Nội dung bài viết

    Xem thêm

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11 (Kết nối tri thức): Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng

    Với giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng sách Kết nối tri thức hay nhất, chi tiết giúp học sinh dễ dàng làm bài tập Chuyên đề học tập Hóa 10 KNTT Bài 11.

    1 1,449 17/11/2022
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Giải bài tập Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng

    Giải bài tập trang 67 Chuyên đề Hóa 10 Bài 11

    A/ Câu hỏi đầu bài

    Câu hỏi mở đầu trang 67 Chuyên đề Hóa 10: Không dùng máy móc thí nghiệm, bằng máy tính làm thể nào để giải thích mối quan hệ giữa cấu tạo phân tử và tính chất của chất?

    Lời giải:

    MOPAC là một chương trình (hay phần mềm) tính toán hóa học để thực hiện các phép tính bán thực nghiệm trên các hệ nguyên tử và phân tử. Chương trình được vận hành bằng cách tạo tệp đầu vào ASCII sử dụng bất kì chương trình soạn thảo văn bản thuận tiện nào, ví dụ như Notepad hay Wordpad sau đó chạy chương trình. Kết quả của phép tính là một hoặc nhiều tệp đầu ra.

    B/ Câu hỏi giữa bài

    I. Mở đầu

    II. Tối ưu hóa cấu trúc hình học và tính nhiệt tạo thành của một cấu trúc phân tử bằng phương pháp bán kinh nghiệm

    III. Cách đọc file kết quả và sử dụng kết quả

    Giải bài tập trang 70 Chuyên đề Hóa 10 Bài 11

    Câu hỏi 1 trang 70 Chuyên đề Hóa 10: Xác định độ dài liên kết O-H và góc liên kết HOH^ trong phân tử nước, tính tối ưu được theo phương pháp AM1. Hãy so sánh chúng với giá trị thực nghiệm độ dài liên kết O – H.

    (0,97 Ao) và góc liên kết HOH^ (104,5o).

    Lời giải:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Độ dài liên kết O-H và góc liên kết HOH^ trong phân tử nước, tính tối ưu được theo phương pháp AM1 lần lượt là 0,96Ao và 103,5o. Kết quả này gần với các giá trị thực nghiệm đã cho.

    Giải bài tập trang 74 Chuyên đề Hóa 10 Bài 11

    Câu hỏi 2 trang 74 Chuyên đề Hóa 10: Tạo file dữ liệu và thực hiện phép tính tối ưu hoá cấu trúc của phân tử, tính nhiệt hình thành và năng lượng phân tử của NH3, CH4.

    Hướng dẫn:

    File dữ liệu để tối ưu hoả cấu trúc, tinh nhiệt hình thành và năng lượng phân tử của NH3 bằng phần mềm MOPAC có nội dung như sau:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Trong đó 120.0 là giá trị góc nhị diện của hai mặt phẳng: H(4)N(2)H(3) và N(2)H(3)H(1). Cách tiến hành: thực hiện theo các bước như ở Hoạt động 1, Hoạt động 2 và Hoạt động 3, ở các mục II, III.

    Lời giải:

    Bước 1. Vào Notepad, gõ lại nội dung để tối ưu hóa ⟶ Lưu file với đuôi “.txt”

    Bước 2. Đổi đuôi file thành “.mop”

    Bước 3. Chọn file vừa đổi đuôi, nháy chuột phải ⟶ Chọn Open with ⟶ Choose another app ⟶ MOPAC2016. Khi này sẽ có 1 file đuôi “.out”.

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Bước 4. Chọn file đuôi “.out” ⟶ Chuột phải ⟶ Open with ⟶ Notepad hoặc WordPad.

    Bước 5. Đọc kết quả

    Giá trị nhiệt tạo thành của phân tử NH3 (thể khí) ở file “NH3_AM1.out” là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Giá trị năng lượng phân tử của NH3 (thể khí), kí hiệu là ETOT (EONE + ETWO) ở file “NH3_AM1.out” là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Phân tử CH4

    Bước 1. Vẽ cấu trúc phân tử CH4. Ở phía trái giao diện phần mềm Avogadro, chọn Draw Settings ⟶ Element, chọn nguyên tố carbon. Nháy chuột vào màn hình Avogadro, cấu trúc phân tử CH4 được hiển thị.

    Bước 2. Chọn Extensions ⟶ MOPAC ⟶ Nhập Title, Method chọn là AM1, Calculation chọn Geomtry Optimization ⟶ Chọn Generate.

    Bước 3. Tiến hành lưu file

    Bước 4. Chọn mở file vừa lưu bằng MOPAC 2016 sẽ có file out xuất hiện.

    Bước 5. Mở file đuôi “.out” bằng Notepad hoặc WordPad.

    Bước 6. Đọc kết quả

    Giá trị nhiệt tạo thành của phân tử CH4 (thể khí) là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Giá trị năng lượng phân tử của CH4 (thể khí) là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Câu hỏi 3 trang 74 Chuyên đề Hóa 10: Sử dụng kết quả tính tối ưu hóa cấu trúc để thấy được cấu trúc hình học, hiển thị được các tham số cấu trúc của phân từ NH3, CH4. Từ đó, thấy được xu hướng biến đổi độ dài liên kết H−X và góc liên kết HXH (X là O, N, C).

    Hướng dẫn. Thực hiện theo các bước như ở Hoạt động 4, Hoạt động 5, mục III.

    Lời giải:

    Kết quả độ dài liên kết C – H và góc liên kết HCH là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Kết quả độ dài liên kết N – H và góc liên kết HNH là:

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Chuyên đề Hóa 10 Bài 11: Thực hành tính tham số cấu trúc và năng lượng - Kết nối tri thức (ảnh 1)

    Ta thấy độ dài liên kết O-H là (0,96Ao) nhỏ hơn độ dài liên kết N-H (0,999Ao) và nhỏ hơn độ dài liên kết C-H (1,11Ao). Góc liên kết HOH (103,5o) nhỏ hơn góc liên kết HNH (108,5o), và nhỏ hơn góc liên kết HCH (109,5o)

    Các độ dài liên kết và góc liên kết tính được có thể có sai khác so với số liệu thực nghiệm, nhưng độ dài liên kết X-H giảm dần khi X lần lượt là C, N đến O; góc liên kết HXH cũng giảm dần theo chiều tương tự.

    Em có thể trang 74 Chuyên đề Hóa 10: Sử dụng kết quả tính toán đề thấy được xu hướng thay đổi độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng phân tử trong dãy chất, ví dụ CH4, NH3, H2O phù hợp với định luật tuần hoàn.

    Lời giải:

    Độ dài liên kết giảm dần từ H2O < NH3 < CH4 và điều này phù hợp với định luật tuần hoàn.

    Xem thêm lời giải bài tập Chuyên đề Hóa lớp 10 Kết nối tri thức với cuộc sống hay, chi tiết khác: 

    Bài 6: Điểm chớp cháy. Nhiệt độ ngọn lửa. Nhiệt độ tự bốc cháy

    Bài 7: Hóa học về phản ứng cháy, nổ

    Bài 8: Phòng chống cháy, nổ

    Bài 9: Thực hành vẽ cấu trúc phân tử

    Bài 10: Thực hành thí nghiệm hóa học ảo

    Tham khảo các loạt bài Hóa học 10 khác:

    Bài viết cùng lớp mới nhất

    Xem thêm
    1 1,449 17/11/2022
    Tải về
    Trang trước
    Chia sẻ
    Trang sau  

    Xem thêm các chương trình khác: