Hẵn ai trong chúng ta đều biết đến bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Đây là một công cụ hữu ích cho các bạn trong việc học môn hóa. Nó giúp chúng ta tra cứu những thông tin của các nguyên tố hóa học. Qua đó giúp việc học hóa trở nên đơn giản và hiệu quả hơn. Vậy bảng tuần hoàn có cấu tạo như thế nào? Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn là gì? Dựa vào bảng tuần hoàn chúng ta có thể dự đoán sự thay đổi tính chất của các nguyên tố hay không? Và bảng tuần hoàn có ý nghĩa gì? Mời các bạn chúng ta sẽ cùng tìm hiểu trong bài viết hôm nay nhé!

bang-tuan-hoan-cac-nguyen-to-hoa-hoc

LÝ THUYẾT VỀ BẢNG TUẦN HOÀN LỚP 8

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

Vào năm 1869, nhà bác học người Nga Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834 – 1907) đã sắp xếp khoảng 60 nguyên tố vào bảng tuần hoàn theo chiều tăng dần nguyên tử khối của các nguyên tố. Tuy nhiên, cách sắp xếp này có một số trường hợp ngoại lệ, không tuân theo quy luật trên.

Hiện nay, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học có hơn 100 nguyên tố. Chúng được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

II. Cấu tạo bảng tuần hoàn

1. Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố được sắp xếp thành một ô trong bảng tuần hoàn, gọi là ô nguyên tố. Ô nguyên tố cho biết:

  • Số hiệu nguyên tử
  • Kí hiệu hóa học
  • Tên nguyên tố
  • Nguyên tử khối

o-nguyen-to

Số hiệu nguyên tử (Z) cũng chính là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Nó có trị số bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử.

VD: Nhôm có số hiệu nguyên tử là 13. Điều này cho biết:

  • Nhôm ở ô số 13
  • Điện tích hạt nhân của nguyên tử nhôm là 13+ (hay số đơn vị điện tích hạt nhân là 13)
  • Số elcetron trong nguyên tử nhôm là 13.

2. Chu kỳ

Chu kỳ là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron. Các nguyên tố trong một chu kỳ được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

Số thứ tự của chu kỳ chính bằng số lớp electron. Trong bảng tuần hoàn hóa học có 7 chu kỳ: 1, 2, 3 là các chu kỳ nhỏ và 4, 5, 6, 7 là các chu kỳ lớn.

3. Nhóm

Nhóm là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số electron lớp ngoài cùng và có tính chất tương tự nhau. Các nhóm được sắp xếp thành từng cột trong bảng tuần hoàn theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

VD:

– Nhóm I: gồm các nguyên tố hoạt động hóa học mạnh: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr được sắp xếp trong nhóm theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân (+3), (+11), (+19), (+37), (+55), (+87). Nguyên tử của các nguyên tố này đều có 1 electron lớp ngoài cùng.

– Nhóm VII: gồm các nguyên tố phi kim hoạt động hóa học mạnh: F, Cl, Br, I, At được sắp xếp trong nhóm theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân (+9), (+17), (+35), (+53), (+85). Nguyên tử của các nguyên tố này đều có 7 electron lớp ngoài cùng.

III. Sự biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

1. Trong một chu kỳ

Trong một chu kỳ, đi từ trái sang phải theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, thì:

  • Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử tăng dần từ 1 đến 8 electron.
  • Tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, tính phi kim của các nguyên tố tăng dần.
  • Đầu chu kỳ là một kim loại kiềm, tiếp theo là kim loại kiềm thổ; cuối chu kỳ là halogen và kết thúc chu kỳ là một khí hiếm.

Ví dụ:

Chu kỳ 2 trong bảng tuần hoàn gồm 8 nguyên tố: Li, Be, B, C, N, O, F, Ne.

  • Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 1 (của Li) đến 8 (của Ne).
  • Tính kim loại giảm dần (Li có tính kim loại mạnh nhất), tính phi kim tăng dần (F có tính phi kim mạnh nhất). Cuối chu kỳ là khí hiếm Ne.

