Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
Hoạt động của GV và SV Nội dung bài dạy
GV: Nội dung của nguyên lí
không phân biệt các hạt đồng
nhất?
GV: - Thế nào là hàm sóng phản
đối xứng và hàm sóng đối
xứng?
- Hàm sóng toàn phần mô tả
trạng thái của hệ nhiều e là hàm
phản đối xứng hay đối xứng.
Bài 1: MỘT SỐ CƠ SỞ
I. Hai nguyên lí
1. Nguyên lí không phân biệt các hạt đồng nhất
- Các electron là các hạt đồng nhất, không thể phân biệt
được
- Việc ghi số thứ tự các electron là việc có tính chất quy
ước
2. Nguyên lí phản đối xứng
- Xét đầy đủ mỗi eletron có hai toạ độ: tọa độ không gian
r
r
và toạ độ spin đặc trưng bởi
σ
. Toạ độ q=
}
{
,r
σ
ur

- Xét hệ 2 e, quy ước e
1
có toạ độ q
1
, e
2
có toạ độ q
2
Nếu ta đặt e
1
trước e
2
sau thì hàm sóng mô tả trạng thái
hệ 2e này là
1 2
( , )q q
ψ
.
Nếu ta đặt e
2
trước e
1
thì hàm sóng mô tả trạng thái hệ
2 e này là
2 1
( , )q q
ψ
.
Theo nguyên lí không phân biệt các hạt đồng nhất vừa
xét, khả năng tìm thấy hệ 2 e ở trạng thái đó là như nhau:


( ) ( )
( ) ( )
2 2
1 2 2 1
1 2 2 1
, ,
, ,
q q q q
q q q q
ψ ψ
ψ ψ
=
=> =
Hoặc:
( ) ( )
1 2 2 1
, ,q q q q
ψ ψ
= −
Nếu
( ) ( )
1 2 2 1
, ,q q q q
ψ ψ
=
; hàm sóng là hàm đối xứng
Nếu
( ) ( )
1 2 2 1

, ,q q q q
ψ ψ
= −
, hàm sóng là hàm phản đối
xứng
Nguyên lí: Thực nghiệm cho biết hàm sóng toàn phần
mô tả trạng thái hệ các electron là hàm phản đối xứng đối
với sự đổi chỗ cho hai electron bất kì của hệ đó.
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
- Cho biết nội dung của sự gần
đúng Bocnơ- Openhaimơ?
GV bổ sung: Các nguyên tử có
nhiều e , ngoài lực hút giữa hạt
nhân với e còn có các lực đẩy
giữa các e với nhau. Lực đẩy
này làm giảm lực hút của hạt
nhân với e. Ta nói: e bị chắn lẫn
nhau, hiệu ứng chắn
- Ví dụ 1: Dựa vào phương pháp
gần đúng Slater. Hãy xác định
điện tích hiệu dụng Z* cho các
trường hợp sau:
a. N (Z =7)
b. Fe (Z =26)
Giải:
Khi tính điện tích hiệu dụng
người ta xếp cấu hình e theo
lớp:

(1s),(2s,2p),(3s,3p),(3d),
(4s,4p),
Với N : 1s
2
2s
2
2p
3
II. Sự gần đúng tron việc giải bài toán hệ nhiều
electron
1. Mô hình hạt độc lập
Trong hệ nhiều electron, hạt nhân được coi là đứng
yên, xét chuyển động của từng electron trong trường lực
được tạo ra bởi hạt nhân và các electron còn lại
Toán tử Hamintơn:
^
2
1 1 1 1
1 1
2
N N N N
p
p p p q
q pq
Z
H
r r
= = = ≠
= − ∇ − +
∑ ∑ ∑∑

2. Phương pháp gần đúng Xlâytơ
- Phương pháp gần đúng để xác định hàm bán kính R
nl
và
năng lượng tương ứng của obitan đó năng lượng E
nl
Công thức xác định hàm bán kính:

*
*
0
( ) /
1
( ) .
Z b r n a
n
nl
R r cr e
− −
−
=
Năng lượng 1e ở trạng thái được mô tả bởi hàm R
nl
:

( )
( )
( )
( )
2 2

2
0
2 2
* *
0
. 13,6 ( )
2
n
Z b Z b
e
E eV
a
n n
− −
= − = −
Z: số đơn vị điện tích của nguyên tử
b: Hằng số chắn
Z - b: Số đơn vị điện tích hạt nhân hiệu dụng
n*: là số lượng tử chính hiệu dụng
c: là hằng số
a
0
: bán kính Bo thứ nhất
e
0
: điện tích cơ bản
Quy tắc gần đúng để xác định n* và b như sau:
a. Xác định số lượng tử hiệu dụng n* theo bảng sau:
n 1 2 3 4 5 6
n* 1 2 3 3,7 4,0 4,2

b. Xác định hằng số chắn b
- Các hàm AO được chia thành các nhóm như sau:
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
Z
*
1s
= 7 - 0,3.1= 6,7
Z
*
2s,2p
= 7- 5.0,35 - 2.0,85 =3,9
Làm tương tự với Fe
- Ví dụ 2: Từ cấu hình electron
của He 1s
2
hãy:
a. Tính năng lượng He theo eV
b. Tính giá trị của He theo
phương pháp Slater rồi so sánh
kết quả với phần a và với giá trị
thực nghiệm E = -79 eV
- Ví dụ 3: hãy xác định điện tích
hiệu dụng với các nhónm phân
lớp tương ứng có thể có và tổng
năng lượng đối với nguyên tử Cl
ở trạng thái cơ bản.
- Ví dụ 4: áp dụng phương pháp
gần đúng Slaytơ, hãy:

a. Xác định năng lượng các
phân lớp, năng lượng e của
nguyên tử K
b. Xác định năng lượng ion hoá
thứ nhất.
(1s), (2s, 2p), (3s, 3p), (3d), (4s, 4p), (4d, 4f)….
Các AO trong cùng một nhóm được coi có cùng hàm R
nl
- Trị số hằng số chắn b đối với 1e đang xét sẽ bằng tổng
số các trị số góp của các e khác, như sau:
+ Các e ở nhóm AO ngoài nhóm AO đang xét có trị số
góp bằng 0
+ Mỗi e ở cùng AO với e được xét góp một lượng 0,35
riêng 1 e trên cùng AO 1s chỉ góp 0,30
+ Lượng góp của mỗi e ở AO bên trong so với AO
đang xét:
ở lớp n có trị số nhỏ hơn n của lớp đang xét 1 góp 0,85
ở lớp n có trị số nhỏ hơn n của lớp đang xét từ 2 trở
lên góp 1
+ Nếu AO đang xét là AO d hay AO f thì mỗi e ở AO
trong góp 1,0 vào b
3. Sơ lược về phương pháp trường tự hợp Hactơri-
Fôc
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
GV: Cấu hình electron là gì?
Dựa trên những cơ sở nào?
GV: Hãy cho biết nội dung của
nguyên lí vững bền?

GV: Bằng sơ đồ thích hợp hãy
trình bày nội dung của quy tắc
Klechkowski?
VD: Hãy dựa vào quy tắc trên
sắp xếp phân lớp 2s, 2p, 3s?
Với 2s có n + l = 2
2p có n +l =3, 3s có n+l = 3
Vậy 2s trước, 2p và 3s có tổng
bằng nhau nhưng n(2p)< n(3s)
Do đó : 2s 2p 3s
Bài 2: CẤU HÌNH ELECTRON
I. Khái niệm
Sơ đồ biểu diễn sự phân bố e theo đồng thời các số
lượng tử n, l được gọi là cấu hình electron của nguyên tử
II. Một số cơ sở
1. Nguyên lí vững bền hay nguyên lí năng lượng cực
tiểu
Trong nguyên tử e chiếm mức năng lượng thấp trước,
tiếp đến các mức năng lượng cao hơn. Trạng thái hệ có
năng lượng thấp nhất là trạng thái cơ bản.
2. Quy tắc Klechknowski
Năng lượng của phân mức E
nl
tăng theo sự tăng của trị
số tổng (n+ l); nếu hai phân mức có cùng trị của tổng (n+
l ) thì E
nl
tăng theo sự tăng của n.
Trong đó n : số lượng tử chính, l: số lượng tử phụ
Thứ tự: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p …

