Các số lượng tử, giá trị và ý nghĩa | Tài liệu môn Hóa học 1 | Đại học Bách khoa hà nội

Mây electron được qui ước là miền không gian gần hạt nhân nguyên tử, trong đó xác suất có mặt electron khoảng 90%. Tài liệu trắc nghiệm môn Hóa học 1 giúp bạn tham khảo, ôn tập và đạt kết quả cao. Mời bạn đọc đón xem!

4 2 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Hóa học 1

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

4 trang 2 ngày trước

Tác giả:

Profile Lê Na
II. Các số lượng tử, giá trị và ý nghĩa.
- Mây electron được qui ước là miền không gian gần hạt nhân nguyên tử, trong đó
xác suất có mặt electron khoảng 90%.
Để xác định trạng thái của một electron bất kỳ trong nguyên tử cần 4 số lượng tử bao gồm:
• Số lượng tử chính
(n)
• Số lượng tử phụ (l)
Mô tả chuyển động của electron quay quanh hạt nhân
• Số lượng tử từ (m
l
)
• Số lượng tử spin (m
s
)
Mô tả chuyển động của electron tự quay quanh trục
1, Số lượng tử chính (n) – Đặc trưng cho các lớp electron của vỏ nguyên tử.
- Là những số nguyên dương, n
N*, n = 1, 2, 3, 4, …. , tương ứng với mỗi giá trị n
là mỗi lớp electron:
n
1
2
3
4
5
7
Ký hiệu lớp electron
K
L
M
N
O
Q
n càng lớn, lớp electron càng xa hạt nhân
- Cho biết kích thước đám mây electron: n càng lớn thì kích thước mây electron càng
lớn và mật độ electron càng loãng.
- Ngoài ra, số lượng tử chính n còn cho biết năng lượng liên kết hạt nhân (E
n
) trong
nguyên tử H hoặc ion tương tự H ( chỉ có 1 electron).
Đ/n: Là năng lượng thể hiện sự liên kết giữa hạt nhân và electron
Ký hiệu : E
n,
trong nguyên tử Hidro hoặc tương tự Hidro E
n
chỉ phụ thuộc vào số lượng tử
chính n.
Công thức - chỉ áp dụng cho nguyên tử hoặc ion có 1 electron (đơn giản):
2
2
13.6 ( )
n
Z
E eV
n
=−
trong đó :
{
𝑍:đ𝑖ệ𝑛 𝑡í𝑐ℎ ℎạ𝑡 𝑛ℎâ𝑛 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑠ố 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ℎạ𝑡 𝑛ℎâ𝑛
𝑛:𝑐ℎỉ 𝑙ớ𝑝 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛 ℎ𝑎𝑦 𝑠ố 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑡ử 𝑐ℎí𝑛ℎ
Đổi đơn vị: 1 eV = 1,602.10
-19
J
Nhận xét:
- Vì n là những số tự nhiên nên E
n
sẽ chỉ có những giá trị cụ thể ứng với mỗi giá trị
của n.
- Bình thường electron ở trạng thái ứng với mức năng lượng thấp nhất (E
1
) khi đó
nguyên tử hoặc ion đang ở trạng thái cơ bản. Khi cung cấp cho electron thì electron
nhận thêm năng lượng sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn (E
n
), lúc này ứng với
trạng thái kích thích của nguyên tử hoặc ion.
- E
n
