Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A

Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố có sự biến đổi tuần hoàn không? Mối liên hệ giữa cấu hình electron nguyên tử với tính chất của nguyên tố trong chu ki và trong nhóm A. Bài viết hôm nay sẽ giải quyết thắc mắc trên đây cho các bạn học sinh.

Tóm tắt nội dung

LÝ THUYẾT VỀ CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM A

Cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có sự thay đổi tuần hoàn. Đầu mỗi chu kì là nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là ns¹. Kết thúc mỗi chu kì là nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là ns²ns⁶ (trừ chu kì 1).

[postbycategory so_bai=”5 id_cat=”5″]

Hệ quả: Sự biến đổi tuần hoàn về cấu hình electron lơp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố.

Bảng cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A

1. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A

Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có cùng số electron lớp ngoài cùng.

=> Tính chất hóa học của nguyên tố trong cùng một nhóm A có sự giống nhau.

Số thứ tự của nhóm (IA, IIA,…) cho biết số electron ở lớp ngoài cùng và đồng thời cũng là số electron hóa trị trong nguyên tử của các nguyên tố đó.

Các electron hóa trị của các nguyên tố thuộc nhóm A là electron s và p.

2. Tìm hiểu về cấu hình electron nguyên tử và tính chất của một số nhóm A tiêu biểu

a) Nhóm VIIIA là nhóm khí hiếm

Nhóm khí hiếm gồm các nguyên tố heli, neon, agon, kripton, xeon và rađon.

Nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm khí hiếm đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Cấu hình electron nguyên tử là ns²np⁶, đây là cấu hình electron bền vững.

Nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm hầu hết đều không tham gia vào các phản ứng hóa học ở điều kiện thường.

Ở điều kiện thường, các khí hiếm đều ở trạng thái khí và phân tử chỉ gồm một nguyên tử.

b) Nhóm IA là nhóm kim loại kiềm

Nhóm kim loại kiềm gồm các nguyên tố liti, natri, kali, rubiđi, xesi (ngoài ra còn có nguyên tố phóng xạ franxi).

Nguyên tử của các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng (ns¹). Trong các phản ứng hóa học, nguyên tử của nguyên tố kim loại kiềm có khuynh hướng nhường đi 1 electron lớp ngoài cùng để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm đứng trước nó. Do đó, trong các hợp chất, các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có hóa trị 1.

Tình chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm kim loại kiềm:

Tác dụng mạnh với oxi tạo thành các oxit bazơ tan trong nước. Ví dụ như Li₂O, Na₂O.
Tác dụng mạnh với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hiđro và hiđroxit có tính kiềm mạnh như NaOH, KOH.
Tác dụng với các phi kim khác tạo thành muối như NaCl, K₂S.

c) Nhóm VIIA là nhóm halogen

Nhóm halogen gồm các nguyên tố flo, clo, brom, iot, (ngoài ra còn có nguyên tố phóng xạ atanin).

Nguyên tử của các nguyên tố halogen có 7 electron lớp ngoài cùng (ns²np⁵). Trong phản ứng hóa học, nguyên tử của nguyên tố halogen có khuynh hướng nhận 1 electron để đạt đến cấu hình electron khí hiếm đứng sau nó. Do đó, nguyên tố halogen có hóa trị 1.

Ở dạng đơn chất, các phân tử halogen gồm hai nguyên tử: F₂, Cl₂, Br₂, I₂

Một số tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố nhóm halogen:

Tác dụng với kim loại tạo ra muối như KCl, AlCl₃
Tác dụng với hiđro tạo ra hợp chất khí như HF, HCl, HBr, HI. Các chất này tan trong nước tạo thành axit
Hiđroxit của halogen là những axit như HClO, HClO₃

BÀI TẬP SGK TRANG 41 HÓA HỌC 10

Bài 1. Các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A có tính chất hóa học tương tự nhau, vì vỏ nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có

A. số electron như nhau.

B. số lớp electron như nhau.

C. số electron thuộc lớp ngoài cùng như nhau.

D. cùng số electron s hay p.

Chọn đáp án đúng.

Giải:

=> Chọn đáp án C

Bài 2. Sự biến thiên tính chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau được lặp lại tương tự như chu kì trước đó là do:

A. Sự lặp lại tính chất kim loại của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

B. Sự lặp lại tính chất phi kim của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

C. Sự lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước (ở ba chu kì đầu).

D. Sự lặp lại tính chất hóa học của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.

Chọn đán án đúng.

Giải:

=> Chọn đáp án C

Bài 3. Những nguyên tố thuộc nhóm A nào là các nguyên tố s, nguyên tố p? Số electron thuộc lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố s và p khác nhau thế nào?

Giải:

Những nguyên tố thuộc nhóm IA, IIA là các nguyên tố s

Những nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến VIIIA là các nguyên tố p

Nguyên tố s và p có số electron lớp ngoài cùng khác nhau:

Nguyến tố s có 1 hoặc 2 electron lớp ngoài cùng
Nguyên tố p có từ 3 đến 8 electron lớp ngoài cùng

Bài 4. Những nguyên tố nào đứng đầu các chu kì? Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố đó có đặc điểm chung gì?

Giải:

Những nguyên tố kim loại kiềm đứng đầu các chu kỳ. Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố có dạng ns¹, tức là có 1 electron lớp ngoài cùng. Đây cũng là electron hóa trị của nhóm kim loại này.

Bài 5. Những nguyên tố nào đứng cuối các chu kì? Cấu hình electron của nguyên tử của các nguyên tố đó có đặc điểm chung gì?

Giải:

Những nguyên tố khí hiếm đứng cuối các chu kỳ. Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố có dạng ns²np⁶c. Cấu hình electron có 8 electron ngoài cùng (nói cách khác là lớp electron ngoài cùng bão hòa) rất bền hóa học.

Bài 6. Một nguyên tố ở chu kì 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỏi:

a) Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ở lớp electron ngoài cùng?

b) Các electron ngoài cùng nằm ở lớp electron thứ mấy?

c) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố trên.

Giải:

a) Có 6 electron lớp ngoài cùng (số e ngoài cùng bằng số thứ tự nhóm)

b) Lớp thứ 3 (số thứ tự của lớp electron ngoài cùng bằng số chu kì)

c) Cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Bài 7. Một số nguyên tố có cấu hình electron của từng nguyên tử như sau:

1s²2s²2p⁴

1s²2s²2p³

1s²2s²2p⁶3s²3p¹