Bài 11: Luyện tập bảng tuần hoàn, các định luật tuần hoàn

A. KIẾN THỨC CẦN NẮM

1. Cấu tạo bảng tuần hoàn

a. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

• Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân.
• Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.
• Các nguyên tố có số lớp electron hóa trị như nhau được xếp thành một cột.

b. Ô nguyên tố: Mỗi nguyên tố được xếp vào một ô

c. Chu kì

• Mỗi hàng là một chu kì.
• Bảng tuần hoàn có 7 chu kì: 3 chu kì nhỏ (1, 2, 3) và 4 chu kì lớn (4, 5, 6, 7).
• Nguyên tử các nguyên tố thuộc cùng một chu kì có số lớp electron bằng nhau.
• Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử nguyên tố trong chu kì đó.

d. Nhóm

• Các nhóm A gồm các nguyên tố thuộc chu kì nhỏ và chu kì lớn.
• Các nguyên tố nhóm IA, IIA là nguyên tố s, các nguyên tố từ nhóm IIIA đến VIIIA là nguyên tố p.
• Các nhóm B (từ IIIB đến VIIIB rồi IB và IIB theo chiều từ trái sang phải trong bảng tuần hoàn) chỉ gồm các nguyên tố ở chu kì lớn. Các nguyên tố nhóm B là các nguyên tố d và f.

2. Sự biến đổi tuần hoàn

a. Cấu hình electron nguyên tử

Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố ở mỗi chu kì tăng từ 1 đến 8 thuộc các nhóm từ IA đến VIIIA. Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn.

b. Sự biến đổi tuần hoàn tính kim loại, tính phi kim, bán kính nguyên tử và độ âm điện

Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân:

• Bán kính nguyên tử và tính kim loại của các nguyên tố tăng dần.
• Giá trị độ âm điện và tính phi kim của các nguyên tố giảm dần.

Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân:

• Bán kính nguyên tử và tính kim loại của các nguyên tố giảm dần.
• Giá trị độ âm điện và tính phi kim của các nguyên tố tăng dần.

3. Định luật tuần hoàn

Tính chất của các nguyên tố và đơn chất, cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.

B. BÀI TẬP

Bài 1. Cho nguyên tố X (Z = 16). Hãy nêu tính chất hóa học cơ bản của X: Kim loại hay phi kim, hóa trị cao nhất với oxi, hóa trị với hiđro, công thức oxit cao nhất, hợp chất khí với hiđro, công thức hiđroxit tương ứng và tính chất.

Lời giải

Cấu hình electron : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴                                             

X có những tính chất hóa học cơ bản sau:

• X là phi kim                                                                               
• Hóa trị cao nhất với oxi: VI                                  
• Hóa trị với hiđro: II                                                         
• Công thức oxit cao nhất: XO₃                                                 
• Công thức hợp chất khí với hiđro: H₂X                          
• Công thức hiđroxit tương ứng: H₂XO₄                           
• H2XO4 là một axit mạnh.

Bài 2. Hợp chất oxit cao nhất của nguyên tố R là R₂O₅. Trong hợp chất của nó với hiđro có 82,35% R về khối lượng. Xác định nguyên tố R.

Lời giải

Từ công thức R₂O₅ ta có hóa trị cao nhất của R là V, khi liên kết với hiđro R hóa trị là III.

Công thức hợp chất của R và H: RH₃

%R = \(\dfrac{R}{R+3}.100\%\) = 82,35%

➜ R = 14 

Vậy R là nguyên tố nitơ (N).  

Bài 3. Hai nguyên tố X và Y đứng kế tiếp nhau trong cùng một chu kì, có tổng số điện tích hạt nhân bằng 25.

a. Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử X, Y.

b. Xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn.

c. Viết công thức hợp chất oxit cao nhất của X và Y.

Lời giải

a. Vì X và Y đứng kế tiếp khác nhau trong cùng một chu kì nên hạt nhân của chúng chỉ khác nhau 1 đơn vị.

Giả sử Z_X < Z_Y ⇒ Z_Y = Z_X + 1

Theo đề bài, ta có: Z_X + Z_Y = Z_X + Z_X + 1 = 25

⇒ Z_X = 12 và Z_Y = 13

Cấu hình electron cùa X: 1s²2s²2p⁶3s²: Magie (Mg)

Cấu hình electron của Y: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹: Nhôm (Al)

b. Đối với nguyên tử X:

• X thuộc chu kì 3 vì có 3 lớp electron.
• X thuộc phần nhóm IIA vì có 2 electron ở lớp ngoài cùng.
• X thuộc ô thứ 12 vì (Z = 12)

⇒ X là kim loại.

Đối với nguyên tử Y

• Y thuộc chu kì 3 vì có 3 electron.
• Y thuộc phân nhóm IIIA vì có 3 electron ở lớp ngoài cùng.
• Y thuộc ô thứ 13 vì (Z = 13)

⇒ Y là kim loại.

c. Công thức hợp chất oxit cao nhất của X, Y lần lượt là: MgO và Al₂O₃.

Trong quá trình học tập, nếu có bất kỳ thắc mắc nào, các em hãy để lại câu hỏi ở mục hỏi đáp để cùng thảo luận và trả lời nhé. Chúc các em học tốt!