Xem mẫu
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
CHƯƠNG VI: ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ
HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
8 (4 lí thuyết, 4 bài tập)
Ngày soạn: 24/10/2010
Ngày giảng: 29/11/2010 - 3/12/2010
I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học xong chương này SV cần nắm được:
1. Kiến thức
- Nguyên tắc xây dựng bảng hệ thống tuần hoàn
- Cấu tạo bảng tuần hoàn: ô nguyên tố, chu kì, nhóm
- Mối quan hệ giữa cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hoá học với vị trí
của chúng trong bảng HTTH
- Quy luật biến đổi tính chất các nguyên tố và hợp chất của theo chu kì, nhóm
- Các vấn đề về phản ứng hạt nhân: phóng xạ tự nhiên, nhân tạo , bài toán năng lượng
hạt nhân, động học của phản ứng phóng xạ …
2. Kĩ năng
- Từ cấu tạo nguyên tử biết vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn và ngược lại từ
vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn cho suy ra cấu tạo và tính chất của nguyên tố
đó
- So sánh tính chất của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận
- Tính được chu kì bán huỷ, sự chuyển dời trong phóng xạ….
3. Thái độ tình cảm
- Tin tưởng vào khoa học, chân lí khoa học
- Tinh thần làm việcnghiêm túc, sáng tạo
- Đức tính cần cù, tỉ mỉ, chịu khó
- Lòng ham mê khoa học, yêu thích bộ môn hoá học
II. Chuẩn bị
- GV: Giáo án, giáo trình, bảng HTTH
- SV: bài chuẩn bị, giáo trình
III. Phương pháp giảng dạy
- Phương pháp dạy học nêu vấn đề
- Phương pháp đàm thoại gợi mở
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
- Phương pháp thuyết trình, kèm theo giải thích minh hoạ
- Phương pháp luyện tập
IV. Nội dung giảng dạy
Hoạt động của GV và SV Nội dung bài dạy
- Menđeleep phát biểu: tính Bài 1: ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN
chất của các nguyên tố cũng I. Nội dung
như tính chất của các đơn chất Tính chất các đơn chất, thành phần và tính chât các
và hợp chất tạo nên từ các hợp chất của các nguyên tố hoá học đều biến thiên
nguyên tố đó phụ thuộc tuần tuần hoàn theo chiều tăng của số đơn vị điện tích h ạt
hoàn vào trọng lượng nguyên nhân Z của các nguyên tố.
tử của chúng.
- Nội dung của định luật tuần
II. Ý nghĩa định luật tuần hoàn
hoàn?
GV: ý nghĩa định luật này? - Tìm ra nguyên nhân của hiện tượng biến đổi tuần
Định luật tuần hoàn có quan hoàn tính chất các nguyên tố
hệ mật thiết với lí thuyết về - Giải thích sự phụ thuộc tuần hoàn với các tính ch ất
cấu tạo nguyên tử, phân tử và khác nhau của các nguyên tố và hợp chất của chúng
là một trong các cơ sở để xây - Khám phá ra những tính chất mới biến đổi tuần
dựng và phát triển lí thuyết. hoàn
Trái lại sự phát triển của lí - Hoàn chỉnh bảng HTTH và làm cho nó phù hợp với
thuyết về cấu tạo nguyên tử những thành tựu mới nhất trong lĩnh vực cấu tạo chất
giúp hiểu đúng bản chát định
luật tuần hoàn, là dựa vào số
đơn vị điện tích dương hạt
nhân chứ không phải vào khối
lượng nguyên tử Bài 2: BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ
HÓA HỌC
I. Nguyên tắc sắp xếp
Viết cấu hình các nguyên tố - Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần
của điện tích hạt nhân nguyên tử
Z=1,2,3,…11, 19,
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
? Nguyên tắc sắp xếp các - Các nguyên tố có cùng số lớp e trong nguyên tử
nguyên tố trong bảng HTTH được xếp thành một hàng
- Các nguyên tố có cùng số e hoá trị trong nguyên tử
được xếp thành một cột
? Nêu cấu tạo bảng HTTH II. Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn
? ô nguyên tố cho biết những gì 1. Ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ô của
bảng gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của ô đúng bằng
số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
- STT, kí hiệu và tên nguyên tố, khối lượng nguyên tử
trung bình, số e lớp vỏ, có độ âm điện, R...Ngoài ra
màu ô, màu chữ và một số kí hiệu khác dùng để chỉ rõ
hơn về đặc điểm và tính chất của các nguyên tố
2. Chu kì
- Chu kì? Số nguyên tố trong - Là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có
mỗi chu kì? cùng số lớp e và bằng số thứ tự của chu kì
- Nguyên tố Fe ở chu kì mấy? - Có 2 chu kì: 1-7
CK1: 2
CK2, 3: 8
CK4, 5: 18
CK6: 32
CK7: chưa đầy đủ
- Đầu chu kì là một nguyên tố kim loại điển hình,
cuối chu kì là một phi kim điển hình, kết thúc là một
- Có mấy loại chu kì? khí trơ
- Phân loại chu kì:
Chu kì nhỏ: 1, 2, 3
Chu kì lớn: 4, 5, 6, 7
- Nhóm nguyên tố là gì? 3. Nhóm
- Là tập hợp các nguyên tử có cấu hình e tương t ự
nhau, do đó tính chất tương tự nhau và được xếp
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
thành một cột.
