1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Tiểu luận Tìm hiểu bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, Tiếng Anh chuyên ngành

34 854 2

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 34
Dung lượng 88,53 KB

Nội dung

Giúp sinh viên, giáo viên dịch các văn bản liên quan đến lịch sử ra đời của các nguyên tố, quy tắc sắp xếp các nguyên tố theo nhóm và theo chu kì, tính chất của các nguyên tố và quy luật biến đổi về tính chất của các đơn chất cũng như hợp chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Trang 1

PERIODIC TABLE OF THE ELEMENTS BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

1 About the Periodic Table of The

Elements.

The periodic table is the most

important chemistry reference there is It

arranges all the known elements in an

informative array Elements are arranged

left to right and top to bottom in order of

increasing atomic number The different

rows of elements are called periods The

period number of an element signifies the

highest energy level an electron in that

element occupies (in the unexcited state)

The number of electrons in a period

increases as one traverses down the

periodic table; therefore, as the energy level

of the atom increases, the number of energy

sub-levels per energy level increases

Using the data in the table scientists,

students, and others that are familiar with

the periodic table can extract information

concerning individual elements For

instance, a scientist can use carbon's atomic

mass to determine how many carbon atoms

there are in a 1 kilogram block of carbon

People also gain information from the

periodic table by looking at how it is put

1 Giới thiệu về Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Bảng tuần hoàn hóa học là tài liệutham khảo quan trọng nhất Nó sắp xếp tất

cả các nguyên tố đã biết với mục đích cungcấp thông tin Các nguyên tố được sắp xếp

từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theothứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử

Các hàng khác nhau của các nguyên

tố này được gọi là chu kì Số thứ tự của chu

kì biểu thị mức năng lượng cao nhất mộtelectron trong nguyên tố đó chiếm (trongtrạng thái không bị kích thích) Trong mộtchu kì của bảng tuần hoàn, số lượng củacác electron tăng lên Vì vậy, khi các mứcnăng lượng của nguyên tử tăng, số lượngphân mức năng lượng cho mỗi cấp độ nănglượng cũng tăng

Với việc sử dụng các dữ liệu trongbảng, các nhà khoa học bảng, học sinh, vànhững người khác nếu quen thuộc với bảngtuần hoàn thì có thể dễ dàng lấy thông tinliên quan đến các nguyên tố riêng biệt Ví

dụ, một nhà khoa học có thể sử dụngcacbon của khối lượng nguyên tử để xácđịnh có bao nhiêu nguyên tử carbon có

Trang 2

together By examining an element's

position on the periodic table, one can infer

the electron configuration Elements that lie

in the same column on the periodic table

(called a "group") have identical valance

electron configurationsand consequently

behave in a similar fashion chemically For

instance, all the group 18 elements are inert

gases The periodic table contains an

enormous amount of important

information People familiar with how the

table is put together can quickly determine

a significant amount of information about

an element

The periodic table is a tabular

arrangement of the chemical elements,

organized on the basis of theiratomic

number (number of protons in the

nucleus), electron configurations and

recurring chemical properties Elements are

presented in order of increasing atomic

number, which is typically listed with

the chemical symbol in each box The

standard form of the table consists of a grid

of elements laid out in 18 columns and 7

rows, with a double row of elements below

that The table can also be deconstructed

into four rectangular blocks: the s-block to

trong một khối 1 kg cacbon

Con người cũng lấy được thông tin từbảng tuần hoàn bằng việc nhìn vào cách nóđược sắp xếp với nhau Bằng kiểm tra vị trícủa một nguyên tố trong bảng tuần hoàn,người ta có thể suy ra cấu hình electron.Các phần tử nằm trong cùng một cột trênbảng tuần hoàn (gọi là một "nhóm") có cấuhình electron tương tự nhau và do đó thểhiện tương tự về mặt hóa học Ví dụ, tất cảcác nhóm 18 nguyên tố là các khí trơ Bảngtuần hoàn chứa một số lượng lớn các thôngtin quan trọng Những người quen thuộcvới cách bảng được đặt lại với nhau có thểnhanh chóng xác định một số lượng đáng

