Chuyên đề 4 : 4 Số Lượng Tử - 123doc

CHUYÊN ĐỀ 4 : BỐN SỐ LƯỢNG TỬ XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA MỘT ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ KHÁI NIỆM VỀ OBITAN NGUYÊN TỬ I...  Số lượng tử spin đặc trưng cho chuyển động quay xung quanh trụ

CHUYÊN ĐỀ 4 : BỐN SỐ LƯỢNG TỬ XÁC ĐỊNH TRẠNG THÁI CỦA MỘT

ELECTRON TRONG NGUYÊN TỬ

KHÁI NIỆM VỀ OBITAN NGUYÊN TỬ

I KIẾN THỨC CƠ BẢN

 Theo kết quả nghiên cứu của cơ học lượng tử , trạng thái của một electron trong

nguyên tử được xác định bởi một bộ giá trị của 4 số lượng tử

♦ Số lượng tử chính n tương ứng với số thứ tự lớp electron

n 1 2 3 4 5 6 7

lớp K L M N O P Q

♦ Số lượng tử phụ (hay số lượng tử obitan) l : cho biết hình dạng của obitan

trong không gian và xác định số phân lớp trong mỗi lớp

 l nhận giá trị từ 0 đến n – 1

 Giá trị của l 0 1 2 3 …

Kiểu obitan s p d f …

 Ứng với mỗi giá trị của n (một lớp electron) có n giá trị của l và do đó có n

phân lớp electron hay kiểu obitan

Vd : Ở lớp thứ I (n = 1) → l có 1 giá trị (l = 0) → 1 kiểu obitan s

Ở lớp thứ II (n = 2) → l có 2 giá trị (l = 0 và l= 1) → 2 kiểu obitan

s và p

Ở lớp thứ III (n = 3) → l có 3 giá trị (l = 0, l = 1 và l= 2) → 3 kiểu

obitan s , p và d

Ở lớp thứ IV (n = 4) → l có 4 giá trị (l = 0, l = 1, l = 2 và l= 3) → 4

kiểu obitan s , p , d và f

♦ Số lượng tử từ m l xác định sự định hướng của AO trong không gian và đồng

thời nó qui định số AO trong một phân lớp Mỗi giá trị của m l ứng với một

AO

 m l nhận giá trị từ -l … 0 … +l

 Mỗi giá trị của l có 2l + 1 giá trị của m l (nghĩa là có 2l + 1 obitan)

Vd : l = 0 → m l chỉ có 1 giá trị (m l = 0) → có 1 AOs

l = 1 → m l chỉ có 3 giá trị (-1 , 0 , +1) → có 3 AOp

-1 0 +1

l = 2 → ml chỉ có 5 giá trị (-2 , -1 , 0 , +1 , +2) → có 5 AOd

-2 -1 0 +1 +2

l = 3 → ml chỉ có 7 giá trị (-3,-2,-1,0,+1,+2,+3) → có 7 AOf

-3 -2 -1 0 +1 +2 +3

♦ Số lượng tử spin m s

 Số lượng tử spin đặc trưng cho chuyển động quay xung quanh trục riêng

của electron

 Số lượng tử spin chỉ có 2 giá trị 1

2

+ và 1

2

− được kí hiệu tương ứng bằng 2

mũi tên lên (↑) và xuống (↓) ứng với 2e trong 1 AO

II BÀI TẬP

1 Xác định 2 nguyên tử mà electron cuối cùng có các số lượng tử

a n = 3 ; l = 1 ; ml =-1 ; ms = 1

2

−

b n = 2 ; l = 1 ; ml = +1 ; ms = 1

2

+

2 Cho 2 nguyên tố A , B đứng kế tiếp nhau trong hệ thống tuần hoàn Hai electron

cuối cùng của chúng có đặc điểm

- Tổng số (n + l) bằng nhau , trong đó số lượng tử chính của A lớn hơn số

lượng tử chính của B

- Tổng đại số của 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên B là 4,5

a Hãy xác định bộ 4 số lượng tử của electron cuối cùng trên A , B và xác định

nguyên tố A , B

b Hợp chất X tạo bởi A , Cl , O có thành phần trăm theo khối lượng lần lượt

là 31,83% ; 28,98% ; 39,18% Xác định CTPT của X Biết rằng các

electron chiếm obitan từ giá trị nhỏ nhất của số lượng tử ml

3 Xác định nguyên tử mà eletron cuối cùng có 4 số lượng tử thỏa mãn điều kiện :

n + l = 3 và ml + ms = 1

2

+

4 Xét nguyên tử mà nguyên tố có electron cuối cùng có 4 số lượng tử

a n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 1

2

+

b n = 3 , l = 2 , ml = -1 , ms = 1

2

−

Có tồn tại cấu hình này hay không ? Giải thích tại sao ?

5 Tổ hợp các obitan nào sau đây là đúng ? Tổ hợp nào không đúng ? Vì sao

(1) n = 3 , l = 3 , ml = 0

(2) n = 2 , l = 1 , ml = 0

(3) n = 6 , l = 5 , ml = -1

(4) n = 4 , l = 3 , ml = -4

6 Cho nguyên tử của 2 nguyên tố A và B có electron ngoài cùng có 4 số lượng tử

lần lượt sau :

n = 4 , l = 0 , ml = 0 , ms = 1

2

+

n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = 1

2

−

Viết cấu hình electron của nguyên tử , xác định nguyên tố kim loại , phi kim

7 Electron cuối cùng phân bố vào các nguyên tử của các nguyên tố A , B lần lượt

đặc trưng bởi 4 số lượng tử

A : n = 3 , l = 1 , ml = -1 , ms = 1

2

+

B : n = 3 , l = 1 , ml = 0 , ms = 1

2

−

a Xác định vị trí của A , B trong BTHHH

b Cho biết loại liên kết và công thức cấu tạo của phân tử AB3