Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

 SƠ LƯỢC BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

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

Bảng hệ thống tuần hoàn có hơn 1000 nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của số điện tích hạt nhân nguyên tử.
II.Cấu tạo bảng tuần hoàn
Bảng tuần hoàn biểu diễn sự tương quan giữa các nguyên tố hóa học
theo số điện tích hạt nhân, gồm 2 dạng chính:
- Bảng ngắn gồm 8 cột.
- Bảng dài gồm 16 cột.
Sau đây chúng ta chỉ quan tâm đến bảng dài gồm 16 cột.
1) Ô nguyên tố
Bảng tuần hoàn có khoảng 110 ô, mỗi một nguyên tố được sắp xếp vào một ô gọi là ô nguyên tố.
- Ô nguyên tố cho biết:

+ số hiệu nguyên tử

+ Kí hiệu hóa học

+ Tên nguyên tố

+ Nguyên tử khối của nguyên tố
- Số hiệu nguyên tử là số thứ tự của nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn. Số hiệu nguyên tử có trị số bằng số đơn vị điện tích hạt nhân và bằng số electron trong nguyên tử.
Ví dụ: Ô thứ 11, xếp nguyên tố natri (Na).

Ta có:
+ Số hiệu nguyên tử = số proton = số electron = 11
+ Kí hiệu hóa học: Na
+ Tên nguyên tố: natri
+ Nguyên tử khối: 23
2) Chu kì
- Chu kì là dãy các nguyên tố được sắp xếp theo hàng ngang

- Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố gồm 7 chu kì. Trong đó 3 chu kì nhỏ (chu kì 1,2,3) và 4 chu kì lớn (chu kì 4,5,6,7).

- Chu kì gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron và được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân.
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của các nguyên tố nằm trong chu kì.
Ví dụ: chu kì II, tất cả các nguyên tử đều có 2 lớp electron.
- Trong bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì (mỗi chu kì là một hàng).
- Trừ chu kì I, các chu kì còn lại đều bắt đầu là kim loại kiềm và kết thúc là khí hiếm.
Ví dụ: chu kì 3: bắt đầu là kim loại kiềm Na và kết thúc là khí trơ: Ar (agon)
3) Nhóm
- Nhóm là dãy các nguyên tố được sắp xếp theo cột dọc

- Nhóm gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau và được xếp thành cột theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
- Số thứ tự của nhóm bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm.
Ví dụ: nguyên tử của các nguyên tố nhóm II, có 2 electron ở lớp vỏ ngoài cùng.
III. Sự biến đổi tính chất của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
1) Trong một chu kì
- Khi đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, ta có:
+ Số electron ngoài cùng của nguyên tử tăng dần từ 1 đến 8 (trừ chu kì 1)
+Tính kim loại của nguyên tố giảm dần

+ Tính phi kim tăng dần.

=>Như vậy đầu chu kì là kim loại mạnh (kim loại kiềm), cuối chu kì là phi kim mạnh (halogen: flo, clo..), kết thúc chu kì là khí hiếm.
Ví dụ: chu kì 3: đầu chu kì là kim loại kiềm Na (kim loại mạnh) cuối chu kì là phi kim mạnh clo, kết thúc chu kì là khí hiếm agon (Ar)
2) Trong một nhóm
- Khi đi từ trên xuống theo chiều tăng điện tích hạt nhân, ta có:

+ Số lớp electron của nguyên tử tăng dần

+ Tính kim loại của các nguyên tố tăng dần

+ Tính phi kim giảm dần.
IV. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
1)Biết vị trí của nguyên tử suy ra cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố.
Ví dụ: Nguyên tố A có số thứ tự là 11 trong bảng hệ thống tuần hoàn. Hãy cho biết cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố A?