kể các thông tin về một nguyên tố

Bảng tuần hoàn là một sự sắp xếpbảng của các nguyên tố hóa học, tổ chứctrên cơ sở của số nguyên tử (số protontrong hạt nhân), cấu hình electron và định

kỳ tính chất hóa học Các nguyên tố đượcthể hiện trong thứ tự tăng dần số hiệunguyên tử, mà thường được liệt kê vớicác ký hiệu hóa học trong mỗi ô Các mẫutiêu chuẩn của bảng bao gồm một mạnglưới các nguyên được đặt ra trong 18 cột và

7 hàng, với một hàng tăng gấp đôi của cácnguyên tố dưới đây Bảng này cũng có thể

Trang 3

the left, the p-block to the right, the

d-block in the middle, and the f-d-block below

that

The rows of the table are

called periods; the columns are

called groups, with some of these having

names such as halogens or noble gases

Since, by definition, a periodic table

incorporates recurring trends, the table can

be used to derive relationships between the

properties of the elements and predict the

properties of new, yet to be discovered or

synthesized, elements As a result, a

periodic table provides a useful framework

for analysing chemical behavior, and so the

tables, in various forms, are widely used in

chemistry and other sciences

Although precursors exist, Dmitri

Mendeleev is generally credited with the

publication, in 1869, of the first widely

recognized periodic table He developed his

table to illustrate periodic trends in the

properties of the then-known elements

Mendeleev also predicted some properties

of then-unknown elements that would be

expected to fill gaps in this table Most of

his predictions were proved correct when

the elements in question were subsequently

được cấu tạo lại thành bốn hình chữnhật khối: các khối nguyên tố s bên trái,các khối nguyên tố p bên phải, các khốinguyên tố d ở giữa, và khối nguyên tố f ởdưới cùng

Các hàng của bảng được gọi là cácchu kỳ; các cột được gọi là các nhóm, vớimột số có tên thường như halogen hay khíhiếm Vì, theo định nghĩa, một bảng tuầnhoàn kết hợp các xu hướng định kỳ , bảng

có thể được sử dụng để suy ra mối quan hệgiữa các thuộc tính của các nguyên tố và dựđoán các tính chất mới, chưa được pháthiện hoặc tổng hợp, các nguyên tố Kết quả

là, một bảng tuần hoàn cung cấp một khuônkhổ hữu ích cho việc phân tích tính chấthóa học, và vì vậy các bảng, các hình thứckhác nhau, được sử dụng rộng rãi trong hóahọc và các khoa học khác

Mặc dù tiền chất tồn tại, DmitriMendeleev thường được ghi với việc xuấtbản, năm 1869, công nhận rộng rãi củabảng tuần hoàn đầu tiên Ông đã phát triểnbảng của mình để minh họa cho xu hướngđịnh kỳ trong các thuộc tính của cácnguyên tố sau đó được biết đến Mendeleevcũng dự đoán một số tính chất của cácnguyên tố đó chưa được biết rằng sẽ được

Trang 4

discovered Mendeleev's periodic table has

since been expanded and refined with the

discovery or synthesis of further new

elements and the development of new

theoretical models to explain chemical

behavior

In the standard periodic table, the

elements are listed in order of increasing

atomic number (the number of protons in

the nucleus of an atom) A new row

(period) is started when a new electron

shell has its first electron Columns

(groups) are determined by the electron

configuration of the atom; elements with

the same number of electrons in a particular

subshell fall into the same columns

(e.g oxygen and selenium are in the same

column because they both have four

electrons in the outermost p-subshell)

