Đề cương môn học hóa vô cơ

1/8 Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Bách Khoa Khoa KT Hĩa học Vietnam National University – HCMC Ho Chi Minh City University of Technology Faculty of Chemical Engineering Đề cương mơn học HĨA VƠ CƠ (Inorganic Chemistry) Số tín chỉ 4 (3.1.6) MSMH 604009 Số tiết Tổng: 75 LT: 45 TH: TN: 30 BTL/TL: Mơn ĐA, TT, LV Với các mơn Đồ án, Thực tập ngồi trường, Thực tập tốt nghiệp, Luận văn tốt nghiệp, : ghi rõ cách thức tổ chức, ví dụ: - Đồ án: làm việc với GV theo lịch - TTNT: thực tập tại các cơng ty, doanh nghiệp trong 4 tuần Tỉ lệ đánh giá các mơn này là 100% cho phần thi Tỉ lệ đánh giá BT: TN: 30% KT: BTL/TL: Thi: 70% Hình thức đánh giá - Giữa kỳ: Điểm thí nghiệm, 30% - Thi: Trắc nghiệm, 90 phút Mơn tiên quyết Mơn học trước Hĩa đại cương 604001 Mơn song hành CTĐT ngành KT Hĩa học, KH vật liệu Trình độ đào tạo Đại học Cấp độ mơn học 2 Ghi chú khác 1. Mục tiêu của mơn học Mơn học này trang bị cho sinh viên kiến thức để hiểu hĩa học vơ cơ một cách hệ thống trên cơ sở các kiến thức hĩa học đại cương mà sinh viên đã được học phần lớn trong mơn Hĩa Đại cương và một phần trong mơn Hĩa vơ cơ. Chương 1. Mối liên hệ giữa kiểu liên kết, trạng thái tập hợp và tính chất vật lí của các chất vơ cơ Trình bày mối quan hệ giữa kiểu liên kết, cấu tạo lớp vỏ electron nguyên tử trung tâm của phân tử, bản chất phối tử với trạng thái tồn tại của chất vơ cơ ở nhiệt độ thường. Mối quan hệ giữa bản chất liên kết và kiểu mạng tính thể. Các kiểu cấu trúc tinh thể chủ yếu của các chất vơ cơ. Xét mối quan hệ giữa liên kết, trạng thái tồn tại và tính chất vật lý của chất vơ cơ. Chương 2. Tính acid - base Các thuyết acid-base Brosted-Lawrry, Lewis, Usanovich và các lĩnh vực sử dụng chúng. Các tiêu chuẩn đánh giá độ mạnh tính acid-base. Các điều kiện ảnh hưởng đến độ mạnh tính acid-base của các chất. Chương 3. Tính oxy hĩa – khử 2/8 Đánh giá độ mạnh tính oxy hĩa – khử của các chất. Mối quan hệ giữa cấu tạo và tính oxy hĩa – khử. Ảnh hưởng của mơi trường đến tính oxy hĩa – khử. Đánh giá khả năng phản ứng oxy hĩa – khử trong dung dịch nước và ở nhiệt độ cao. Chương 4. Phân lọai các chất vơ cơ Các khái niệm đơn chất, hợp chất bậc hai, hợp chất bậc 3, dung dịch rắn, hỗn hợp eutecti. Danh pháp hợp chất vơ cơ. Chương 5. Nguyên tố khơng chuyển tiếp Quy luật biến đổi các tính chất vật lý, tính acid-base và tính oxy hĩa-khử của đơn chất và một số hợp chất quan trọng. Minh họa bằng các phân nhĩm VIIA, VIA, VA, IVA và IIIA. Chương 6. Nguyên tố chuyển tiếp Các đặc điểm khác nhau giữa nguyên tố chuyển tiếp và nguyên tố khơng chuyển tiếp. Quy luật biến đổi các tính chất vật lý, tính acid-base, tính oxy hĩa-khử của đơn chất và một số hợp chất quan trọng. Các thuyết về hợp chất phối trí (thuyết cộng hĩa trị, thuyết trường tinh thể, thuyết orbital phân tử). Minh họa bằng các phân nhĩm VIB, VIIB, VIIIB, IB