có giá trị âm, thể hiện cho sự hút electron của hạt nhân.
- Giá trị số lượng tử chính n càng cao, E
n
càng cao có nghĩa là electron đang ở càng
xa hạt nhân, dễ bị tách ra khỏi nguyên tử.
2, Số lượng tử phụ l:
- Mỗi lớp electron n chia ra một số phân lớp nhỏ. Ứng với mỗi giá trị của số lượng tử
phụ l thì sẽ có 1 phân lớp.
- Giá trị : số lượng tử phụ l là số tự nhiên có giá trị từ 0,1,2,… (n-1).
VD: ở lớp K ứng với n = 1 ,thì l sẽ có duy nhất 1 giá trị là 0, vậy có 1 phân lớp trong
lớp K.
ở lớp M ứng với giá trị n = 3 thì l sẽ có 3 giá trị 0, 1, 2, vậy lớp M có 3 phân lớp.
Ký hiệu phân lớp: s, p, d, f, g, …
l
0
1
2
3
4
Ký hiệu phân lớp
electron
s
p
d
f
g
- Để chỉ phân lớp electron thuộc lớp nào viết giá trị của n trước phân lớp electron.
VD: 1s, 2p, 3s, 3p, 3d,…
- Ý nghĩa của số lượng tử phụ (l)
• Cho biết hình dạng của của đám mây electron (phân lớp chứa electron – hay sau
này gọi là AO), s dạng hình cần, p dạng hình số tám.
• Cho biết phân mức năng lượng trong lớp: Trong một lớp (cùng giá trị n) năng
lượng của electron tăng dần theo thứ tự ns-np-nd-nf.
• Số lượng tử phụ còn quyết địch giá trị của momen động lượng của electron.
3, Số lượng tử từ (m
l
)
- Đặc trưng cho sự định hướng của orbitan (mây electron) hay electron trong không
gian (phương).
- Ứng với mỗi giá trị l thì m
l
có 2l + 1 giá trị, m
l
[-l,+l]
VD:
+ Với l = 0 ứng với phân lớp (AO) s, m
l
chỉ có 1 giá trị là m
l
= 0, nghĩa là orbitan chỉ
định hướng theo 1 phương, AO s dạng hình cầu đối xứng.
+ Với l = 1 ứng với phân lớp (AO) p, m
l
có 3 giá trị là m
l
= -1, 0, +1, nghĩa là có 3 AO p
định hướng về 3 trục Ox, Oy, Oz, là p
x
, p
y
, p
z.
+ Tương tự l = 2 (AO d) m
l
có 5 giá trị m
l
= -2, -1, 0, +1, +2, vậy có 5 AO d có định
hướng khác nhau
4, Số lượng tử spin (m
s
)
- Biểu thị sự quay quanh trục của electron
- Giá trị: có 2 giá trị m
s
= ±1/2
- Quy ước:
m
s
= +1/2, m
s
= -1/2
5, Orbital nguyên tử (AO)
- Mỗi AO được đặc trưng bằng 1 bộ 3 giá trị của số lượng tử n, l, m
l
.
- Có thể biểu diễn bằng ô vuông (ô lượng tử)
VD: n = 1
l = 0
m = 0 ứng với 1 AO 1s
n = 2
0 0 2
1 1,0, 1 2 , ,
x y z
l m s
l m p p p
= =
= = − +
n = 3
2 2 2
0 0 2
1 1,0, 1 2 , ,
2 2, 1,0, 1, 2 3 , , , ,
x y z
xy yz xz
z x y
l m s
l m p p p
l m d d d d d
−
= =
= = − +
= = − − + +
Ký hiệu: - Hàm sóng :
,,n l m
VD:
210
nghĩa là n = 2, l = 1, m
l
= 0 ứng với, AO 2p
- Hay dùng như: 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, hay 2p
x
, 2p
y,
2p
z,
3d
xy, …..
| 1/4
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