- Nguyên tử các nguyên tố cùng một nhóm có cùng s ố
- Nhóm nguyên tố có mấy e hoá trị và bằng số thứ tự của nhóm.
loại? - Nhóm chia ra 2 loại: nhóm A và nhóm B
- Xác định vị trí nguyên tố sau + Nhóm A: các nguyên tố s, p ( phân nhóm chính)
trong bảng HTTH: M, + Nhóm B: các nguyên tố d, f (phân nhóm phụ)
A,
29 20
- Bảng HTTH có 8 nhóm, từ 1- 8
X, 10Y?
27
4. Phần ngoài bảng
- Gồm 2 họ nguyên tố là Lantan và Actini
- Có những dạng bảng HTTH III. Các dạng bảng HTTH
Có 5 dạng chính:
nào?
- Dạng ngắn (kiểu ô cờ)
- Dạng dài (kiểu ô cờ)
- Dạng bậc thang
- Dạng vòng xoè
- Dạng xoáy ốc
- Nêu cấu tạo dạng bảng này? 1. Dạng ngắn (kiểu ô cờ)
Số hàng ngang, cột dọc? - Chia thành 7 chu kì và 10 hàng ngang, mỗi chu kì lớn
chia thành 2 hàng
- Toàn bảng chia thành 8 nhóm. Trong mỗi nhóm chia
thành phân nhóm chính và phân nhóm phụ, mỗi phân
nhóm được xếp lệch về một phía
- Các nguyên tố họ lantan và họ actini được đưa ra
ngoài bảng chung và xếp xuống phần dưới của bảng
- Nêu cấu tạo dạng bảng này? 2. Dạng dài ( kiểu ô cờ)
Số hàng ngang, cột dọc? - Có dạng chu kì dài 18 ô và chu kì dài 32 ô
* Chu kì dài 18 ô
- Các chu kì nhỏ và lớn đều xếp thành một hàng, 14
nguyên tố họ f của chu kì 6, 7 được xếp riêng thành 2
hàng riêng dưới bảng
- Toàn bảng gồm 7 hàng.
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
- Các nhóm được đánh số như sau:
+ Các nguyên tố họ s, p được chỉ bằng số la mã có
kèm theo chữ A
+ Bộ 3 nguyên tố : Fe, Co, Ni; Ru, Rh, Pd; Os, Ir, Pt;
được xếp vào nhóm VIIIB, còn các khí trơ xếp vào
nhóm VIIIA
+ Số nhóm ứng với số e hoá trị của các nguyên tố
trong nhóm.
- Họ nguyên tố là gì? IV. Các họ nguyên tố
- Electron cuối cùng của nguyên tố điền vào phân lớp
- Họ nguyên tố s là gì? Cho ví nào (s,p, d, f) thì được gọi là nguyên tố h ọ đó (s, p, d,
dụ? f)
a. Họ s
- Họ nguyên tố p là gì? Cho ví - Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng
dụ? điền vào phân lớp s
b. Họ p
- Họ nguyên tố d là gì? Cho ví - Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng
dụ? điền vào phân lớp p
c. Họ d
- Họ nguyên tố f là gì? Cho ví - Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng
dụ? điền vào phân lớp d
d. Họ f
- Là những nguyên tố mà nguyên tử có e cuối cùng
điền vào phân lớp f
- Nguyên tố họ lantan và actini, các nguyên tử này có
(n-2)f1->14(n-1)d1 hoặc 0ns2
cấu hình e
Bài 3: MỘT SỐ QUY LUẬT LIÊN HỆ GIỮA
- Các tính chất biến đổi tuần TÍNH CHẤT VỚI VỊ TRÍ NGUYÊN TỐ
TRONG BẢNG MENĐÊLÊEP
hoàn?
