Bài 31: Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Học theo Sách giáo khoa
I. NGUYÊN TẮC SẮP XẾP CÁC NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
II. CẤU TẠO BẢNG TUẦN HOÀN 1. Ô nguyên tố
Ô nguyên tố cho biết: Số hiệu nguyên tử, kí hiệu hóa học, tên nguyên tố, nguyên tử khối của nguyên tố đó.
Thí dụ:
Số hiệu nguyên tử có số trị bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử.
2. Chu kì: là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
- Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron. Thí dụ:
- Chu kì 2: Gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne, có 2 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng dần từ Li là 2+ đến Ne là 10+
- Chu kì 3: Gồm 8 nguyên tố từ Na đến Ar, có 3 lớp electron trong nguyên tử. Điện tích hạt nhân tăng dần từ Na là 11+ đến Ar là 18+
3. Nhóm
- Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau, do đó có tính chất tương tự nhau.
- Số thứ tự của các nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử trong nhóm đó. Thí dụ:
Nhóm IA: - Gồm các nguyên tố kim loại hoạt động mạnh. Nguyên tử của chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng.
- Điện tích hạt nhân tăng từ Li (3+) đến Fr (87+)
Nhóm VIIA: - Gồm các nguyên tố phi kim hoạt động mạnh. Nguyên tử của chúng đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng.
- Điện tích hạt nhân tăng từ F (9+) đến At (85+)
III. SỰ BIỂN ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN
1. Trong một chu kì
Số e lớp ngoài cùng của nguyên tử tăng dần từ 1 đến 8 electron.
Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố tăng dần.
Thí dụ:
*) Chu kì 2 gồm 8 nguyên tố:
- Số e lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 1 đến 8
- Tính kim loại giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần. Đầu chu kì là kim loại mạnh cuối chu kì là phi kim mạnh.
*) Chu kì 3 gồm 8 nguyên tố:
- Số e lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 1 đến 8
- Tính kim loại giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần. Đầu chu kì là kim loại mạnh cuối chu kì là phi kim mạnh.
2. Trong một nhóm
Trong một nhóm, khi đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng của điện tích hạt nhân:
Số lớp electron trong nguyên tử tăng dần, tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim của các nguyên tố giảm dần.
Thí dụ:
*) Nhóm IA gồm 6 nguyên tố từ Li đến Fr
- Số lớp electron tăng dần từ 2 đến 7. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử đều bằng 1.
- Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần. Đầu nhóm là kim loại hoạt động mạnh cuối nhóm là kim loại hoạt động rất mạnh
*) Nhóm VIIA gồm 5 nguyên tố từ F đến At
- Số lớp electron tăng dần từ 2 đến 6. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử đều bằng 7.
- Tính phi kim của các nguyên tố giảm dần. Đầu nhóm là phi kim hoạt động mạnh cuối nhóm là phi kim hoạt động hóa học yếu hơn.
IV. Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC 1. Biết vị trí của nguyên tố ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố.
Thí dụ: Nguyên tố A có số hiệu nguyên tử là 17, chu kì 3, nhóm VIIA. Hãy cho biết cấu tạo nguyên tử, tính chất của nguyên tố A và so sánh với các nguyên tố lân cận.
Trả lời: Nguyên tố A có số hiệu nguyên tử là 17, suy ra diện tích hạt nhân của nguyên tử A là 17+, nguyên tử A có 17 electron.
- A ở chu kì 3, suy ra nguyên tử A có 3 lớp electron; nhóm VIIA suy ra lớp ngoài cùng có 7e.
Vì ở gần cuối chu kì 3 nên A là một phi kim mạnh, tính phi kim của A yếu hơn của nguyên tố phía trên nó trong cùng nhóm (là F có số hiệu nguyên tử là 9), mạnh hơn của nguyên tố trước nó trong cùng chu kì (là S có số hiệu là 16) và mạnh hơn của nguyên tố đứng dưới nó trong cùng nhóm (là Br có số hiệu nguyên tử là 35)
Nhận xét: Biết vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất cơ bản của nguyên tố, so sánh tính kim loại hay phi kim của nguyên tố này với những nguyên tố lân cận.
