chương 1. LIÊN KẾT HÓA HỌC VÀ CẤU TẠO PHÂN TỬ. Đại cương về liên kết hóa học. Qui tắc octet.
Thuyết Kossel về liên kết ion. Liên kết cộng hóa trị. Liên kết kim loại. Liên kết giữa các phân tử.
Các đặc trưng cơ bản của liên kết hóa học. Liên kết hóa học dựa trên cơ học lượng tử. Đại cương về sự khảo sát liên kết cộng hóa trị trên cơ sở cơ học lượng tử. Thuyết liên kết hóa trị.
Thuyết obital phân tử. 87 Tóm tắt chương 2. 96 Câu hỏi và bài tập chương 2. 98 Tài liệu tham khảo chương 2.
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC. Một số khái niệm cơ bản. Hệ nhiệt động. Trạng thái và hàm trạng thái.
Quá trình. Nhiệt và Công. Điều kiện tiêu chuẩn. Nguyên lý I của nhiệt động học và hiệu ứng nhiệt các quá trình hóa học.
Nội dung nguyên lý I. Biểu thức toán học của nguyên lý I. Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học. Các định luật nhiệt hóa học và hệ quả.
Nhiệt dung và sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ. Nguyên lý II của nhiệt động học. Nội dung nguyên lý II của nhiệt động học. Biểu thức toán học của nguyên lý II.
Định luật Nernst của nhiệt động học và entropi tuyệt đối. Thế đẳng áp và chiều diễn ra của các quá trình hóa học. Yếu tố entanpi, yếu tố entropi và chiều hướng của quá trình. Thế đẳng áp - đẳng nhiệt.
Khả năng xảy ra quá trình hóa học. Cách tính độ biến thiên thế đẳng áp của các phản ứng hóa học. Cân bằng hóa học. Khái niệm về cân bằng hóa học.
Hằng số cân bằng. Mối quan hệ giữa hằng số cân bằng và biến thiên thế đẳng áp. Sự chuyển dịch cân bằng và nguyên lý chuyển dịch cân bằng. 129 Tóm tắt chương 3.
131 Câu hỏi và bài tập chương 3. 134 Tài liệu tham khảo chương 3. ĐỘNG HỌC CỦA PHẢN ỨNG HÓA HỌC. Các khái niệm chung.
Tốc độ phản ứng. Xác định tốc độ phản ứng bằng thực nghiệm. Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng. Ảnh hưởng của nồng độ tác chất.
Ảnh hưởng của nhiệt độ. Ảnh hưởng của chất xúc tác. 153 Tóm tắt chương 4. 155 4 Câu hỏi và bài tập chương 4.
157 Tài liệu tham khảo chương 4. Đại cương về dung dịch. Các loại dung dịch. Độ tan và các yếu tố ảnh hưởng.
Nồng độ dung dịch. Nồng độ phần trăm. Nồng độ phần mol. Nồng độ đương lượng.
Một số thuộc tính của dung dịch. Ảnh hưởng của áp suất đến độ tan của khí. Các tính chất nồng độ của dung dịch chứa chất tan không bay hơi, không điện li. Dung dịch chất điện li.
Định nghĩa về sự điện li. Độ điện li và hằng số điện li. Thuyết Arrhenius về axit và bazơ. Thuyết axit, bazơ của Brønsted và Lowry.
Thuyết Lewis về axit và bazơ. Thuộc tính axit bazơ của nước. pH của dung dịch. Axit mạnh và bazơ mạnh.
Chuẩn độ axit - bazơ. Một số định nghĩa. Đường cong chuẩn độ. Chất chỉ thị.
Dung dịch chất điện li ít tan. Tích số tan. Đánh giá độ tan và tích số tan. Điều kiện xuất hiện kết tủa.
186 Tóm tắt chương 5. 188 Câu hỏi và bài tập chương 5. 190 Tài liệu tham khảo chương 5. Phản ứng oxi hóa - khử.
Khái niệm về phản ứng oxi hóa - khử. Cặp oxi hóa - khử. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa - khử. Cấu tạo và hoạt động của pin Galvani.
Suất điện động của pin. Suất điện động tiêu chuẩn và thế điện cực tiêu chuẩn. Hằng số cân bằng phản ứng oxi hóa - khử. Sự phụ thuộc suất điện động pin vào nồng độ.
Phương trình Nernst. Một số pin thương mại thông dụng. Sự điện phân. Điện phân muối nóng chảy.
Điện phân dung dịch. Định luật điện phân - Định luật Faraday. 208 Tóm tắt chương 6. 210 Câu hỏi và bài tập chương 6.
212 Tài liệu tham khảo chương 6. 213 HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP VÀ ĐÁP SỐ. 233 6 Chƣơng 1 CẤU TẠO NGUYÊN TỬ, HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC Mục tiêu Một số khái niệm và định luật cơ bản; Giới thiệu sơ lược lịch sử tìm ra cấu tạo nguyên tử; Một số vấn đề đại cương về cơ học lượng tử: thuyết lượng tử Planck; thuyết lượng tử ánh sáng; sóng vật chất De Broglie; nguyên lí bất định Heisenberg; hàm sóng và phương trình Schr ̈ dinger; Kết quả giải phƣơng trình Schr ̈ dinger cho nguyên tử hydro: xác suất có mặt electron; mây electron; những số lƣợng tử n, l, ml; những orbital nguyên tử s, p, d và cách biểu diễn hình ảnh orbital tƣơng ứng; Hiểu cách giải thích phổ phát xạ của nguyên tử hydro; Biết spin của electron, những số lượng tử tương ứng và nguyên lí Pauli; Hiểu cách xác định cấu hình electron của nguyên tử ở trạng thái cơ bản bằng cách áp dụng nguyên lí Pauli, qui tắc Klechkovski và qui tắc Hund; Khảo sát việc xây dựng nên Bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố; Phân tích cấu trúc theo chu kì, theo cột và theo khối; Xác định một số tính chất đặc trƣng của các nguyên tố; Hiểu cách giải thích sự biến thiên của các tính chất này trong Bảng hệ thống tuần hoàn. NHỮNG KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH LUẬT CƠ SỞ CỦA HÓA HỌC 1.