- Cho biết đặc trưng của tính I. Tính kim loại, phi kim
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
kim loại, phi kim? - Tính kim loại : những nguyên tố mà nguyên tử có xu
hướng nhường e tạo thành ion dương
- Nêu quy luật biến thiên của - Tính phi kim: những nguyên tố mà nguyên tử có xu
tính kim loai, phi kim trong một hướng nhận e tạo thành ion âm
Sự biến thiên tính chất:
chu kì, nhóm?
- Giải thích nguyên nhân sự - Trong một chu kì: Theo chiều tăng của điện tích hạt
biến đổi? nhân tính kim loại giảm dần tính phi kim tăng dần.
- Sự biến đổi hoá trị các - Trong một phân nhóm chính: Tính kim loại tăng,
nguyên tố trong một chu kì, tính phi kim giảm
II. Sự biến đổi về hoá trị của các nguyên tố
nhóm?
VD: Oxit cao nhất của một - Trong một chu kì đi từ trái sang phải, hoá trị cao
nguyên tố là RO3, trong hợp nhất của các nguyên tố với oxi tăng lần lượt từ 1 đến
chất của nó với hiđro có 5,88% 7, còn hoá trị với hiđro của các phi kim giảm từ 4 đến
hiđro về khối lượng. Xác định 1
nguyên tố đó?
- Mỗi nhóm làm một bảng :
tính axit- bazơ của oxit và
hiđroxit tương ứng của các III. Sự biến đổi tính axit- bazơ của oxit và hiđroxit
nguyên tố chu kì 2, 3. - Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt
- Từ bảng rút ra quy luật biến nhân, tính bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng giảm
đổi của các oxit và hiđroxit? dần, đồng thời tính axit của chúng tăng dần
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích
- Bán kính cộng hoá trị? hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng
tăng dần, đồng thời tính axit của chúng giảm dần
IV. Bán kính cộng hoá trị
- Quy luật biến đổi của bán - Bán kính cộng hoá trị của một nguyên tử bằng nửa
kính cộng hoá trị trong một chu độ dài khoảng cách giữa hai hạt nhân trong phân tử
hai nguyên tử của cùng một nguyên tố.
kì, phân nhóm?
- Giải thích ? - Trong một chu kì bán kính cộng hoá trị của nguyên
tử giảm
- Trong một phân nhóm chính bán kính cộng hoá trị
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
của nguyên tử tăng
V. Độ âm điện ( học chương sau)
VI. Năng lượng ion hoá (học chương sau)
Bài 4: HÓA HỌC HẠT NHÂN
I. Các vấn đề hạt nhân nguyên tử
GV: Cấu tạo hạt nhân nguyên 1. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử
tử? - Hạt nhân nguyên tử gồm proton và notron (hay còn
gọi chung là các nucleon)
- Số đơn vị địên tích dương của một hạt nhân được kí
hiệu là Z : Z = số p (P)
2. Số khối, kí hiệu nguyên tố
GV: Kí hiệu nguyên tố hoá - Số khối của một nguyên tử bằng tổng số hạt proton
học? và nơtron trong hạt nhân nguyên tử đó. AzX
3. Đồng vị
- Là các nguyên tử của cùng một nguyên tố mà h ạt
GV: Định nghĩa đồng vị? Cho nhân có cùng số proton khác nhau số notron.
ví dụ? 4. Bán kính nguyên tử
R= (0,7+ A1/3).1,2.10-13 cm (A>1)
Trong đó A là số khối của nguyên tử
5. Độ hụt khối. Năng lượng liên kết hạt nhân
- Khối lượng 1 proton là mp, 1 nơtron là mn
- Một hạt nhân có Z hạt proton, n hạt nơtron. Khối
lượng hạt nhân đó bằng: Zmp + Nmn
- Thực nghiệm cho biết khối lượng của hạt nhân đó,
kí hiệu: ZmA
- So sánh hai khối lượng đo được của một hạt nhân
luôn luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nucleon
của chính hạt nhân đó
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
∆ m = Zmp – Nmn – ZmA
∆ m: độ hụt khối
Sự hình thành hạt nhân mới từ các nucleon là một
quá trình giải phóng năng lượng
∆ E = c2 . ∆ m
∆ E là năng lượng được giải phóng trong sự hình
thành hạt nhân kèm theo độ hụt khối, ∆ E đặc trưng
cho sự ổn định của hạt nhân còn được gọi là năng
lượng liên kết hạt nhân.
