Tiểu luận hóa đại cương định luật tuần hoàn

Cuộc trình bày này nói rằng Các nguyên tố hoá học, nếu được sắp xếp theo trọng lượng nguyên tử, sẽ cómột tính tuần hoàn rõ ràng trong tính chất. Các nguyên tố tương tự về tính chất hoá

Bộ giáo dục & đào tạo Trường đại học công nghệ đồng nai (dong nai university of technology) Khoa thực phẩm môi trường & điều dưỡng





Tên đề tài : ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN BÀI TIỂU LUẬN KẾT THÚC MÔN Môn học : Hóa Đại CƯƠNG

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Thị Hoài

Lớp 13DTP1 NHÓM 3 BIÊN HÒA , THÁNG 3 NĂM 2014

Tiểu luận tài chính

Danh sách sinh viên

LỜI CÁM ƠN

hưỡng dẫn , cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành tiểu luận nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn đến tất cả quý thầy cô trong

cho chúng em đầy đủ kiến thức chuẩn bị tôt cho bài tiểu luận này

Chúng tôi xin cám ơn các bạn trên diễn đàn đã giúp cho bài tiểu luận phong phú

và đầy đủ hơn tuy đã cố gắng nhiều nhưng thời gian có hạn , bài tiểu luận chắc chăn sẽ không tránh khỏi sai sót vì vậy chúng em mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp , bổ sung của quý thầy cô và các bạn sinh viên để đề tài hoàn thiện hơn.Một lần nữa nhóm chúng em em chân thành cảm ơn và chúc thầy cô và các bạn nhiều sức khỏe

Nhóm siên viên thực hiện

Tiểu luận tài chính

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Tp Biên hòa , ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

ThS NGUYỄN THỊ HOÀI

Tiểu luận tài chính

1 ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN

Dmitri Ivanovich Mendeleev ( 8 tháng

2 [ cũ 27 tháng 1] năm 1834 – 2 tháng 2

[ cũ 20 tháng 1] năm 1907 ), là một nhà

hoá học và nhà phát minh người Nga Ông được coi là người tạo ra phiên bản đầu tiên của bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học Sử dụng bảng tuần hoàn này, ông đã dự đoán các tính chất của các nguyên tố còn chưa được phát hiện.

Bảng tuần hoàn

Công trình do những người khác thực hiện hồi những năm 1860 cho rằng các

Quãng tám (Law of Octaves) năm 1865 Sự thiếu hụt các khoảng trống cho nhữngnguyên tố còn chưa được khám phá và việc đặt hai nguyên tố trong một ô đã bị chỉtrích và các ý tưởng của ông không được chấp nhận Một công trình khác là của

Lothar Meyer, người xuất bản một cuốn sách năm 1864, miêu tả 28 nguyên tố.Không công trình nào tìm cách dự đoán các nguyên tố mới Năm 1863 đã có 56nguyên tố được biết với một nguyên tố mới được khám phá với tốc độ xấp xỉ mộtnguyên tố mỗi năm

Sau khi trở thành một giáo viên, Mendeleev đã viết cuốn sách hai tập cuối cùng ở

thời điểm đó:Principles of Chemistry (Các nguyên tắc của Hoá học) (1868-1870).

biết về các công trình khác với các bảng tuần hoàn khác đang diễn ra trong thậpniên 1860 Ông đã làm bảng sau, và bằng cách thêm các nguyên tố thêm theo mô

Cl

Tiểu luận tài chính

Br 80 Rb 85 Sr 88

133

Ba 137

học Nga, với tiêu đề The Dependence between the Properties of the Atomic

Weights of the Elements (Sự phụ thuộc giữa các Tính chất của Trọng lượng

tử và hoá trị Cuộc trình bày này nói rằng

 Các nguyên tố hoá học, nếu được sắp xếp theo trọng lượng nguyên tử, sẽ cómột tính tuần hoàn rõ ràng trong tính chất

hoặc hầu như có cùng giá trị (ví dụ, Pt, Ir, Os) hoặc tăng đều (ví dụ, K, Rb, Cs)

lượng nguyên tử của chúng tương ứng với cái gọi là các hoá trị của chúng,cũng như, ở một số mức độ, với các tính chất hoá học riêng biệt của chúng;như thể hiện rõ trong các loạt nguyên tố i, Be, B, C, N, O, và F

tầm mức phân tử xác định tính chất của một thành phần hợp chất

lượng nguyên tử trong khoảng 65 và 75

theo sự hiểu biết những nguyên tố tiếp giáp của nó Vì thế trọng lượng nguyên

Ở đây Mendeleev đã sai bởi khối lượng nguyên tử của (127.6) vẫn cao hơn khối lượng nguyên tử của iodine (126.9).