Những khái niệm cơ bản 1. Nguyên tử, phân tử, chất hóa học a) Nguyên tử Loại hạt cơ sở để hình thành các chất hóa học là các nguyên tử. Mỗi nguyên tử cấu tạo từ một hạt nhân mang điện dương và một hay nhiều điện tử mang điện âm quay chung quanh. Đặc trưng quan trọng nhất của nguyên tử là điện tích dương của hạt nhân.
Mỗi dạng nguyên tử được đặc trưng bằng một điện tích hạt nhân xác định, họp thành một nguyên tố hóa học và có cấu trúc vỏ điện tử giống nhau, do đó có những đặc tính hóa học giống nhau. Trong nguyên tử trung hòa điện, điện tích dương của hạt nhân bằng tổng điện tích âm của các điện tử quay chung quanh. Nếu ta lấy trị số tuyệt đối của điện tích điện tử làm đơn vị thì điện tích hạt nhân được biểu diễn bằng những số nguyên và bằng đúng số điện tử quay quanh hạt nhân. Ví dụ: nguyên tử hydro có một điện tử và điện tích hạt nhân bằng 1, nguyên tử heli có số điện tử bằng 2 và điện tích hạt nhân bằng 2.
Nguyên tử có khả năng nhường hay thu thêm một số điện tử ở ngoài cùng để tạo thành các ion mang điện dương hay âm hoặc có thể bị biến dạng ít nhiều lớp vỏ điện tử do tương tác với các nguyên tử khác. Tuy nhiên, trong các quá trình hóa học, hạt nhân nguyên tử (với đặc trưng quan trọng là điện tích của nó) luôn luôn được bảo toàn, và nhờ vậy qua các biến đổi hóa học nguyên tử luôn luôn có khả năng phục hồi trở lại trạng thái đầu, tức là dưới dạng trung hòa điện. b) Phân tử Phân tử là phần tử (hay hạt) nhỏ nhất của một chất có thể tồn tại độc lập mà vẫn giữa nguyên tính chất của chất đó. Trong phân tử các nguyên tử liên kết với nhau khá bền.
Mỗi phân tử có thể gồm một hay nhiều nguyên tử cùng loại hay khác loại kết hợp với nhau theo một tỉ lệ xác định và một trật tự xác định. Khi đó phân tử được coi là hạt đơn vị của chất hóa học mang mọi tính chất hóa học cơ bản của chất đó. Ví dụ: khí hydro cấu tạo từ các phân tử gồm hai nguyên tử hydro (H2). c) Chất hóa học Mỗi chất hóa học cấu tạo từ những nguyên tử thuộc cùng một nguyên tố hay thuộc các nguyên tố khác nhau.
Các nguyên tử liên kết với nhau bằng loại lực gọi là lực liên kết hóa học. Chất hóa học được gọi là đơn chất khi nó cấu tạo từ những nguyên tử của cùng một nguyên tố. Chất hóa học được gọi là hợp chất khi nó cấu tạo từ những nguyên tử của các nguyên tố khác nhau, liên kết hóa học với nhau. Chất hóa học được phân biệt với hỗn hợp cơ học ở chỗ: hỗn hợp cơ học là một tập hợp gồm nhiều chất hóa học trộn lẫn vào nhau, cấu tạo từ nhiều loại hạt không có liên kết hóa học.
Trong những điều kiện nào đó mối liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử hay một cấu trúc hóa học nói chung (ví dụ: trong tinh thể,…) của một chất hay một số chất bị phá vỡ, và các nguyên tử lại liên kết với nhau theo cách khác tạo thành những chất hóa học mới. Quá trình biến đổi chất hóa học này thành chất hóa học khác do sự xây 8 dựng lại các mối liên kết hóa học giữa các nguyên tử như vậy được gọi là phản ứng hóa học. Những quá trình biến đổi trong đó các mối liên kết hóa học không bị phá vỡ, và do đó không làm thay đổi bản chất hóa học của chất mà chỉ làm thay đổi trạng thái vật lí của chất thì được gọi là biến đổi vật lí. Những tính chất đặc trưng cho khả năng tham gia phản ứng hóa học của một chất được gọi là tính chất hóa học của chất đó.
Còn những tính chất đặc trưng về mặt vật lí của một chất (ví dụ: nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, khối lượng riêng,…) được gọi là tính chất vật lí của chất đó. Khối lượng nguyên tử, khối lượng phân tử, mol Để đo khối lượng của các nguyên tử và phân tử người ta dùng một thứ đơn vị riêng là đơn vị carbon, viết tắt là đ. Đơn vị carbon bằng khối lượng nguyên tử 12C. 12C là đồng vị phổ biến nhất trong thiên nhiên của nguyên tố carbon, mỗi hạt nhân nguyên tử 12C có 6 proton và 6 neutron.C còn được gọi là 1 unit, viết tắt là 1u.
Đó là hệ thống đơn vị khối lượng theo 12C. Thực nghiệm cho biết 1 nguyên tử 12C nặng 19,9260.1024 g nên 1u ứng với 1,6605. Khối lượng nguyên tử hay nguyên tử lượng là khối lượng của nguyên tử tính ra đơn vị carbon. Ví dụ: nguyên tử hydro có khối lượng bằng 1,00797 đ.C (trong các phép tính hóa học thông thường có thể coi 1 đ.