Với hạt nhân có A nucleon, năng lượng liên kết h ạt
nhân ứng với 1 nucleon là:
∆E
δE =
A
Đó là năng lượng liên kết hạt nhân riêng
II. Sơ lược về sự phóng xạ hạt nhân
1. Tính phóng xạ tự nhiên
- Tính phóng xạ tự nhiên là khả năng của các chất
chứa các nguyên tố xác định, không cần tác động bên
GV: Tính phóng xạ tự nhiên?
ngoài, tự phát ra bức xạ không nhìn thấy với thành
phần phức tạp
2. Thành phần của tia phóng xạ
- Các hạt mang điện dương (+) gọi là hạt α , thực
chất hạt α là hạt nhân 24He
GV: Nêu thành phần tia phóng
- Các hạt tích điện âm (-) gọi là h ạt β hay tia β , thực
xạ? Và đặc điểm của các tia
chất đó là chùm e
này?
- Các hạt trung hoà, hạt γ hay tia γ , thực chất nó là
dòng các hạt photon hay các lượng tử, cùng bản chất
ánh sáng
3. Định luật chuyển dời
- Quá trình phóng xạ phát ra tia α tạo thành nguyên tố
GV: Nhận xét gì khi ta thêm
mới dịch hai ô về bên trái nguyên tố mẹ trong bảng
hay bớt một e của một nguyên
Menđeleep.
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
- Quá trình phóng xạ hạt phát ra tia β tạo ra nguyên
tố?
- Khi xét cấu tạo e của nguyên tố mới dịch một ô về bên phải nguyên tố mẹ, có cùng
tử, ta thấy: khi điền thêm 1e thì khối số khối như nguyên tố mẹ.
- Trong sự phân rã hạt nhân kèm theo sự phát ra tia γ
xuất hiện một nguyên tố mới.
- Sự chuyển dời trong phóng không có sự biến đổi nguyên tố mẹ về mặt hoá học
xạ tự nhiên? nhưng có sự thay đổi trạng thái năng lượng của hạt
Ví dụ: tìm các nguyên tố nhân.
4. Định luật về sự phân rã phóng xạ
Be 01n + A
→
9
4
Cl → 24 He + X
37
Phản ứng phóng xạ là phản ứng bậc nhất:
17
Dựa vào biểu thức tính t1/2? A -> sản phẩm
dx
v=− = k (a − x)
dt
1 a
k = ln => (a-x) = a.e-kt
t a−x
1N
k = λ = ln o
tN
N = No.e-kt = No.e- λt
VD: Đồng vị phóng xạ 131
I
Một đại lượng quan trọng đối với sự phân rã phóng
được dùng trong nghiên cứu y
học và chữa bệnh bướu cổ. xạ là chu kì bán huỷ. Thời gian để lượng ban đầu của
Một mẫu thử ban đầu có chất phản ứng mất đi một nửa được gọi là chu kì bán
1,00mg đồng vị đó. Sau 13,3 huỷ.
ngày lượng iot đó còn lại là Kí hiệu : t1/2; t1/2 = 0,693/k
0,32g mg. Tìm chu kì bán huỷ 5. Phóng xạ nhân tạo
- Phóng xạ nhân tạo là hiện tượng dùng một loại h ạt
của I?
làm đạn bắn vào hạt nhân làm bia tạo ra hạt nhân mới
cùng với tia phóng xạ
- Như vậy phóng xạ nhân tạo thường bao gồm quá
GV: Thế nào là phóng xạ nhân trình sơ cấp và quá trình thứ cấp, quá trình sơ cấp tạo
ra nguyên tố mới kém bền, nó trở thành nguyên tố mẹ
tạo
để tạo ra hiện tượng thứ cấp.
III. Phản ứng hạt nhân
1. Phản ứng hạt nhân
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
- Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
Là sự tương tác giữa hạt nhân nguyên tử với các hạt
tạo ra nguyên tố mới được gọi là phản ứng hạt nhân
2. Một số loại phản ứng hạt nhân
a. Phản ứng phân hạch
GV: Thế nào là phản ứng hạt - Hiện tượng khi bắn vào một hạt nào đó, hạt nhân bị
nhân, sự khác nhau cơ bản giữa vỡ ra thành các mảnh, đó là sự phân hạch hạt nhân.
phản ứng học thông - Phản ứng phân hạch hạt nhân có thể xảy ra theo
hoá
thường và phản ứng hạt nhân. kiểu dây chuyền
b. Phản ứng nhiệt hạch
GV: Phản ứng phân hạch và - Phản ứng từ các hạt nhân nhẹ tạo ra một hạt nhân
phản ứng nhiệt hạch. mới nặng hơn là phản ứng nhiệt hạt nhân
- Các hạt nhân trước khi tham gia các phản ứng này
phải được nung đến nhiệt độ rất cao
V. Rút kinh nghiệm bài giảng:
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
nguon tai.lieu . vn