lượng nguyên tử của nó

Tiểu luận tài chính

1.1 Các dạng của hệ thống tuần hoàn

1.1.1 Bảng tam giác(Emil Zmaczynski)

Phản ánh quá trình hình thành các lớp điện tử củ nguyên tử

1.1.2 Bảng của Timmothy

Mô tả tính tuần hoàn thông qua các số lượng tử

1.1.3 Bảng xoắn ốc (Theodeor Benfey)

1.1.4Bảng hệ thống tuần hoàn dạng thiên hà

-Dựa trên cấu trúc điện tử của các nguyên tử

-Bố nhóm nguyên tố chính được phân biệt dựa vào kiểu vân đạo nguyên tử được điền thêm điện tử

Tiểu luận tài chính

1.1.5 Bảng hệ thống tuần hoàn dạng viên bi

1.1.6 Bảng ba chiều(Paul Giguere)

Tiểu luận tài chính

1.2 Bảng thông dụng

* bảng hệ thống tuần hoàn theo Mendeleev đề nghị năm 1869: sắp xếp các nguyên

tố theo thứ tự tăng dần về khối lượng nguyên tử

* năm 1914 Henry Moseley sắp xếp các nguyên tố theo thứ tự tăng dần về nguyên

tử số, các nguyên tố có tính chất vật lý hóa học tương tự được xếp thành một cột

đó chính là bảng hệ thống tuần hoàn thông dụng hiện nay

Bảng thông dụng

Bảng hệ thống tuần hoàn làm bằng gỗ

Tiểu luận tài chính

Bảng tuần hoàn bằng gỗBảng hệ thống tuần hoàn lập trình bằng Visual.

2 ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN

* Năm 1869 sau khi xếp được 69 nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn, nhà hóa học người nga Dmitri Mendeleev đã phát bieu3 thành quy luật tổng quát: “

tính chất các đơn chất, thành phần và tính chất các hợp chất biến thiên tuần hoàn

theo chiều tăng của khối lượng nguyên tử.”

* Ngày nay, với kết luận về mỗi liên hệ số thứ tự nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn và điện tích hạt nhân nguyên tử, người ta phát biểu định luật tuần hoàn

như sau: “ tính chất các đơn chất cũng như tính chất và dạng hợp chất của những

nguyên tố biến thiên một cách tuân hoàn theo điện tích hạt nhân nguyên tử của

các nguyên tố.”

Tiểu luận tài chính

2.2 Cấu tạo của bảng hệ thống tuần hoàn

Nhóm

Nhóm tuần hoàn là khái niệm dùng để chỉ nhóm các nguyên tố được xếp thành 1 hàng dọc trong bảng tuần hoàn Các nguyên tố thuộc 1 nhóm có cùng số electron hóa trị và vì thế có cùng tính chất hóa học Hiện tại có tổng cộng 18 nhóm, trong

đó có 8 nhóm chính (1 - 2 và 13 - 18), 10 nhóm phụ 3 - 12 Trong mỗi nhóm, từ trên xuống dưới: số nguyên tử tăng, độ âm điện giảm, tính kim loại tăng

Các nhóm trong bảng hệ thống tuần hoàn

Tiểu luận tài chính

3 Nhóm nguyên tố 3 (nhóm scandi) phụ IIIB

10 Nhóm nguyên tố 10 (nhóm niken) phụ VIIIB

12 Nhóm nguyên tố 12 (nhóm chì) phụ IIB

13 Nhóm nguyên tố 13 (nhóm bo) chính IIIA

16 Nhóm nguyên tố 16 (nhóm oxy)chính VIA

Ngoài ra còn có các nhóm Actini và nhóm Lantan gồm các kim loại có tính chất hóa học giống nhau Các nguyên tố chưa được tìm thấy có số thứ tự từ 121 đến