Chu kỳ 3 trong bảng tuần hoàn gồm 8 nguyên tố: Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar.

  • Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 1 (của Na) đến 8 (của Ar).
  • Tính kim loại giảm dần (Na có tính kim loại mạnh nhất), tính phi kim tăng dần (Cl có tính phi kim mạnh nhất). Cuối chu kỳ là khí hiếm Ar.

2. Trong một nhóm

Trong một nhóm, đi từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, thì:

  • Số lớp electron của nguyên tử tăng dần.
  • Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, tính phi kim của các nguyên tố giảm dần.

Ví dụ:

Nhóm I trong bảng tuần hoàn gồm 6 nguyên tố: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr.

Số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 2 lớp (Na) đến 7 lớp (Fr). Số electron lớp ngoài cùng của chúng đều bằng 1.

Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần. Li là một kim loại hoạt động mạnh, Fr là kim loại hoạt động rất mạnh.

Nhóm VII trong bảng tuần hoàn có 5 nguyên tố: F, Cl, Br, I, At.

Số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố tăng dần từ 2 lớp (F) đến 7 lớp (At). Số electron lớp ngoài cùng của chúng đều bằng 7.

Tính phi kim của các nguyên tố giảm dần. F là phi kim hoạt động rất mạnh, I là phi kim hoạt động yếu hơn. (At là nguyên tố không có trong tự nhiên).

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học mới nhất

bang-tuan-hoan-hoa-hoc

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

Khi biết vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn, ta có thể suy đoán cấu tạo nguyên tử và tính chất cơ bản của nguyên tố đó. Ngoài ra, ta cũng có thể so sánh tính kim loại và phi kim của nguyên tố này với các nguyên tố khác lân cận.

Ví dụ:

Biết nguyên tố X có số hiệu nguyên tử 11, chu kì 3, nhóm I. Hãy cho biết cấu tạo nguyên tử, tính chất của nguyên tố X.

Trả lời:

– Nguyên tố X có số hiệu nguyên tử 11 → Điện tích hạt nhân là 17+ và có 17 electron.

– Nguyên tố X ở chu kỳ 3, nhóm I → Nguyên tử X có 3 lớp electron và có 1 electron lớp ngoài cùng.

– Nguyên tố X nằm ở đầu chu kỳ → X là kim loại hoạt động mạnh, tính kim loại của X (Na) mạnh hơn các nguyên tố đứng sau nó trong cùng chu kỳ 3.

– Nguyên tố X nằm ở gần đầu nhóm I → Tính kim loại mạnh hơn nguyên tố đứng trên (có số hiệu nguyên tử là 3) là Liti nhưng yếu hơn các nguyên tố đứng dưới (có số hiệu nguyên tử là 19) là Kali.

2. Biết cấu tạo nguyên tử của nguyên tố ta có thể suy đoán vị trí và tính chất của nguyên tố đó

Khi biết cấu tạo nguyên tử của một nguyên tố, ta có thể suy đoán được vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn và tính chất hóa học cơ bản của nó.

Ví dụ:

Nguyên tử của nguyên tố A có điện tích hạt nhân là 16, 3 lớp electron và có 6 electron lớp ngoài cùng. Hãy cho biết vị trí của nguyên tố A trong bảng tuần hoàn và tính chất cơ bản của nó.

Trả lời:

– Nguyên tử của nguyên tố A có điện tích hạt nhân là 16, 3 lớp electron và có 6 electron lớp ngoài cùng → A ở ô số 16, chu kỳ 3, nhóm VI.

– A là một phi kim đứng gần cuối chu kỳ 3 và gần đầu nhóm VI.

Giải bài tập bảng tuần hoàn hóa học lớp 9

Câu 1. Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, 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.

Bài làm:

– Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 7: có 2 lớp electron và 5 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tố này có tính phi kim!

– Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 12: có 3 lớp electron và 2 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tố này có tính kim loại.

– Nguyên tố có số hiệu nguyên tử là 16: có 3 lớp electron và 6 electron lớp ngoài cùng. Nguyên tố này có tính phi kim.