và IIB. Course description: This subject gives the knowledge to students to understand Inorganic Chemistry systematically base on the knowledge of General Chemistry that students have been studied in General Chemistry and Inorganic Chemistry. Chapter 1 : The relationships of bonding type, set state and physical properties of Inorganic Compounds This chapter shows the relationships of bonding type, electron shell structure of the center atom in a molecule, the essence of coordinator to existing state of an inorganic compound at normal temperature. The relationship between bonding essence and crystal structure type. Main crystal structures of Inorganic compounds. This chapter also investigate the relationship of bonding, existing state and physical properties of Inorganic compounds. Chapter 2: Acid – Base The Acid – Base theories of Bronsted-Lowry, Lewis, Usanovic and their application fields. The strength standards to evaluate acids-bases. The conditions affect on acids-bases strength of compounds. Chapter 3: Oxidation – Reduction To evaluate the oxidation – reduction strength of compounds. The relationship between structure and Redox properties. The effect of environment on redox properties. To evaluate the ability of redox reactions in water solution and high temperature. Chapter 4: Inorganic Compounds classification The concepts of elements, second order compounds, third order compounds, solid solutions, eutecti mixtrures. Inorganic Compound nomenclature. Chapter 5: Non-transition Elements Changing rules on physical properties, acid-base properties and oxidation-reduction properties of elemnts and some important compounds. To illustrate by VIIA, VIA, VA, IVA, and IIIA sub-groups. 3/8 Chapter 6: Transition Elements The differences of transition and non-transition elements. Changing rules on physical properties, acid-base properties and oxidation-reduction properties of elemnts and some important compounds. Coordination Compounds Theories (Co-valence bond theory, Crystal Field theory, Molecule orbital theory). To illustrate by VIB, VIIB, VIIIB, IB and IIB sub-groups. 2. Tài liệu học tập [1] Nguyễn Đình Soa. Hĩa Vơ cơ, NXB. Đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh, 2003 [2] N. Akmetov. General and Inoganic Chemistry, Mir publishers, Moscow, 1983 [3] Nguyễn Đình Soa. Hĩa Đại cương, NXB. Đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh, 2002 [4] Nguyễn Thị Tố Nga. Hĩa Vơ cơ, Tập 1&2, NXB. Đại học quốc gia tp. Hồ Chí Minh, 2000 [5] Hồng Nhâm. Hĩa Vơ cơ, 3 tập, NXB. Bộ giáo dục, 2001 [6] Bộ Mơn KT Hĩa vơ cơ, Bài giảng Hĩa Vơ cơ. 3. Mục tiêu mơn học Nắm bắt và phân tích kiến thức Hĩa vơ cơ một cách hệ thống và cĩ quy luật dựa trên bảng Hệ thống tuần hồn. Hiểu được mối quan hệ giữa bản chất liên kết hĩa học và các dạng cấu trúc tính thể với các tính chất vật lý quan trọng nhất