Bài tập xác định nguyên tố trong cùng một chu kì hoặc nhóm

XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ THUỘC CÙNG CHU KÌ HOẶC NHÓM

I. XÁC ĐỊNH HAI NT THUỘC HAI NHÓM A LIÊN TIẾP TRONG HTTH.

Nếu giả sử Z_A <Z_B

            Nếu  A và B thuộc cùng 1 chu kỳ thì:  Z_A – Z_B = 1.

            Nếu A và B không biết có thuộc cùng 1 chu kỳ hay không thì phải dựa vào = Z / 2 và Z_A < < Z_B.

Ví dụ. A và B là hai nguyên tố ở cùng một  nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn. Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32.

 Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A và B có thể tạo thành.

A và B là hai nguyên tố ở cùng một phân nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn nên số thứ tự của chúng hơn kém nhau 8 hoặc 18 đơn vị (đúng bằng số nguyên tố trong một chu kỳ).

Lời giải

Theo bài ra, tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử của A và B bằng 32 nên Z_A + Z_B   = 32.

Trường hợp 1: Z_B -  Z_A   = 8. Ta tìm được Z_A = 12; Z_B = 20.

Cấu hình electron:

A : 1s²2s²2p⁶3s²  (chu kỳ 3, nhóm IIA).

và B: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²   (chu kỳ 4, nhóm IIA).

Ion A²⁺: 1s²2s²2p⁶ và B²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.

Trường hợp 2: Z_B - Z_A   = 18. Ta tìm được Z_A = 7; Z_B = 25.

Cấu hình electron:

A : 1s²2s²2p³   (chu kỳ 2, nhóm VA).

và B: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²    (chu kỳ 4,  nhóm VIIB).

Trường hợp này A, B không cùng  nhóm nên không thỏa mãn.

II. XÁC ĐỊNH HAI NGUYÊN TỐ THUỘC CÙNG 1 NHÓM A Ở HAI CHU KỲ LIÊN TIẾP THÔNG QUA Z.

 Cần nhớ một số điểm sau:

            - Tổng số hiệu nguyên tử  4 < Z_T < 32 thì A, B sẽ thuộc các chu kỳ nhỏ hay Z_A - Z_B = 8.

            - Nếu Z_T> 32 thì ta phải xét cả 3 trường hợp:

                + A là H.

                + A và B cách nhau 8 đơn vị.

                + A và B cách nhau 18 đơn vị.

Ví dụ. Hai nguyên tố A và B ở hai  nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA, ở trạng thái đơn chất A, B không phản ứng với nhau. Tổng số proton trong hạt nhân nguyên tử của A và B là 23. Viết cấu hình electron nguyên tử của A, B.

Lời giải

A và B ở hai nhóm A liên tiếp trong bảng tuần hoàn, B thuộc nhóm VA

=> A thuộc nhóm IVA hoặc nhóm VIA.

Theo bài:

=>  A, B thuộc các chu kì nhỏ (chu kỳ 2 và chu kỳ 3).

Mặt khác, A và B không thể cùng chu kỳ vì hai nguyên tố thuộc hai  nhóm A kế tiếp trong một chu kỳ hơn kém nhau 1 proton, nghĩa là ở ô số 11 và 12 (tổng số proton bằng 23), không thuộc các nhóm IV và V hay V và VI.

TH 1: B thuộc chu kỳ 2 =>  Z_B = 7 (nitơ).

               Vậy Z_A = 23 - 7 = 16 (lưu huỳnh).

Trường hợp này thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất nitơ không phản ứng với lưu huỳnh.

TH 2: B thuộc chu kỳ 3 =>  Z_B = 15 (phopho).

               Vậy Z_A = 23 - 15 = 8 (oxi).

Trường hợp này không thỏa mãn vì ở trạng thái đơn chất oxi phản ứng với phopho.

=> Cấu hình electron của A và B là:    A: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴   và B: 1s²2s²2p³

III. XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ THÔNG QUA NGUYÊN TỬ KHỐI.

Cần nhớ:

            - Muốn xác định được nguyên tố đó là nguyên tố nào thì phải tìm được M hoặc ( nếu là hỗn hợp)

            - Gs M_A< M_B thì: M_A< < M_B.

Ví dụ 1. Cho 10 gam kim loại A (thuộc nhóm IIA) tác dụng với nước, thu được 6,11 lit khí hiđro (đo ở 25^oC và 1 atm).

a. Hãy xác định tên của kim loại M đã dùng.

b. Cho 4 gam kim loại A vào cốc đựng 2,5lit dung dịch HCl 0,06M thu được dung dịch B.

a. Gọi số mol kim loại A là a mol.

Lời giải

A  +  2H₂O    A(OH)₂  +  H₂

a                                           a

Số mol khí H₂ =  = 0,25 (mol) =>  a = 0,25

Ta có: M_A = 10  A = 40 (Ca).

b. Số mol Ca = 0,1 mol. Các phương trình phản ứng:

Ca     +    2HCl     CaCl₂   +   H₂

(mol):  0,075       0,15           0,075 

Ca     +   2H₂O    Ca(OH)₂  +  H₂

(mol):  0,025                         0,025                    

Dung dịch B gồm: CaCl₂ = 0,075 mol và Ca(OH)₂ = 0,025 mol.

C_M  ;  C_M  

Ví dụ 2. Có 5,56 gam hỗn hợp A gồm Fe và kim loại M (hóa trị n). Chia A làm hai phần bằng nhau:

Phần 1: Hòa tan hết trong dung dịch HCl được 1,568 lit khí H₂.

Phần 2: Hòa tan hết trong dung dịch H₂SO₄ đặc nóng thu được 2,016 lit khí SO₂.  

Viết các phương trình phản ứng và xác định tên kim loại M. Các khí đo ở đktc.

Lời giải

Gọi số mol trong mỗi phần: Fe = x mol; M = y mol.

Phần 1:

Fe  +  2HCl    FeCl₂  +  H₂

(mol):   x                                         x

2M  +  2nHCl    2MCl_n  +  nH₂

(mol):    y                                          0,5ny

Số mol H₂ = 0,07 nên x + 0,5ny = 0,07.

Phần 2:

2Fe  +  6H₂SO_4(đặc)    Fe₂(SO₄)₃  +  3SO₂ +  6H₂O

(mol):   x                                                                   1,5x

2M  +  2nH₂SO_4(đặc)    M₂(SO₄)_n  +  nSO₂ +  2nH₂O

(mol):   y                                                                   0,5nx

Số mol SO₂ = 0,09 nên  1,5x + 0,5ny = 0,09. Vậy x = 0,04 và ny = 0,06.

Mặt khác: 56x + My = 2,78 nên My = 0,54. Vậy hay M = 9n.

Ta lập bảng sau:

Vậy M là Al.