Bài 6. Xu hướng biến đổi một số tính chất của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm
A/ Câu hỏi mở đầu
Câu hỏi mở đầu trang 34 SGK Hóa học 10: Trong bảng tuần hoàn, một số tính chất của nguyên tử và đơn chất biến đổi theo xu hướng nào trong một chu kì, trong một nhóm A? Vì sao?
Trả lời:
- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:
+ Trong một chu kì bán kính nguyên tử giảm theo chiều tăng của điện tích hạt nhân do lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng.
+ Trong một nhóm, bán kính nguyên tử tăng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân do lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm.
- Xu hướng biến đổi độ âm điện theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân:
+ Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân độ âm điện tăng. Do khi số electron lớp ngoài cùng tăng, điện tích hạt nhân tăng thì lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng.
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân độ âm điện giảm. Do khi số lớp electron tăng, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm.
- Xu hướng biến đổi tính kim loại và tính phi kim:
- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần. Do bán kính nguyên tử giảm, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng, dẫn đến khả năng nhường electron giảm nên tính kim loại giảm, khả năng nhận electron tăng nên tính phi kim tăng.
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần. Tuy điện tích hạt nhân tăng, nhưng bán kính nguyên tử tăng nhanh chiếm ưu thế hơn nên lực hút giữa hạt nhân với các electron
lớp ngoài cùng giảm dần đến khả năng nhường electron tăng. Do đó tính kim loại tăng, khả năng nhận electron giảm nên tính phi kim giảm.
B/ Câu hỏi giữa bài
I. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A
Câu hỏi 1 trang 35 SGK Hóa học 10: Dựa vào Bảng 6.1, cho biết số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố: Li, Al, Ar, Ca, Si, Se, P, Br.
Trả lời:
Nguyên tử Li Al Ar Ca Si Se P Br
Số electron lớp ngoài cùng
1 3 8 2 4 6 5 7
Câu hỏi 2 trang 35 SGK Hóa học 10: Nêu vị trí trong bảng tuần hoàn của các nguyên tố có Z = 8, Z = 11; Z = 17 và Z = 20. Xác định số electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố đó.
Trả lời:
Dựa vào bảng tuần hoàn ta xác định được:
Ô Chu kì Nhóm Số electron hóa trị
Z = 8 8 2 VIA 6
Z = 11 11 3 IA 1
Z = 17 17 3 VIIA 7
Z = 20 20 4 IIA 2
II. Bán kính nguyên tử
Câu hỏi 3 trang 36 SGK Hóa học 10: Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy so sánh và giải thích sự khác nhau về bán kính nguyên tử của
a) lithium (Z = 3) và potassium (Z = 19).
b) calcium (Z = 20) và selenium (Z = 34).
Trả lời:
a) Lithium (Li) và potassium (K) cùng thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn. Trong một nhóm A theo chiều tăng điện tích hạt nhân bán kính nguyên tử tăng
⇒ Bán kính nguyên tử: Li < K Giải thích:
Trong một nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, số lớp electron tăng ⇒ lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm dẫn đến bán kính nguyên tử tăng.
b) Calcium (Ca) và selenium (Se) cùng thuộc chu kì 4 trong bảng tuần hoàn. Trong một chu kì, bán kính nguyên tử giảm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.
⇒ Bán kính nguyên tử: Ca > Se Giải thích:
Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân số electron lớp ngoài cùng tăng
⇒ Lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng dẫn đến bán kính nguyên tử giảm.
III. Độ âm điện
Câu hỏi 4 trang 37 SGK Hóa học 10: Dãy các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự độ âm điện tăng dần là Ca, Mg, P, S. Hãy giải thích sự sắp xếp này dựa trên sự biến đổi độ âm điện theo chu kì và nhóm A.
Trả lời:
- Ca (Z = 20) và Mg (Z = 12) cùng thuộc nhóm IIA.
Mà trong một nhóm A, khi số lớp electron tăng, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm nên độ âm điện giảm
⇒ Độ âm điện: Mg > Ca (1)
- Mg (Z = 12), P (Z = 15) và S (Z = 16) cùng thuộc chu kì 3.
Mà trong một chu kì, khi số electron lớp ngoài cùng tăng, điện tích hạt nhân tăng thì lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng nên độ âm điện tăng.
⇒ Độ âm điện: Mg < P < S (2)
Từ (1) và (2) ⇒ Dãy các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự độ âm điện tăng dần là Ca < Mg < P < S.
