cực được tính bằng số cặp e dùng
chung. Nguyên tố có độ âm điện lớn có hoá trị âm, nguyên tố kia hoá trị dương. Ví dụ, trong
HCl, clo hoá trị 1

, hiđro hoá trị 1
+
.
3. Liên kết cho - nhận (liên kết phối trí)
Đó là loại liên kết cộng hoá trị mà cặp e dùng chung chỉ do 1 nguyên tố cung cấp và được
gọi là nguyên tố cho e; Nguyên tố kia có obitan trống (obitan không có e) được gọi là nguyên
tố nhận e. Liên kết cho - nhận được ký hiệu bằng mũi tên (→) có chiều từ chất cho sang chất
nhận.
Đồng Đức Thiện



Trường THPT Sơn Động số
3


Nhờ tải bản gốc
Music ♫

Copyright: Tài liệu đại học © DMCA.com Protection Status