138 được xếp vào nhóm siêu Actini, chúng là những kim loại không bền và có tínhphóng xạ

2.3 Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử thay đổi theo cách có thể dự đoán và giải thích được trong toàn bảng tuần hoàn Ví dụ, bán kính thường giảm dọch theo mỗi chu kỳ của bảng tuần hoàn, từ các kim loại kiềm đến các khí hiếm; và tăng theo chiều từ trên xuốngtrong mỗi nhóm Bán kính tăng mạnh giữa khí hiếm ở cuối mỗi chu kỳ và kim loạikiềm ở đầu chu kỳ tiếp theo Các xu hướng bán kính nguyên tử này (và nhiều tính chất vật lý và hóa học khác của các nguyên tố) có thể được giải thích bằng thuyết

Tiểu luận tài chính

lớp vỏ electron của nguyên tử; chúng cung cấp bằng chứng quan trọng cho sự pháttriển và xác nhận học thuyết lượng tử.[

Các electron trong phân lớp 4f, được lấp đầy dần dần từ ceri (Z = 58) đến luteti (Z

= 71), thì đặc biệt hiệu quả trong việc che chắn việc gia tăng điện tích hạt nhân từ các phân lớp ra ngoài Các nguyên tố ngay sau nhóm lantan có bán kính nguyên tửnhỏ hơn như dự đoán và gần giống với bán kính các nguyên tử nằm ngay phía trênchúng Do đó, hafni hầu như có bán kính gần bằng với zirconi, và tantalum có bán kính nguyên tử tương tự như niobi, vv Điều này được gọi là nhóm lantan co Hiệu ứng lantan co đáng chú ý nhất là platin (Z = 78), sau đó được che bởi hiệu ứng tương đối được gọi là hiệu tứng cặp trơ Co lớp d, một hiệu ứng tương tự giữa lớp d và p, ít rõ ràng hơn so với co lantan nhưng xuất phát từ cùng một nguyên nhân với lantan

Năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa Mỗi chu kỳ bắt đầu ở mức thấp nhất của các kim loại kiềm,

và kết thúc lớn nhất ở các khí hiếm

Mức năng lượng ion hóa đầu tiên là năng lượng tách một electron ra khỏi nguyên

tử, mức năng lượng ion hóa thứ 2 là năng lượng tách electron thứ 2 ra khỏi nguyên

tử, và vv Đối với một nguyên tử cho trước, các mức năng lượng ion hóa tiếp theo tăng theo mức độ ion hóa Ví dụ đối với magiê, mức năng lượng ion hóa thứ 1 là

738 kJ/mol và thứ 2 là 1450 kJ/mol Các electron quỹ đạo càng gần thì chịu lực hút tĩnh điện càng lớn; do đó lượng năng lượng cần thiết để tách electron tăng càng nhiều Năng lượng ion hóa càng lớn về bên phải của bảng tuần hoàn

Các bước nhảy lớn trong năng lượng ion hóa phân tử liên tiếp xuất hiện khi một electron từ cấu hình của một khí hiếm (cầu hình bền hay đầu đủ) Ví dụ đối với magiê, năng lượng ion hóa hai phân tử đầu tiên của magiê ở trên tương ứng với

Tiểu luận tài chính

việc loại 2 electron của lớp vỏ 3s, và năng lượng ion hóa thứ 3 lớn hơn rất nhiều đạt 7730 kJ/mol, để loại bỏ electron của lớp 2p, một cấu hình bền giống khí hiếm

tử ở chu kỳ 3

2.4 Ái lực điện tử

Trong hóa học, ái lực điện tử là năng lượng được một nguyên tử, trung hoà điện

tích và cô lập (ở thể khí), hấp thụ khi có một điện tử được thêm vào tạo thành khí ion có điện tích -1 điện tích nguyên tố Nó có giá trị âm khi năng lượng được nhả ra