Giải:

Từ vị trí này ta biết:
+ Nguyên tố A có số hiệu nguyên tử là 11, đó là Na.
+ Điện tích hạt nhân của nguyên tử bằng 11+, số electron chuyển động xung quanh hạt nhân là 11e.
+ Nguyên tố A ở chu kì 3, do đó có 3 lớp electron.
+ Nguyên tố A ở nhóm I có 1e lớp vỏ ngoài cùng, nguyên tố A ở đầu chu kì nên có tính kim loại mạnh.
2) Biết cấu tạo nguyên tử suy ra vị trí và tính chất của nguyên tố.
Ví dụ: Nguyên tố B có điện tích hạt nhân bằng 19+, có 4 lớp electron, có 1e ở lớp ngoài cùng. Hãy cho biết vị trí của nguyên tố B và tính chất cơ bản của nó?
Giải:

Ta có:

 + Nguyên tố B có điện tích hạt nhân là 19+ nên B thuộc ô thứ 19

+ Nguyên tố B có 4 lớp e nên B thuộc chu kì IV.

+ Nguyên tố B có 1 e lớp ngoài cùng nên B thuộc nhóm I

=> Nguyên tố B là Kali (K). Nguyên tố B ở đầu chu kì nên có tính kim loại mạnh.

Ngoài ra, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là cơ sở khoa học quan trọng giúp ta có phương pháp học tập, nghiên cứu hóa học một cách có hệ thống

V. Bài tập vận dụng

Bài 1:

Biết nguyên tố X có số hiệu là 17, chu kì 3, nhóm VII. Hãy cho biết cấu tạo nguyên tử và tính chất của nguyên tố X?

Giải:

Ta có:

- Nguyên tố X có số hiệu nguyên tử là 17 => đó là Cl

- Nguyên tố X có số hiệu nguyên tử là 17 => điện tích hạt nhân là 17+, có 17 proton, 17 electron

- Nguyên tố X ở chu kì 3 => có 3 lớp 3

- Nguyên tố X thuộc nhóm VII => lớp e ngoài cùng có 7e

Vì X ở cuối chu kì 3 nên X là phi kim mạnh

Bài 2:

Cho 3 nguyên tố A, B, X thuộc phân nhóm chính của bảng tuần hoàn. Nguyên tố B thuộc cùng chu kì với A, A và B thuộc 2 nhóm liên tiếp, X và A thuộc cùng nhóm ở 2 chu kì liên tiếp. Hidroxit của X, A, B có tính bazo giảm dần theo thứ tự đó. Nguyên tử A có 2 e lớp ngoài cùng. Xác định vị trí của A, B, X trong bảng tuần hoàn?

Giải:

Vị trí của A: ô số 12, chu kì 3, nhóm IIA

Vì B thuộc cùng chu kì với A nên B thuộc chu kì 3. Mặt khác A,  B thuộc 2 nhóm liên tiếp nên B có thể thuộc nhóm IA hoặc IIIA. Hơn nữa X thuộc cùng nhóm với A nên X thuộc nhóm IIA, X và A ở 2 chu kì liên tiếp nên X ở chu kì 2 hoặc chu kì 4. Ta có bảng sau:

Theo đề bài, tính bazo giảm theo thứ tự hidroxit của X>hidroxit của A>hidroxit của B. Theo sự biến đổi tuần hoàn X phải thuộc chu kì 4, nhóm IIA và b phải thuộc chu kì 3, nhóm IIIA

Bài 3:

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

Giải:

n_A = = 0,015625 mol.

M_A =  = 64g

- Tìm số nguyên tử S, O trong phân tử A?

m_O = 64. = 32g => n_O =  = 2 mol

m_S = 64 - 32 = 32g => n_s =  = 1 mol

=> Trong 1 phân tử A có 1S và 2O, công thức của A là SO₂

b) n_SO2 =  = 0,2 mol

n_NaOH = 0,3.1,2 = 0,36 mol

n_NaOH : n_SO2 = 0,36 : 0,2 = 1,8

=>muối thu được gồm: Na₂SO₃ và NaHSO₃

Đặt x, y là số mol của hai muối tạo thành 
SO₂ + NaOH --> NaHSO₃ 
x---------x-----------------x 
SO₂ + 2NaOH ---> Na₂CO₃ 
y-------2y------------------y 
Theo 2 pt trên ta có 
x + y = 0,2 mol 
x +2y =0,36 mol 

=>

C_MNaHSO3 =   0,13M

C_MNa2SO3 =   0,53 M