II. Các số lượng tử, giá trị và ý nghĩa.
- Mây electron được qui ước là miền không gian gần hạt nhân nguyên tử, trong đó
xác suất có mặt electron khoảng 90%.
Để xác định trạng thái của một electron bất kỳ trong nguyên tử cần 4 số lượng tử bao gồm: • Số lượng tử chính (n) 
• Số lượng tử phụ (l) 
Mô tả chuyển động của electron quay quanh hạt nhân
• Số lượng tử từ (ml)
• Số lượng tử spin (ms)  Mô tả chuyển động của electron tự quay quanh trục
1, Số lượng tử chính (n) – Đặc trưng cho các lớp electron của vỏ nguyên tử.
- Là những số nguyên dương, n  N*, n = 1, 2, 3, 4, …. , tương ứng với mỗi giá trị n là mỗi lớp electron: n 1 2 3 4 5 6 7 Ký hiệu lớp electron K L M N O P Q
n càng lớn, lớp electron càng xa hạt nhân
- Cho biết kích thước đám mây electron: n càng lớn thì kích thước mây electron càng
lớn và mật độ electron càng loãng.
- Ngoài ra, số lượng tử chính n còn cho biết năng lượng liên kết hạt nhân (En) trong
nguyên tử H hoặc ion tương tự H ( chỉ có 1 electron).
Đ/n: Là năng lượng thể hiện sự liên kết giữa hạt nhân và electron
Ký hiệu : En, trong nguyên tử Hidro hoặc tương tự Hidro En chỉ phụ thuộc vào số lượng tử chính n.
Công thức - chỉ áp dụng cho nguyên tử hoặc ion có 1 electron (đơn giản): 2 = 1 − 3.6 Z E (eV)
𝑍: đ𝑖ệ𝑛 𝑡í𝑐ℎ ℎạ𝑡 𝑛ℎâ𝑛 ℎ𝑜ặ𝑐 𝑠ố 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑜𝑛 𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 ℎạ𝑡 𝑛ℎâ𝑛 n 2 n trong đó :{
𝑛: 𝑐ℎỉ 𝑙ớ𝑝 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑛 ℎ𝑎𝑦 𝑠ố 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑡ử 𝑐ℎí𝑛ℎ
Đổi đơn vị: 1 eV = 1,602.10-19 J Nhận xét:
- Vì n là những số tự nhiên nên En sẽ chỉ có những giá trị cụ thể ứng với mỗi giá trị của n.
- Bình thường electron ở trạng thái ứng với mức năng lượng thấp nhất (E1) khi đó
nguyên tử hoặc ion đang ở trạng thái cơ bản. Khi cung cấp cho electron thì electron
nhận thêm năng lượng sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn (En), lúc này ứng với
trạng thái kích thích của nguyên tử hoặc ion.
- En có giá trị âm, thể hiện cho sự hút electron của hạt nhân.
- Giá trị số lượng tử chính n càng cao, En càng cao có nghĩa là electron đang ở càng
xa hạt nhân, dễ bị tách ra khỏi nguyên tử.
2, Số lượng tử phụ l:
- Mỗi lớp electron n chia ra một số phân lớp nhỏ. Ứng với mỗi giá trị của số lượng tử
phụ l thì sẽ có 1 phân lớp.
- Giá trị : số lượng tử phụ l là số tự nhiên có giá trị từ 0,1,2,… (n-1).
VD: ở lớp K ứng với n = 1 ,thì l sẽ có duy nhất 1 giá trị là 0, vậy có 1 phân lớp trong lớp K.
ở lớp M ứng với giá trị n = 3 thì l sẽ có 3 giá trị 0, 1, 2, vậy lớp M có 3 phân lớp.
Ký hiệu phân lớp: s, p, d, f, g, … l 0 1 2 3 4 Ký hiệu phân lớp s p d f g electron
- Để chỉ phân lớp electron thuộc lớp nào viết giá trị của n trước phân lớp electron. VD: 1s, 2p, 3s, 3p, 3d,…
- Ý nghĩa của số lượng tử phụ (l)
• Cho biết hình dạng của của đám mây electron (phân lớp chứa electron – hay sau
này gọi là AO), s dạng hình cần, p dạng hình số tám.
• Cho biết phân mức năng lượng trong lớp: Trong một lớp (cùng giá trị n) năng
lượng của electron tăng dần theo thứ tự ns-np-nd-nf.
• Số lượng tử phụ còn quyết địch giá trị của momen động lượng của electron.
3, Số lượng tử từ (ml)
- Đặc trưng cho sự định hướng của orbitan (mây electron) hay electron trong không gian (phương).
- Ứng với mỗi giá trị l thì ml có 2l + 1 giá trị, ml  [-l,+l] VD:
+ Với l = 0 ứng với phân lớp (AO) s, ml chỉ có 1 giá trị là ml = 0, nghĩa là orbitan chỉ
định hướng theo 1 phương, AO s dạng hình cầu đối xứng.
+ Với l = 1 ứng với phân lớp (AO) p, ml có 3 giá trị là ml = -1, 0, +1, nghĩa là có 3 AO p
định hướng về 3 trục Ox, Oy, Oz, là px, py, pz.
+ Tương tự l = 2 (AO d) ml có 5 giá trị ml = -2, -1, 0, +1, +2, vậy có 5 AO d có định hướng khác nhau
4, Số lượng tử spin (ms)
- Biểu thị sự quay quanh trục của electron
- Giá trị: có 2 giá trị ms = ±1/2 - Quy ước: ms = +1/2, ms = -1/2 5, Orbital nguyên tử (AO)
- Mỗi AO được đặc trưng bằng 1 bộ 3 giá trị của số lượng tử n, l, ml.
- Có thể biểu diễn bằng ô vuông (ô lượng tử)
VD: n = 1  l = 0  m = 0 ứng với 1 AO 1s
l = 0  m = 0  2s
n = 2  l =1 m = 1
− ,0, +1 2p , p , p  x y z
l = 0  m = 0  2s
l =1m = 1−,0,+12p ,p ,p n = 3 x y zl = 2  m = 2
− ,−1,0,+1,+ 2  3d ,d ,d ,d ,d 2 2 2  xy yz xzz x −y Ký hiệu: - Hàm sóng :  
n,l,m VD: 210 nghĩa là n = 2, l = 1, ml = 0 ứng với, AO 2p
- Hay dùng như: 2s, 2p, 3s, 3p, 3d, hay 2px, 2py, 2pz, 3dxy, …..