của các chất vơ cơ Các thuyết acid-base, vận dụng các hiểu biết về acid-base để nhận biết độ mạnh tính acid-base và khả năng phản ứng Các quy luật, định luật và tính oxy hĩa-khử của các chất và khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến tính oxy hĩa – khử. Hiểu các thuyết cấu tạo phức chất, từ đĩ vận dụng giải thích các hợp chất phức và khả năng phản ứng. Biết được các loại hợp chất vơ cơ và cách đọc tên chúng. Dự vào hệ thống kiến thức, đọc hiểu các phân nhĩm trong hệ thống tuần hồn: dạng hợp chất, khả năng phản ứng, ứng dụng, điều chế 4. Chuẩn đầu ra mơn học Người học nắm bắt và phân tích kiến thức hĩa vơ cơ một cách cĩ quy luật. Hiểu được mối quan hệ giữa bản chất liên kết hĩa học và các dạng cấu trúc tính thể với các tính chất vật lý quan trọng nhất của các chất vơ cơ. Vận dụng các hiểu biết về acid-base và tính oxy hĩa-khử để nhận biết độ mạnh tính acid-base và tính oxy hĩa-khử của các chất và sử dụng các điều kiện mơi trường để thay đổi độ mạnh này, từ đây điều khiển các quá trình hĩa học. Nắm được những tính chất vật lý và hĩa học đặc trưng của một số đơn chất và một số hợp chất quan trọng. Biết được các loại hợp chất vơ cơ và cách đọc tên chúng. STT Chuẩn đầu ra mơn học CDIO L.O.1 Nắm bắt và phân tích kiến thức Hĩa vơ cơ một cách hệ thống và cĩ quy luật dựa trên bảng Hệ thống tuần hồn. 1.1 L.O.1.1 – Định luật tuần hồn tính chất các nguyên tố hĩa học. L.O.1.2 – Các tính chất của các hợp chất vơ cơ 1.1.6 1.1.6 L.O.2 Hiểu được mối quan hệ giữa bản chất liên kết hĩa học và các dạng cấu trúc tính thể với các tính chất vật lý quan trọng nhất của các chất vơ cơ 1.1, 1.2 L.O.2.1 – Các hệ tinh thể trong hợp chất vơ cơ, phân loại và tính chất. L.O.2.2 – Liên hệ giữa trạng thái tập hợp và tính chất của hợp chất vơ cơ 1.1.6, 2.4.4 1.2.11 L.O.3 Các thuyết acid-base, vận dụng các hiểu biết về acid-base để nhận biết độ mạnh tính acid-base và khả năng phản ứng 1.1, 2.4 L.O.3.1 – Hiểu các ý thuyết acid - base 1.1.6, 4/8 L.O.3.2 – Vận dụng các thuyết acid-base để xét cường độ và khả năng phản ứng. 2.4.4 L.O.4 Các quy luật, định luật và tính oxy hĩa-khử của các chất và khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến tính oxy hĩa – khử. 1.1, 2.4 L.O.4.1 – Các quy luật, định luật, giản đồ Latimer. Frost về tính oxy hĩa khử của các hợp chất. L.O.4.2 – Phương trình Nernst và các yếu tố ảnh hưởng đến tính oxy hĩa – khử. 1.1.6 L.O.5 Hiểu các thuyết cấu tạo phức chất, từ đĩ vận dụng giải thích các hợp chất phức và khả năng phản ứng. 1.1.6, 2.4.4 L.O.5.1 – Nắm vững các lý thuyết tạo phức. L.O.5.2 – Khảo sát các phản ứng tạo phức, các yếu tố ảnh hưởng độ bền phức chất. 1.1.6 L.O.6 Biết được các loại hợp chất vơ cơ và cách đọc tên chúng. Dự vào hệ thống kiến thức, đọc hiểu các phân nhĩm trong hệ thống tuần hồn: dạng hợp chất, khả năng phản ứng, ứng dụng, điều chế 1.1 L.O.6.1 – Nắm được hệ thống danh pháp trong Hĩa Vơ cơ. L.O.6.2 – Hiểu các tính chất và khả năng phản ứng, điều chế các hợp chất của các nguyên tố chính trong hệ thống tuần hồn. 1.1.6 No. Learning Outcomes CDIO L.O.1 Understand and analyse of basic knowledge in Inorganic chemistry systematically base on Periodic table. 