Câu 2. 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.

Bài làm:

Nguyên tử của nguyên tố X có điện tích hạt nhân là 11+, 3 lớp electron và 1 electron lớp ngời cùng nên X nằm ở ô số 11, chu kỳ 3, nhóm I trong bảng tuần hoàn. Đây là một nguyên tố kim loại đứng đầu chu kỳ 3.

Câu 3. Các nguyên tố trong nhóm I đều là những kim loại mạnh tương tự natri: tác dụng với H2O tạo thành dung dịch kiềm và giải phóng H2, tác dụng với O2 tạo thành oxit, tác dụng với phi kim khác tạo thành muối… Viết các PTHH minh hoạ với kali.

Bài làm:

– Kali tác dụng với nước: 2K + 2H2O → 2KOH + H2 ↑

– Kali tác dụng với oxi: 4K + O2 (t°) → 2K2O

– Kali tác dụng với phi kim: 2K + Cl2 (t°) → 2KCl

Câu 4. 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 H2 tạo hợp chất khí. Viết PTHH minh hoạ với brom.

Bài làm:

– Brom tác dụng với muối: Br2 + Cu (t°)  → CuBr2

– Brom tác dụng với hidro: Br2 + H2 (t°) → 2HBr

Câu 5. 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.

Bài làm:

Đáp án đúng là b) K, Na, Mg, Al. Giải thích:

Các nguyên tố Na, Mg, và Al cùng nằm ở chu kỳ 3 và có điện tích hạt nhân tăng dần theo thứ tự trên. Trong cùng một chu kỳ, tính kim loại giảm dần.

Na và K cùng nằm ở nhóm I và K có điện tích hạt nhân lớn hơn nên xếp dưới Na trong bảng tuần hoàn. Trong cùng một nhóm, tính kim loại tăng dần.

Câu 6. Hãy sắp xếp các nguyên tố sau theo chiều tính phi kim tăng dần: F, O, N, P, As.

Bài làm:

Trong chu kỳ 2, tính phi kim tăng dần từ N, O, F.

Theo nhóm V, tính phi kim tăng dần từ As, P, N.

Tính phi kim tăng dần của các nguyên tố: As, P, N, O, F

Câu 7. 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 dd NaOH 1,2M. Hãy cho biết muối nào thu được sau phản ứng. Tính nồng độ mol CM của muối (giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể).

Bài làm:

a) Theo đề ra, ta có: nA = 0,35 / 22,4 = 0,015625 (mol)

⇒ MA = 1 / 0,015625 = 64 (g/mol)

Do A là oxit của lưu huỳnh (SOx) và chiếm 50% oxi nên ta có:

MS = MO = 64/2 = 32 (g/mol) → Trong phân tử A có 2 O.

⇒ A có CTPT là: SO2

b) Theo đề ra, ta có:

  • nSO2 = 12,8 / 64 = 0,2 (mol)
  • nNaOH = 1,2 x 0,3 = 0,36 (mol)

Ta có PTHH:

SO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O (1)

Theo PT (1) , nNaOH = 0,36 mol → nSO2 = 1/2nNaOH = 0,18 mol

⇒ nSO2 dư = 0,02 mol nên tiếp tục có phản ứng sau:

Na2CO3 + SO2 + H2O → 2NaHSO3 (2)

Theo PT (2), nNa2CO3 = nSO2 = 0,02 mol

Như vậy, dung dịch thu được gồm 2 muối là Na2CO3 và NaHCO3.

  • Số mol Na2CO3: nNa2CO3 = 0,18 – 0,02 = 0,16 mol
  • Số mol NaHCO3: nNaHCO3 = 2 x 0,02 = 0,04 mol

Giả thuyết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể nên Vdd = 300 ml. Nồng độ mol của các muối là:

CM Na2CO3 = nNa2CO3/Vdd = 0,16/0,3 = 0,533M

CM NaHCO3 = nNaHCO3/Vdd = 0,04/0,3 = 0,133M