Đa số các nguyên tố hoá học có ái lực điện tử âm Điều này nghĩa là chúng không cần nhận năng lượng để bắt điện tử; thay vào đó, chúng nhả ra năng lượng

Nguyên tử càng có nhiều khả năng bắt thêm các điện tử có ái lực điện tử càng âm Clo là nguyên tố hoá học có ái lực điện tử mạnh nhất; radon có ái lực điện tử yếu nhất

Mặc dù ái lực điện tử biến đổi khá hỗn loạn trong bảng tuần hoàn, một số quy luật vẫn có thể được phá hiện Nói chung, phi kim có ái lực điện tử âm hơn kim loại Tuy nhiên, các khí hiếm là ngoại lệ, chúng có ái lực điện tử dương

Bảng tuần hoàn của ái lực điện tử, theo kJ/mol

Tiểu luận tài chính

Quy luật

Ái lực điện tử tuân theo quy tắc bộ tám Các nguyên tố nhóm 17 (flo, clo, brôm, iốt, và astatin) có xu hướng bắt điện tử và tạo ra anion có điện tích bằng -1 điện tích nguyên tố Các khí hiếmtrong nhóm 18 đã có đủ bộ tám, và do đó việc thêm một điện tử đòi hỏi năng lượng lớn, tuy nhiên vẫn có thể thực hiện được

Các nguyên tố nhóm 2, bắt đầu từ berili và nhóm 12 bắt đầu từ thiếc cũng có ái lựcđiện tử với giá trị dương vì chúng có vỏ s hay vỏ d đã điền đầy

Các nguyên tố trong nhóm 15 có ái lực điện tử thấp và nitơ thậm chí có ái lực điện

tử với giá trị dương Lý do là các vỏ điện tử được điền một nửa cũng khá bền

Ái lực điện tử có giá trị tăng lên trong cùng một hàng từ trái qua phải (do bán kính các nguyên tử giảm dần, làm gia tăng sức hút từ hạt nhân, và số điện tử trong vỏ ngoài tăng dần, khiến nguyên tử cân bằng bền hơn) trong bảng tuần hoàn và giảm

đi khi đi từ trên xuống trong cùng một nhóm (do bán kính các nguyên tử và số điện tử ở vỏ ngoài tăng lên, các điện tử đẩy lẫn nhau, làm giảm mức độ cân bằng của nguyên tử)

Độ âm điện của một nguyên tử là khả năng hút electron của nguyên tử đó khi tạo

thành liên kết hóa học Như vậy độ âm điện của nguyên tử nguyên tố càng lớn thì tính phi kim nguyên tố đó càng mạnh và ngược lại, độ âm điện của nguyên tử nguyên tố càng nhỏ thì tính kim loại càng mạnh

Trong hóa học có nhiều thang độ âm điện khác nhau do các tác giả tính toán dựa trên cơ sở khác nhau Dưới đây giới thiệu độ âm điện một vài nguyên tố do nhà hóa học Linus Pauling thiết lập năm 1932:

Nhóm kim loại kiềm (nhóm IA):

 Cl :3,16

 Br :2,96

 At :2,2

Sự biến đổi độ âm điện

Trong một chu kì theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trái qua phải), độ

âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường tăng dần

Trong cùng một nhóm (từ trên xuống dưới) theo chiều tăng của điện tích hạt nhân,

độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường giảm dần

Vậy độ âm điện của nguyên tử nguyên tố A biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng củađiện tích hạt nhân

Đồ thị thể hiện sự gia tăng độ âm điện so với số nhóm được chọn

Độ âm điện là khuynh hước một nguyên tử hút các electron Độ âm điện của nguyên tử bị ảnh hưởng bởi cả số nguyên tử và khoảng cách giữa các electron hóa trị và các hạt nhân Độ âm điện càng cao thì khả năng hút electron càng mạnh Khái niệm này được Linus Pauling đề xuất đầu tiên năm 1932 Nhìn chung, độ âm điện tăng từ trái qua phải trong vùng một chu kỳ, và giảm từ trên xuống trong một nhóm Ví dụ flo có độ âm điện lớn nhất trong các nguyên tố, trong khi caesi có độ