1.1 L.O.1.1 – Periodic Law of Chemical Elements. L.O.1.2 – Properties of Inorganic Compounds. 1.1.6 1.1.6 L.O.2 Understanding well of relationship between chemical bonding and crystalline structure to study important physico properties of Inorganic Compounds. 1.1, 1.2 L.O.2.1 – Inorgnic Crystalline systems- classification and properties. L.O.2.2 – Relationship between structure and properties of ionorganic compounds. 1.1.6, 2.4.4 1.2.11 L.O.3 Acid-base theories, strength of acids- bases and their reaction abilitty. 1.1, 2.4 L.O.3.1 – Understanding well of acid-base theories. L.O.3.2 – Apply these theories to study acid-base reactions. 1.1.6, 2.4.4 L.O.4 Laws and principles in redox properties and study effect conditions to redox reaction. 1.1, 2.4 L.O.4.1 – Laws, principles, Latimer and Frost Diagram about redox properties of inorganic compounds. L.O.4.2 – Nernst equation and effect parameters on redox properties. 1.1.6 L.O.5 Complex compounds and theories, apply these theories to explain structure of comlexion copounds and their reactions. 1.1.6, 2.4.4 L.O.5.1 – Understandig well f complex compound theories. L.O.5.2 – Study complex reactions and effect parameters. 1.1.6 L.O.6 Understand the nomenclature of Inofganic compounds. Biết được các loại hợp chất vơ cơ và cách đọc tên chúng. Read and understand every groups in periodic tabe: compounds, reactions, applications, products 1.1 5/8 L.O.6.1 – Uderstand the Inorganic nomenclature. L.O.6.2 – Understand properties and reactions as well producing of important elements in periodic table and their compounds 1.1.6 5. Hướng dẫn cách học - chi tiết cách đánh giá mơn học Tài liệu được đưa lên BKEL và SV cĩ thể trao đổi trực tiếp với bạn bè và giảng viên trên diễn đàn của mơn học. Sinh viên tải bài giảng về, in ra và mang theo khi lên lớp học. Điểm tổng kết mơn học được đánh giá như sau:  Thí nghiệm: 30%, và xem như điểm giữa kỳ.  Thi: trắc nghiệm, gồm Lý thuyết và trắc nghiệm thực hành 70% . Điều kiện dự thi: Phải đáp ứng đầy đủ phần thi mơn thí nghiệm, SV bị điểm cấm thi mơn thí nghiệm sẽ bị cấm tthi cuối kỳ. 6. Dự kiến danh sách Cán bộ tham gia giảng dạy PGS. TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ K.KTHH ThS-GVC Nguyễn Thị Bạch Tuyết K.KTHH ThS-GVC Trần Minh Hương K.KTHH ThS-GV Nguyễn Trương Xuân Minh K.KTHH KS-GV Ngơ Văn Cờ K.KTHH TS-GVC Lê Thanh Hưng P. Đào tạo TS. GV. Nguyễn Tuấn Anh K. KTHH ThS. Trần Thị Thanh Thúy K.KTHH KS. Võ Nguyễn Lam Uyên K.KTHH 7. Nội dung chi tiết Lý thuyết: Tuần Nội dung Tài liệu Ghi chú 1,2 Chương 1. Mối liên hệ giữa kiểu liên kết, trạng thái tập hợp và tính chất vật lí của các chất vơ cơ 1.1 Các kiểu liên kết (tự ơn tập) 1.2 Điều kiện polimer hĩa từ các đơn phân tử (giảng) 1.3 Các loại liên kết hĩa học trong tinh thể (hướng dẫn) 1.4 Các loại cấu trúc tinh thể chủ yếu của các chất vơ cơ (giảng) 1.5 Mối quan hệ giữa đặc điểm liên kết, trạng thái tập hợp và tính chất vật lý (hướng dẫn) Số giờ tự học: 8 tiết [2,3,4,6] Hiểu Nắm vững 3,4 Chương 2. Tính acid – base 2.1 Phân lọai các phản ứng khơng thay đổi số oxy hĩa (hướng dẫn) 2.2 Thuyết acid – base Brưnsted –Lowry (giảng) 2.3 Thuyết acid – base Lewis (giảng) 2.4 Thuyết acid – base Usanovich (hướng dẫn) 2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ mạnh tính acid-base (giảng) 2.6 Phản ứng acid – base (hướng dẫn) 2.7 Tiêu chuẩn đánh giá về độ bền nhiệt của các hợp chất vơ cơ (hướng dẫn) Số giờ tự học: 8 tiết [ 3,4,5,6] Vận dụng Tổng hợp 6/8 Tuần Nội dung Tài liệu Ghi chú 5,6 Chương 3. Tính oxy hĩa – khử 3.1 Phân loại các phản ứng oxy hĩa – khử 3.2 Quy luật độ bền của các số oxy hĩa của các nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hịan (hướng dẫn) 3.3 Mối quan hệ giữa cấu tạo và tính chất xy hĩa – khử của các chất (giảng) 3.4 ảnh hưởng của mơi trường đến tính ox hĩa – khử của các chất (giảng) 3.5 Phản ứng oxy hĩa - khử trong dung dich nước (giảng) 3.6 Phản ứng oxy hĩa - khử ở nhiệt độ cao (hướng dẫn) Số giờ tự học: 8 tiết [3,4,5,6] Vận dụng Tổng hợp 7,8 Chương 4. Phân lọai các chất vơ cơ 4.1 Đơn chất (tự học) 4.2 Hợp chất bậc hai (hướng dẫn) 4.3 Hợp chất bậc ba (hướng dẫn) 4.4 Dung dịch rắn (hướng dẫn) 4.5 Hỗn hợp eutecti (hướng dẫn) 4.6 Danh pháp hợp chất vơ cơ (giảng) Số giờ tự học: 8 tiết [2,3,6] Hiểu Nắm vững 9-11 Chương 5. Hĩa học nguyên tố khơng chuyển tiếp (hướng dẫn) 5.1 Phân nhĩm halogen 5.2 phân nhĩm VIA 5.3 Phân nhĩm VA 5.4 Phân nhĩm IVA 5.4 Phân nhĩm IIIA Số giờ tự học: 12 tiết [1,2,5,6] Hiểu Nắm vững 12-15 Chương 6. Hĩa học nguyên tố chuyển tiếp (hướng dẫn) 1.1 Nhận xét chung về nguyên tố khơng chuyển tiếp 1.2 Các thuyết về hợp chất phối trí 1.3 Phân nhĩm VIB 1.4 Phân nhĩm VIIB 1.5 Phân nhĩm sắt 1.6 Phân nhĩm IB 1.7 Phân nhĩm IIB Số giờ tự học: 12 tiết [1,2,5,6] Hiểu Nắm vững Thực hành: 6 tuần, làm 5 trong 12 bài sau đây, tuần cuối cùng là tuần thi. Tuần Nội dung Tài liệu Ghi chú 1 Bài 1: Kim loại kiềm(IA), Kiềm thổ (IIA) 1. Điều chế xoda theo phương pháp Sơnvay 2. Màu ngọn lửa kim loại kiềm 3. Phản ứng kim loại kiềm với nước và dung dịch muối CuSO4 4. Màu ngọn lửa kim loại kiềm thổ 5. Phản ứng kim loại kiềm thổ với nước 6. Tính chất của Manhe hydroxyt và hydroxyt kim loại kiềm thổ 7. Độ tan của muối kim loại kiềm thổ 8. Xác định độ cứng của muối [1],[2] Thực hành 2 Bài 2 : Nguyên tố nhóm IIIA 1. Hydroxyt nhôm : điều chế và tính chất của hydroxty nhôm 2. Phản ứng của nhôm với axit và baz [1],[2] Thực hành 7/8 3. Phản ứng của