Câu hỏi 5 trang 37 SGK Hóa học 10: Almelec là hợp kim của aluminium với một lượng nhỏ magnesium và silicon (98,8% aluminium; 0,7% magnesium và 0,5%
silicon). Almelec được sử dụng làm dây dẫn điện cao thế do nhẹ, dẫn nhiệt tốt và bền. Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, hãy:
a) Sắp xếp theo thứ tự tăng dần về bán kính nguyên tử của các nguyên tố hóa học trong almelec.
b) Cho biết thứ tự giảm dần về độ âm điện của các nguyên tố hóa học có trong almelec.
Trả lời:
a) Trong almelec gồm các nguyên tố: Al (Z = 13), Mg (Z = 12), Si (Z = 14)
Ta thấy ba nguyên tố này cùng thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn
Mà trong một chu kì, bán kính nguyên tử giảm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.
⇒ Bán kính nguyên tử tăng dần theo thứ tự: Si < Al < Mg
b) Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân độ âm điện tăng.
⇒ Độ âm điện giảm dần theo thứ tự: Si > Al > Mg IV. Tính kim loại và tính phi kim
2. Sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim
Hoạt động 1 trang 38 SGK Hóa học 10: So sánh tính kim loại của sodium và magnesium
Chuẩn bị: kim loại Na; Mg; dung dịch phenolphtalein; nước; cốc thủy tinh.
Tiến hành:
- Lấy hai cốc thủy tinh, mỗi cốc có chứa khoảng 200mL nước, nhỏ tiếp vài giọt dung dịch phenolphtalein.
- Cho một mẩu nhỏ Na vào cốc (1), một dây Mg vào cốc (2).
Lưu ý: Hầu hết các kim loại kiềm phản ứng với nước mãnh liệt, chỉ sử dụng các kim loại kiềm với lượng nhỏ; cần làm sạch bề mặt dây Mg trước khi cho vào cốc (2).
Quan sát hiện tượng và thực hiện yêu cầu sau:
1. Viết phương trình hóa học của các phản ứng.
2. So sánh mức độ phản ứng của sodium và magnesium với nước.
Trả lời:
1. Phương trình hóa học của các phản ứng:
2Na + 2H2O ⟶ 2NaOH + H2↑
Mg gần như không phản ứng. Không thấy hiện tượng gì.
2. Sodium phản ứng mãnh liệt với nước.
Magnesium gần như không phản ứng với nước ở nhiệt độ thường.
Hoạt động 2 trang 38 SGK Hóa học 10: So sánh tính kim phi của chlorine và iodine
Chuẩn bị: Hình ảnh hoặc video phản ứng của nước của chlorine với dung dịch potassium iodide (∗).
Tiến hành: Quan sát hình ảnh hoặc xem video phản ứng của nước chlorine với dung dịch potassium iodide.
Câu hỏi: So sánh tính phi kim của chlorine và iodine.
Trả lời:
Hiện tượng: Nước chlorine phản ứng với dung dịch potassium iodide tạo dung dịch có màu nâu (do một phần iodine tan trong nước tạo dung dịch màu nâu). Một phần iodine màu đen tím rắn lắng xuống đáy ống nghiệm
Phương trình hóa học: Cl2 + 2KI → 2KCl + I2
Từ thí nghiệm trên ta thấy chlorine có tính phi kim mạnh hơn iodine nên đã đẩy iodine ra khỏi muối.
Kết luận: Chlorine có tính phi kim mạnh hơn iodine.
Câu hỏi 6 trang 39 SGK Hóa học 10: Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, sắp xếp các nguyên tố Ba, Mg, Ca, Sr theo thứ tự giảm dần tính kim loại và giải thích.
Trả lời:
Dựa vào bảng tuần hoàn ta thấy Ba (Z = 56), Mg (Z = 12), Ca (Z = 20), Sr (Z = 38) đều cùng thuộc nhóm IIA.
Mà trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần.
⇒ Sắp xếp theo chiều giảm dần tính kim loại: Ba > Sr > Ca > Mg
Câu hỏi 7 trang 39 SGK Hóa học 10: Trong các nguyên tố O, F, Cl, Se, nguyên tố có tính phi kim mạnh nhất là
A. O.
B. F.
C. Se.
D. Cl.
Trả lời:
Đáp án đúng là: B
Dựa vào bảng tuần hoàn ta có: O (Z = 8) và Se (Z = 34) cùng thuộc nhóm VIA
⇒ Tính phi kim O > Se (1)
F (Z = 9) và Cl (Z = 17) cùng thuộc nhóm VIIA
⇒ Tính phi kim F > Cl (2) O (Z = 8) và F (Z = 9) cùng thuộc chu kì 2
⇒ Tính phi kim F > O (3)
Từ (1), (2), (3) ⇒ Tính phi kim: F > O > Se và F > Cl Vậy tính phi kim của F là mạnh nhất.