âm điện thấp nhất, chí ít là đối với các dữ liệu đã có

Có những ngoại lệ về nguyên tắc chung này Galli và german có độ âm điện cao hơn nhôm và silic theo thứ tự do sự nén của lớp d Các nguyên tố của chu kỳ 4 nằm ngay sau dòng đầu tiên của các kim loại chuyển tiếp có bán kính nhỏ bất thường do các electron 3d không có hiệu quả che chắn điện tích hạt nhân gia tăng,

Tiểu luận tài chính

và kích thước nguyên tử càng nhỏ thì độ âm điện càng cao Độ âm điện cao bất thường của chù đặc biệt khi so sánh với thalli và bismuth, dường như là một tác động của các phương pháp chọn lọc dữ liệu (và dữ liệu sẵn có) trong tính toán hơn

là tuân theo phương pháp Pauling thể hiện xu hướng tuần toàn bình thường của các nguyên tố này

2.6 Tính kim loại, tính phi kim

*tính kim loại là tính kim loại là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó

dễ nhường e để trở thành ion dương

* Tính phi kim là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhận e để trở thành ion âm

* Trong một chu kỳ, đi từ trái sang phải, tính kim loại giảm dần đồng thời tính phi kim tăng dần

* Trong một nhóm A, đi từ trên xuống dưới, tính phi kim giảm dần đồng thời tính kim loại tăng dần

* Trong các nhóm B, đi từ trên xuống dưới, tính kim loại tăng dần đồng thời tính phi kim giảm dần tuy nhiên sự biến đổi không có quy luật chặt chẽ như nhóm A

2.7 Tính axit tính bazo của oxit và hidroxit tương ứng

* Trong một chu kỳ, đi từ trái sang phải, acid tính của oxit va hidroxit tăng dần đồng thời tính baz giảm dần

* Trong một nhóm A đi từ trên xuống dưới, acid tính của oxit va hidroxit giảm dầnđồng thời tính baz tăng dần

2.7.1 Hóa trị

Hóa trị là của một nguyên tố được xác định bằng số liên kết hóa học mà một nguyên tử của nguyên tố đó tạo nên trong phân tử Hóa trị của nguyên tố trong hợpchất ion được gọi là điện hóa trị, có giá trị bằng với điện tích của ion tạo thành từ nguyên tố đó Hóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị được gọi là cộng hóa trị, có giá trị bằng với số liên kết cộng hóa trị mà nguyên tử của nguyên tố đó tạo được với nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất hóa học

Đối với hóa trị của nguyên tố trong hợp chất ion (điện hóa trị), hóa trị dương cao nhất của những nguyên tố s, p nhìn chung bằng đúng số electron lớp ngoài cùng,

Tiểu luận tài chính

trừ một vài ngoại lệ như đồng (Cu), bạc (Ag), vàng (Au), Hóa trị dương cao nhất của những nguyên tố d bằng tổng số electron phân lớp s của lớp sát lớp ngoài cùng

và một vài electron của lớp sát ngoài cùng mà nguyên tử có thể nhường ra Đối vớihóa trị của nguyên tố trong hợp chất cộng hóa trị (cộng hóa trị), cần biết chính xác công thức cấu tạo electron của phân tử thì mới xác định đúng hóa trị

1 Số oxi hóa của các nguyên tử tự do bằng 0

2 Số oxi hóa của ion bằng điện tích của ion

3 Số oxi hóa của kim loại kiềm trong hợp chất luôn la +1

4 Số oxi hóa của hidro trong đa số các hợp chất là +1 (trừ hidrua kim loại như NaH…)

6 Tổng số oxi hóa của các nguyên tố trong một hợp chất bằng 0

Tiểu luận tài chính

3: Câu Hỏi Tự Luận

1 Nguyên tử của nguyên tố A có tổng số hạt p, n, e, là 60 trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện la 15.Số proton trong nguyên tử A là?Bài giải:

Trong nguyên tử trung hòa về điện nên ta có:

Vậy trong nguyên tử A số proton là 25 hạt