CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I. TẦM QUAN TRỌNG CỦA HÓA HỌC PHI KIM. Phần hoá học phi kim trong chương trong chương trình hoá học chuyên THPT được nghiên cứu sau các kiến thức lí thuyết về cấu tạo chất, liên kết hoá học, phản ứng oxi hoá – khử, tốc độ phản ứng hóa học và sự điện li nê có vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển nội dung kiến thức, kĩ năng hóa học cơ bản. Cụ thể là: – Giúp HS mở rộng, phát triển nội dung phần hoá học phi kim THPT ở mức độ sâu sắc, hiện đại, đi sâu vào bản chất các quá trình biến đổi của các đơn chất và hợp chất của chúng.
– Giúp HS vận dụng kiến thức lí thuyết chủ đạo để dự đoán, giải thích tính chất các đơn chất, hợp chất các nguyên tố và sự biến thiên tính chất của các nguyên tố trong nhóm( tìm hiểu mối liên hệ giữa cấu tạo với tính chất, dự đoán, so sánh, giải thích tính chất…) - Việc nghiên cứu các kiến thức về các nhóm nguyên tố giúp HS hoàn thiện dần các kiến thức lí thuyết chủ đạo như khái niện về phản ứng oxi hóa- khử, chất oxi hóa, chất khử, các dạng liên kết, khái niệm chất (phức chất, muối hỗn tạp…),. - Hình thành, phát triển các kiên thức và kĩ năng ngôn ngữ hóa học phổ thông(kí hiệu hóa học, danh pháp, phương trình hóa học…), các kĩ năng hóa học khác như sử dụng và bảo quản hóa chất, thiết bị thí nghiệm, giải bài tập hóa học, quan sát, mô tả, giải thích hiện tượng thí nghiệm và đời sống I. TÌNH HÌNH THỰC TẾ VỀ NỘI DUNG KIẾN THỨC NHÓM HALOGEN TRONG CÁC TÀI LIỆU HIỆN HÀNH Trong các tài liệu hiện hành, lý thuyết về nhóm halogen đã tương đối đầy đủ. Kiến thức lý thuyết về nguyên tố halogen HS đã học trong chương trình ôn thi đại học, ngoài ra GV hướng dẫn cho học sinh đọc các tài liệu tham khảo: Tài liệu giáo khoa chuyên hóa học lớp 10 tập 2, Hóa học vô cơ – Hoàng Nhâm, tập 2, Tính chất lý hóa học các chất vô cơ (106 nguyên tố)- R.
An ddreeeva, Người dịch: Lê Kim Long, Hoàng Nhâm… Tuy nhiên hiện nay chưa có sách bài tập dành riêng cho học sinh chuyên hóa về hóa học vô cơ. Trong các tài liệu giáo khoa chuyên hóa lượng bài tập rất ít, nếu chỉ làm các bài trong đó thì HS không đủ “lực” để thi vì đề thi khu vực, HSGQG, Quốc Tế hằng 5 năm thường cho rộng và sâu hơn nhiều. Nhiều đề thi vượt quá chương trình. Trong các tài liệu tham khảo khác bài tập giành cho giảng dạy và học tập của lớp chuyên còn nằm rải rác, chưa phong phú và chưa được phân loại rõ ràng, chưa đủ để cho học sinh học tập, ôn luyện chuẩn bị cho các kì thi học sinh giỏi các cấp.
VAI TRÒ CỦA BÀI TẬP HÓA HỌC TRONG VIỆC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI. Thực tế dạy học cho thấy, bài tập hoá học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo. Bài tập vừa là mục đích vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm. Bài tập cung cấp cho học sinh cả kiến thức, con đường dành lấy kiến thức và cả niềm vui sướng của sự phát hiện - tìm ra đáp số - một trạng thái hưng phấn - hứng thú nhận thức - một yếu tố tâm lý góp phần rất quan trọng trong việc nâng cao tính hiệu quả của hoạt động thực tiễn của con người, điều này đặc biệt được chú ý trong nhà trường của các nước phát triển.
Vậy bài tập hoá học là gì? Theo các nhà lý luận dạy học Nga, bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán, mà trong khi hoàn thành chúng, học sinh nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặc một kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc có kèm theo thực nghiệm. Hiện nay ở nước ta, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này. Tác dụng của bài tập hóa học: - Bài tập hoá học là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức đã thu được qua bài giảng thành kiến thức của chính mình. - Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú.
Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc. - Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hoá kiến thức một cách tốt nhất. - Rèn luyện kỹ năng hoá học cho học sinh như kỹ năng viết và cân bằng phương trình hóa học, kỹ năng tính toán theo công thức và phương trình hoá học, kỹ năng thực hành như cân, đo, đun nóng, nung sấy, lọc, nhận biết hoá chất. - Phát triển năng lực nhận thức, rèn trí thông minh cho học sinh (học sinh cần phải hiểu sâu mới hiểu được trọn vẹn).
Một số bài tập có tình huống đặc biệt, ngoài cách giải thông thường còn có cách giải độc đáo nếu học sinh có tầm nhìn sắc sảo. Thông thường nên yêu cầu học sinh giải bằng nhiều cách, có thể tìm cách giải ngắn nhất, hay nhất - đó là cách 6 rèn luyện trí thông minh cho học sinh. Khi giải bài toán bằng nhiều cách dưới góc độ khác nhau thì khả năng tư duy của học sinh tăng lên gấp nhiều lần so với một học sinh giải nhiều bài toán bằng một cách và không phân tích đến nơi đến chốn. - Bài tập hoá học còn được sử dụng như một phương tiện nghiên cứu tài liệu mới (hình thành khái niệm, định luật) khi trang bị kiến thức mới, giúp học sinh tích cực, tự lực, lĩnh hội kiến thức một cách sâu sắc và bền vững.
Điều này thể hiện rõ khi học sinh làm bài tập thực nghiệm định lượng. - Bài tập hoá học phát huy tính tích cực, tự lực của học sinh và hình thành phương pháp học tập hợp lý. - Bài tập hoá học còn là phương tiện để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh một cách chính xác. - Bài tập hoá học có tác dụng giáo dục đạo đức, tác phong, rèn tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác khoa học và sáng tạo, phong cách làm việc khoa học (có tổ chức, kế hoạch.), nâng cao hứng thú học tập bộ môn.
Điều này thể hiện rõ khi giải bài tập thực nghiệm. Tác dụng cụ thể của bài tập hóa học góp phần không nhỏ trong việc nâng cao chất lượng và hiệu quả việc dạy học hóa học, và đặc biệt là phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện kỹ năng cho học sinh mà không có phương pháp dạy học nào sánh kịp. Như vậy, trong quá trình giảng dạy thì việc lựa chọn, xây dựng các bài tập là việc làm rất quan trọng và cần thiết đối với mỗi GV. Thông qua bài tập, GV sẽ đánh giá được khả năng nhận thức, khả năng vận dụng kiến thức của HS.
Bài tập là phương tiện cơ bản nhất để dạy HS tập vận dụng kiến thức vào thực hành, thực tế sự vận dụng các kiến thức thông qua các bài tập có rất nhiều hình thức phong phú. Chính nhờ việc giải các bài tập mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác hóa, mở rộng và nâng cao. Cho nên, bài tập vừa là nội dung, vừa là phương pháp, vừa là phương tiện để dạy tốt và học tốt. 7 CHƯƠNG II : HỆ THỐNG BÀI TẬP LÝ THUYẾT VỀ NHÓM HALOGEN II.
ĐƠN CHẤT HALOGEN II. CẤU TẠO, TÍNH CHẤT VẬT LÝ 1. Trình bày đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen (bán kính nguyên tử, cấu trúc electron năng lượng ion hóa, ái lực electron). Từ đặc điểm đó hãy cho biết trong hai khuynh hướng phản ứng (oxi hóa – khử) của các halogen thì khuynh hướng nào là chủ yếu ? Hướng dẫn: Đặc điểm cấu trúc nguyên tử của halogen: - Bán kính nguyên tử: nhỏ hơn so với các nguyên tố kim loại và phi kim khác cùng chu kì.
Từ Flo đến Iot, bán kính nguyên tử tăng - Cấu trúc electron: Có 7 e lớp ngoài cùng, trạng thái cơ bản: ns2np5, có 1 e độc thân ⇅ ⇅ ⇅ ↑ Trạng thái kích thích Clo, Br, I có 3, 5, 7 e độc thân - Năng lượng Ion hóa: Năng lượng ion hóa thứ nhất của Flo rất cao17,418 eV Từ Flo đến Iot, năng lượng ion hóa giảm nên khả năng nhường electron tăng, do đó đến Iot có khả năng tạo ra ion I+ (trong các hợp chất như ICl trong dung dịch H2SO4 đặc hoặc oleum, ICN, IClO4, ICH3COO) hoặc tạo cation 3+ trong IPO4, I(CH3COO)3 - Ái lực electron: lớn, giảm dần từ Flo đến Iot → Khuynh hướng oxi hóa là chủ yếu vì trong nguyên tử có một electron độc thân (chưa ghép đôi) ở obitan np ở trạng thái cơ bản nên dễ dàng kết hợp thêm 1 electron. Dựa vào thuyết liên kết hóa trị hãy cho biết: a) Các số oxi hóa của các halogen trong hợp chất. b) Tại sao phân tử của các halogen đều cấu tạo từ hai nguyên tử? Hướng dẫn: a) Từ cấu hình electron các số oxi hóa của các halogen trong hợp chất (trừ Flo) là: -1, +1, +3, +5, +7. Giải thích: các mức +3, +5, +7 bằng sự kích thích electron chuyển từ obitan ns và np sang nd tạo 3, 5, 7 e độc thân.
Khi tạo liên kết với các nguyên tử có độ âm điện lớn hơn các halogen đó có số oxi hóa dương. 8 b) Vì mỗi nguyên tử có 7 e lớp ngoài cùng, so khí hiếm thiếu 1 electron, trong đó chỉ có một electron không ghép đôi ở obitan np → hai electron không ghép đôi ở hai nguyên tử ghép lại với nhau tạo thành phân tử hai nguyên tử → mỗi nguyên tử đều đạt cấu hình bền như khí hiếm gần nhất. Tại sao Flo không thể xuất hiện mức oxi hóa dương trong các hợp chất hóa học? Tại sao với Clo, Brom, Iot thì mức oxi hóa chẵn không phải là mức đặc trưng? Hướng dẫn: Trong nguyên tử của các Halogen có một electron không ghép đôi, nên trừ Flo, chúng đều có khả năng tạo ra mức oxi hóa +1 khi chúng liên kết với một nguyên tố khác có độ âm điện lớn hơn (ví dụ với Oxi) Nguyên tử của Clo (hoặc Brom, Iot) còn có những obitan chưa được lấp đầy, do đó có thể xảy ra các quá trình kích thích electron như sau: s p d s p d s p d s p d Kết quả tạo ra 3, 5, 7 electron không ghép đôi ứng với các trạng thái hóa trị 3, 5, 7 của halogen.