nhôm với oxy và nước 4. Nhận biết axit boric và muối borat 3 Bài 3: Cacbon – Silic 1. Điều chế than hoạt tính 2. Tính chất của than hoạt tính a)Tính chất hấp thụ b)Tính chất hóa học 3. Nhiệt phân muối cacbonat 4. Muối của axit silixic a) Điều chế Natri silicat b) Thủy phân thủy tinh [1],[2] Thực hành 4 Bài 4: Nhóm VA - Nitơ và hợp chất 1. Điều chế khí nitơ 2. Tính chất của axit nitric 3. Tính chất của dung dịch cường thủy 4. Tính chất của muối nitrit 5. Điều chế amoniac a) Điều chế amoniac b) Cân bằng trong dung dịch amoniac 6. Nhiệt phân muối amoniac [1],[2] 5 Bài 5 : Hydro - Oxy - Lưu Huỳnh 1. Điều chế khí H2 2. Tính chất của Hydro 3. Điều chế khí oxy 4. Tính chất của oxy 5. Tính chất của H2O2 6. Tính chất của lưu huỳnh 7. Tính chất của muối Tiosunfat 6 Bài 6 : Nhóm XIIA : Halogen 1. Điều chế khí clor, nước clor và nước Javen 2. Tính chất của clor 3. Hoạt tính của nhóm halogen 4. Tính oxy hóa của muối KClO3 5. Điều chế khí HCl và axit clohydric [1],[2] Thực hành 7 Bài 7 : Nhóm IB : Cu - Ag – Au 1. Điều chế CuSO4.5H2O 2. Tính chất của Hydroxyt đồng (II) 3. Điều chế muối đồng (I) clorua 4. Tính chất của Hydroxyt đồng (I) 5. Tính chất của muối Iodua đồng và bạc 6. Tính chất của Hydroxyt đồng và bạc trong môi trường Amoniac 7. Độ tan của muối Halogena bạc 8. Phản ứng tráng gương 8 Bài 8 : Nhóm IIB : Zn - Cd – Hg 1. Phản ứng của Zn với H2SO4 và H2SO4CuSO4 2. Phản ứng của Zn với axit và baz 3. Tính chất của Hydroxyt kẽm, Cadini và thủy ngân [1],[2] 8/8 4. Phản ứng của muối Zn 2+ , Cd 2+ , Hg 2+ với dung dịch NH4OH 5. Thuốc thử Nesler 6. Tính chất của muối Hg 2+ , H g 2 2 9 Bài 9 : Nhóm VIB : Crom 1. Điều chế và tính chất của oxyt crom (II) 2. Điều chế phèn crom-kali sunfat 3. Tính chất của Cr 3+ 4. Tính oxy hóa của Cr 6+ 5. Cân bằng cromat - bicsmat 6. Điều chế và tính chất của muối cromat dạng ít tan 10 Bài 10 : Nhóm VIIB : mangan 1. Điều chế KMnO4 2. Tính chất của Mn 2+ [1],[2] Thực hành 11 Bài 11 : Kim loại chuyển tiếp nhóm VIII : Fe - Co - Ni 1. Điều chế muối Morh 2. Tính chất các hợp chất Fe 2+ 3. Tính chất các hợp chất Fe 3+ 4. Tính chất các hợp chất Co 2+ và M 2+ 5. Tính chất của muối CoCl2.6H2O phản ứng Tsugaep của Niken 6. Phản ứng của CoCl2 và NiCl2 trong môi trường axit HCl và amoniac 12 Bài 12 : Điều chế phèn nhôm – amoniac sunfat 1. Điều chế dung dịch sunfat nhôm từ quặng boxit 2. Điều chế phèn nhôm - Amoniac sunfat 3. Tính chất của phèn nhôm - Amoniac trong nước [1],[2] Thực hành 8. Thơng tin liên hệ Bộ mơn/Khoa phụ trách KT Hĩa Vơ cơ/KT Hĩa học Văn phịng 112 B2 Điện thoại 5689 Giảng viên phụ trách PGS.TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ Email hkpha@hcmut.edu.vn Tp. Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 5 năm 2014 TRƯỞNG KHOA CHỦ NHIỆM BỘ MƠN CB PHỤ TRÁCH LẬP ĐỀ CƯƠNG PGS.TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ PGS.TS. Huỳnh Kỳ Phương Hạ