2. Biết cấu tạo nguyên tử của nguyên tố có thể suy đoán vị trí và tính chất nguyên tố đó.
Thí dụ: Nguyên tố X có điện tích hạt nhân là 16+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 6 electron.
Hãy cho biết vị trí của X trong bảng tuần hoàn và tính chất cơ bản của nó.
Trả lời:
- Vì nguyên tử X có điện tích hạt nhân là 16+, 3 lớp electron và lớp ngoài cùng có 6 electron, suy ra nguyên tố X ở ô 16, chu kì 3, nhóm VIA.
- Nguyên tố X là phi kim vì X đứng gần đầu nhóm VIA, gần cuối chu kì 3.
Nhận xét: Biết cấu tạo nguyên tử của nguyên tố có thể suy đoán vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn và tính chất hóa học cơ bản của nó
Bài tập
Bài 1 trang 94 VBT Hóa học 9: Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy cho biết cấu tạo nguyên tử, tính chất kim loại, phi kim của các nguyên tố có số hiệu nguyên tử 7, 12, 16.
Lời giải:
- Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 7: điện tích hạt nhân 7+, nguyên tử có 7 electron, có 2 lớp electron, 5 electron lớp ngoài cùng.
→ Nguyên tố có tính phi kim.
- Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 12: điện tích hạt nhân 12+, nguyên tử có 12 electron, có 3 lớp electron, 2 electron lớp ngoài cùng.
→ Nguyên tố có tính kim loại.
- Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 16: điện tích hạt nhân 16+, nguyên tử có 16 electron, có 3 lớp electron, 6 electron lớp ngoài cùng.
→ Nguyên tố có tính phi kim.
Bài 2 trang 94 VBT Hóa học 9: Biết X có cấu tạo nguyên tử như sau: điện tích hạt nhân là 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 1 electron. Hãy suy ra vị trí của X trong bảng tuần hoàn và tính chất hoá học cơ bản của nó.
Lời giải:
Vị trí của X trong bảng tuần hoàn: Ô số 11 vì điện tích hạt nhân là 11+
Chu kì 3 vì có 3 lớp e; Nhóm IA vì có 1e lớp ngoài cùng Tính chất của X: Kim loại
Bài 3 trang 94 VBT Hóa học 9: Các nguyên tố trong nhóm I đều là những kim loại mạnh tương tự natri: tác dụng với nước tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng hiđro, tác dụng với oxi tạo thành oxit, tác dụng với phi kim khác tạo thành muối ...
Viết các phương trình hoá học minh hoạ với kali.
Lời giải:
- Kali + nước: 2K + 2H2O → 2KOH + H2↑ - Kali + oxi: 4K + O2
to
2K2O - Kali + phi kim: 2K + Cl2
to
2KCl
Bài 4 trang 94 VBT Hóa học 9: Các nguyên tố nhóm VII đều là những phi kim mạnh tương tự clo (trừ At): tác dụng với hầu hết kim loại tạo muối, tác dụng với hiđro tạo hợp chất khí. Viết phương trình hoá học minh hoạ với brom.
Lời giải:
- Brom + kim loại: Br2 + 2K to 2KBr - Brom + hiđro: Br2 + H2
to
2HBr
Bài 5 trang 94 VBT Hóa học 9: Hãy cho biết cách sắp xếp nào sau đây đúng theo chiều tính kim loại giảm dần:
a) Na, Mg, Al, K ; b) K, Na, Mg, Al;
c) Al, K, Na, Mg ; d) Mg, K, Al, Na.
Giải thích sự lựa chọn.
Lời giải:
Chọn đáp án b): K, Na, Mg, Al.
Giải thích:
- Cùng chu kì, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm.
→ Tính kim loại Na > Mg > Al
- Cùng một nhóm, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng.
→ Tính kim loại của Na < K
⇒ Dãy sắp xếp chiều tính kim loại giảm dần là K > Na > Mg > Al
Bài 6 trang 94 VBT Hóa học 9: Hãy sắp xếp các nguyên tố sau theo chiều tính phi kim tăng dần: F, O, N, P, As. Giải thích.