7s 7p
6s 6p 6d
5s 5p 5d 5f
4s 4p 4d 4f
3s 3p 3d
2s 2p
1s
E
ns
< E
(n-2)f
< E
(n-1)d
< E
np
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
VD: Với n=2
+ l = 0, 2s
+ l= 1, 2p
VD: Có bao nhiêu cách phân bố
3 e vào phân lớp p? Trường hợp
nào đúng theo quy tắc Hun?
- Có nhiều cách phân bố 3 e vào
các AO p. Một số trường hợp
như ở dưới. Trong đó theo cách
3 độc thân cùng hướng có
Smax= 3/2
GV: Số e tối đa trên các phân

lớp?
3. Nguyên lí Pauli
Mỗi AO bị chiếm nhiều nhất bởi 2e có trạng thái biểu
thị bằng trị số m
s
ngược dấu nhau.
Mỗi AO kí hiệu là một ô lượng tử ( hoặc một ô vuông)
Những AO có cùng năng lượng được viết kề nhau thành
một khối
Những AO có năng lượng khác nhau được viết tách biệt
4. Quy tắc Hun 1 ( Smax)
- Khi chiếm các AO, các electron có khuynh hướng tạo
ra nhiều nhất số electron độc thân
- Cách khác: Các electron được phân bố vào các obitan
sao cho tổng spin của chúng đạt giá trị lớn nhất (cực đại)
Nếu hệ có n electron độc thân thì spin S = 1/2. n
- Trường hợp 2 e chiếm một AO: e ghép đôi
- Trường hợp mỗi e chiếm một AO, e độc thân
III. Số electron trong một lớp, phân lớp
1. Lớp
- Các e trên cùng một lớp có năng lượng gần bằng nhau
Thứ tự các lớp được ghi bằng các số nguyên
n = 1 2 3 4 5
Tên: K L M N O
- Số e tối đa trên một lớp 2n
2
2. Phân lớp
Các e trên cùng một phân lớp có năng lượng bằng nhau
Mỗi lớp được chia thành các phân lóp kí hiệu bằng các
chữ cái viết thường:s, p, d, f

- Trong một phân lớp, số e nhiều nhất là 2(l+1).
Phân lớp s: có tối đa 2 e; Phân lớp p có tối đa 6 e
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
GV: Cách xác định số lượng e ?
Trong nguyên tử số e = Z
Ion dương: e = Z - điện tích ion
Ion âm: e = Z + điện tích ion
- VD: Hãy viết cấu hình e đầy
đủ của
26
Fe, Fe
2+
, Fe
3+
?
- Viết cấu hình và phân bố vào ô
lượng tử, nhận xét của
29
Cu,
24
Cr
Giải:
Cu: 1s
2
2s
2
2p
6

3s
2
3p
6
3d
10
4s
1
Cr: 1s
2
2s
2
2p
6
3s
2
3p
6
3d
5
4s
1
- Cấu hình 1s
2
2s
2
2p
6
có thể là
của vi hạt nào? Nêu ví dụ cụ

thể?
Giải:
- Nguyên tử: Ne
- Ion dương: Na
+
, Mg
2+
, Al
3+

- Ion âm: F
-
, O
2-
, N
3-
Phân lớp d có tối đa 10 e; Phân lớp f có tối đa 14 e
Phân lớp electron có đủ số e cực đại được gọi là phân
lớp bão hoà. Vỏ bão hoà được gọi là vỏ kín, vỏ chưa bão
hoà được gọi là vỏ mở.
IV. Cách viết
- Quy ước cách viết cấu hình e nguyên tử:
+ Số thứ tự phân lớp được viết bằng các chữ số 1, 2, 3…
+ Phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường s, p ,d ,f
+ Số electron được ghi bằng chỉ số ở phía trên bên phải
kí hiệu của phân lớp
- Cách viết:
+ Xác định số lượng e
+ Các e được phân bố theo thứ tự tăng dần các mức năng
lượng AO theo các nguyên lí và quy tắc

+ Viết cấu hình e theo thứ tự các phân lớp trong một lớp
và theo thứ tự của các lớp e.
- Có thế viết cấu hình e theo các cách:
+ Viết cấu hình e đầy đủ: viết đầy đủ sự phân bố e vào
các lớp từ lớp 1 đến n
+ Viết cấu hình e rút gọn: viết theo cấu hình của khí
hiếm đứng đằng trước
+ Viết cấu hình dưới dạng ô lượng tử: viết dưới dạng
chữ, sau đó phân bố vào các ô lượng tử theo quy tắc Hun
và Pauli
Chú ý: các nguyên tố có cấu hình (n-1)d
4
ns
2
, (n-1)d
9
ns
2
có sự chuyển 1e từ lớp ns bên ngoài để đạt cấu hình nửa
bão hoà hoặc bão hoà của phân lớp bên trong.
Trạng thái kích thích là trạng thái có sự chuyển dời của
e từ mức năng lượng thấp nên mức năng lượng cao hơn.
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
GV: Nhận xét gì về lớp vỏ
electron ngoài cùng và tính chất
hoá học của nguyên tố?
GV: Xác định số e hoá trị đối
với các nguyên tố: Fe, Cu, Ca,

O?
V. Vỏ electron
- Electron lớp vỏ ngoài cùng quyết định tính chất hoá
học của một nguyên tố
+ Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 8: khí hiếm ( trừ He)
+ Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 1, 2, 3: kim loại
+ Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 5, 6, 7: phi kim
+ Số e lớp vỏ ngoài cùng bằng 4 có thể là kim loại hoặc
phi kim
- Electron hoá trị là những electron có khả năng tham gia
hình thành liên kết hoá học. Chúng thường nằm ở lớp
ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp sát ngoài cùng nếu phân
lớp đó chưa bão hoà.

V. Rút kinh nghiệm giờ dạy:
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh
Hóa học đại cương 1 Giảng viên: Ths Nguyễn Văn
Quang
CHƯƠNG V: NGUYÊN TỬ NHIỀU ELECTRON
8 tiết (4 lí thuyết, 4 bài tập)
Ngày soạn: 15/10/2010
Ngày giảng: 15/11/2010-27/11/2010
I. Mục tiêu bài giảng
Sau khi học xong chương này SV cần nắm được:
1. Kiến thức
- Các nguyên lí: không phân biệt các hạt đồng nhất, nguyên lí phản đối xứng.
- Nắm chắc và vận dụng tốt mô hình hạt độc lập và sự gần đúng của lời giải phương trình
Srođingơ cho hệ nhiều electron.
- Nắm và giải thích được bốn cơ sở viết cấu hình electron, viết được cấu hình electron và một
số trường hợp bất thường.

2. Kĩ năng
- Viết cấu hình electron
- Cách biểu diễn electron vào các ô lượng tử theo các nguyên lý và quy tắc
II. Phương pháp giảng dạy
- Phương pháp tiên đề
- Đàm thoại ôn tập củng cố (kiến thức trong chương chủ yếu là đã được tìm hiểu )
- Vận dụng làm bài tập
- Phương pháp thuyết trình
III. Chuẩn bị
- GV: giáo án, giáo trình
- SV: Giáo trình, bài chuẩn bị
IV. Nội dung bài giảng
Khoa Tự Nhiên – Trường Cao đẳng Sư phạm Quảng Ninh