Lời giải:
Các nguyên tố theo chiều tính phi kim tăng dần là As, P, N, O, F.
Vì theo chu kì 2, tính phi kim tăng dần từ N, O, F. Theo nhóm VA, tính phi kim tăng dần từ As, P, N.
Bài 7* trang 95 VBT Hóa học 9: a) Hãy xác định công thức của hợp chất khí A, biết rằng:
- A là oxit của lưu huỳnh chứa 50% oxi.
- 1 gam khí A chiếm thề tích là 0,35 lít ở đktc.
b) Hoà tan 12,8 gam hợp chất khí A vào 300 ml dung dịch NaOH 1,2M. Hãy cho biết muối nào thu được sau phản ứng? Tính nồng độ mol của muối (giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể).
Lời giải:
a) Khối lượng mol của khí A là:
A
0,35 1
n mol
22, 4 64
→ MA 1 64 164
- Công thức dạng tổng quát là: SOx. - Số nguyên tử oxi là: x = 64.50 2
16.100 - Công thức oxit là SO2.
b) Số mol A = 12,8 0, 2 mol
64 ; số mol NaOH: nNaOH = 1,2.0,3 = 0,36 mol Phương trình hóa học:
SO2 + NaOH → NaHSO3
SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O
Muối thu được sau phản ứng là: Na2SO3: x mol và NaHSO3: y mol Nồng độ mol của muối:
SO2
NaOH
n x y 0, 2 mol x 0,16 (mol) y 0,04 n 2x y 0,36 mol
3
2 3
M ( NaHSO )
M ( Na SO )
C 0,04 0,13M
0,3
C 0,16 0,53M
0,3
Bài tập bổ sung
Bài 1 trang 95 VBT Hóa học 9: Hãy viết tên, kí hiệu các nguyên tố nhóm I, nhóm II, nhóm VII trong bảng tuần hoàn. Cho biết sự biến đổi tính chất các nguyên tố trong nhóm.
Lời giải:
Tên, kí hiệu các nguyên tố nhóm I: Hiđro (H); Liti (Li); Natri (Na); Kali (K);
Rubiđi (Rb); Xeci (Cs); Franxi (Fr)
Tên, kí hiệu các nguyên tố nhóm VII: Flo (F); Clo (Cl); Brom (Br); Iot (I); Atatin (At)
Sự biến đổi tính chất các nguyên tố trong nhóm: Trong một nhóm theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân tính phi kim giảm dần, tính kim loại tăng dần.
Bài 2 trang 95 VBT Hóa học 9: Viết tên, kí hiệu các nguyên tố chu kì 2, 3 trong bảng tuần hoàn. Cho biết sự biến đổi tính chất các nguyên tố trong chu kì.
Lời giải:
Tên, kí hiệu các nguyên tố chu kì 2: Liti (Li); Beri (Be); Bo (B); Cacbon (C); Nitơ (N); Oxi (O); Flo (F); Neon (Ne)
Tên, kí hiệu các nguyên tố chu kì 3: Natri (Na); Magie (Mg); Nhôm (Al); Silic (Si); Photpho (P); Lưu huỳnh (S); Clo (Cl); Agon (Ar).
Sự biến đổi tính chất các nguyên tố trong chu kì: Trong một chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân tính kim loại giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần.
Bài 3 trang 95 VBT Hóa học 9: Viết công thức oxit cao nhất của các nguyên tố R (là S, C, P) và công thức các hợp chất của R với hiđro. Có nhận xét gì về tổng hóa trị cao nhất của R trong hợp chất với oxi và hợp chất khí với hiđro của cùng một nguyên tố.
Lời giải:
Công thức các oxit cao nhất của nguyên tố S, C, P: SO3; CO2; P2O5
Công thức các hợp chất của R với hiđro: H2S; CH4; PH3
Nhận xét: Tổng hóa trị cao nhất của R trong hợp chất với oxi và hợp chất khí với hiđro của cùng một nguyên tố bằng 8.