Elements with similar chemical properties

generally fall into the same group in the

periodic table, although in the f-block, and

to some respect in the d-block, the elements

in the same period tend to have similar

properties, as well Thus, it is relatively

easy to predict the chemical properties of

an element if one knows the properties of

the elements around it

dự kiến sẽ lấp đầy những khoảng trốngtrong bảng này Hầu hết các dự đoán củaông đã được chứng minh là đúng khi cácnguyên tố trong câu hỏi đã được phát hiện

ra sau đó Bảng tuần hoàn Mendeleev từ đó

đã được mở rộng và hoàn thiện với cácphát hiện hoặc tổng hợp thêm các nguyên

tố mới và sự phát triển của các mô hình lýthuyết mới để giải thích tính chất hóa học.Trong bảng tuần hoàn chuẩn, cácnguyên tố được liệt kê theo thứ tự tăng sốlượng nguyên tử (số proton trong hạtnhân của một nguyên tử) Một hàng mới(chu kì) được bắt đầu khi một vỏ electronmới có điện tử đầu tiên của nó Cột (nhóm)được xác định bởi cấu hình electron củanguyên tử; nguyên tố có cùng số electrontrong một lớp vỏ riêng biệt rơi vào các cộttương tự (ví dụ như oxi và selen là trongcùng một cột vì cả hai đều có bốn electron

ở lớp ngoài cùng) Các nguyên tố có tínhchất hóa học tương tự thông thường rơi vàocùng một nhóm trong bảng tuần hoàn, mặc

dù trong khối nguyên tố f, và một số kháctrong khối nguyên tố d, các nguyên tố trongcùng một chu kì có xu hướng có tính chấttương tự, là tốt Vì vậy, nó là tương đối dễdàng để dự đoán tính chất hóa học của một

Trang 5

The Periodic Law states that: “The

physical and chemical properties of the

elements recur in a systematic and

predictable way when the elements are

arranged in order of increasing atomic

number”

2 Structure of the periodic table of the

element

2.1 Periods

Period is a series of elements which

their atoms have the same number of

electron shells, are arranged in increasing

nuclear charge

A period is a horizontal row in the

periodic table Although groups generally

have more significant periodic trends, there

are regions where horizontal trends are

more significant than vertical group trends,

such as the f-block, where the lanthanides

and actinides form two substantial

horizontal series of elements

Elements in the same period show

trends in atomic radius, ionization

energy, electron affinity, and

electronegativity Moving left to right

across a period, atomic radius usually

decreases This occurs because each

nguyên tố nếu biết các tính chất của cácnguyên tố xung quanh nó

Định luật tuần hoàn phát biểu rằng

“Các tính chất vật lý và hóa học của cácnguyên tố biến thiên một cách tuần hoàn và

có thể dự đoán khi các nguyên tố được sắpxếp theo chiều tăng của số hiệu nguyên tử”

2 Cấu trúc của bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố

2.1 Chu kì

Chu kì là dãy các nguyên tố mànguyên tử của chúng có cùng số lớpelectron, được xếp theo chiều điện tích hạtnhân tăng dần

Một chu kì là một hàng ngang trong

bảng tuần hoàn Mặc dù các nhóm thường

có xu hướng quan trọng hơn nhưng cónhững vùng mà xu hướng nằm ngang đáng

kể hơn so với xu hướng nhóm theo chiềudọc, chẳng hạn như khối các nguyên tố f,nơi mà các nguyên tố nhóm Lantan

và Actini tạo thành hai dãy quan trọng theochiều ngang của các nguyên tố

Các nguyên tố trong cùng chu kì có

xu hướng tương tự trong bán kính nguyên

tử, năng lượng ion hoá, ái lực electron và

độ âm điện Chuyển từ trái sang phải quamột chu kì, bán kính nguyên tử thường

Trang 6

successive element has an added proton

and electron which causes the electron to

be drawn closer to the nucleus This

decrease in atomic radius also causes the

ionization energy to increase when moving

from left to right across a period The more

tightly bound an element is, the more

energy is required to remove an electron

Electronegativity increases in the same

manner as ionization energy because of the

pull exerted on the electrons by the

nucleus Electron affinity also shows a

slight trend across a period Metals (left

side of a period) generally have a lower

electron affinity than nonmetals (right side

of a period), with the exception of the noble

gases

The periodic table consists of 7 period

are numbered from 1 to 7 The number of

period coincides with the number of

electron shells of atoms of elements in that

period

Introduction of the period:

* Period 1

The first period contains fewer

elements than any other, with only two,

hydrogen and helium They therefore do

not follow the octet rule Chemically,

giảm Điều này xảy ra bởi vì mỗi phần tửliên tiếp có thêm proton và electron mànguyên nhân của electron được rút ra gầngũi hơn với các hạt nhân Giảm bán kínhnguyên tử này cũng khiến năng lượng ionhóa tăng khi di chuyển từ trái sang phải quamột chu kì Các ràng buộc chặt chẽ hơnmột phần tử là năng lượng cần thiết để loại

bỏ một electron Độ âm điện tăng theo cáchtương tự như năng lượng ion hóa vì kéo tácdụng lên các điện tử bằng hạt nhân Ái lựcelectron cũng cho thấy một xu hướng nhẹqua một chu kì Kim loại (bên trái của mộtchu kỳ) thường có một ái lực electron thấphơn so với phi kim (bên phải của một thờikỳ), với ngoại trừ các khí hiếm

Bảng tuần hoàn gồm có 7 chu kì đượcđánh số từ 1 đến 7 Số thứ tự của chu kìtrùng với số lớp electron của nguyên tử cácnguyên tố trong chu kì đó

Giới thiệu các chu kì:

* Chu kì 1 Chu kì đầu tiên chứa ít nguyên tố hơncác chu kỳ khác, chỉ có hai nguyên tố làhiđro và heli Vì thế chúng không tuân theoquy tắc bát tử Về mặt hóa học, heli với

Trang 7

helium behaves as a noble gas, and thus is

taken to be part of the group 18 elements

However, in terms of its nuclear structure it

belongs to the s block, and is therefore

sometimes classified as a group 2 element,

or simultaneously both 2 and 18 Hydrogen

readily loses and gains an electron, and so

behaves chemically as both a group 1 and a

group 17 element

* Period 2

The second period contains 8

elements lithium, beryllium, boron,

carbon, nitrogen, oxygen, fluorine,

and neon This period corresponds to the

filling of the 2s and 2p orbitals Period 2

elements obey theoctet rule in that they

need eight electrons to complete

their valence shell The maximum number

of electrons that these elements can

accommodate is ten, two in the 1s orbital,

two in the 2s orbital and six in the 2p

orbital All of the elements in the period

can form diatomic molecules except

beryllium and neon

* Period 3

The third period contains eight elements:

sodium, magnesium, aluminium, silicon,

phosphorus, sulfur, chlorine, and argon

những tính chất của nó được xem là mộtkhí hiếm, và do đó được xem là một phầncủa nhóm 18 nguyên tố Tuy nhiên, về mặtcấu trúc hạt nhân của nó thuộc về khối s, và

do đó đôi khi được phân loại như là mộtnguyên tố nhóm 2, hoặc đồng thời cả 2 và

18 Hiđro dễ mất và nhận một electron, và

do đó thể hiện tính chất hóa học như làmột nguyên tố nhóm 1 và nhóm 17

* Chu kì 2Chu kì hai có 8 nguyên tố: liti, beri, bo,cacbon, nitơ, oxy, flo và neon Chu kì nàytương ứng với các electron điền vào obitan2s và 2p Các nguyên tố của chu kì 2 tuântheo quy tắc bát tử trong đó chúng cần 8electron để hoàn thành vỏ hóa trị Số lượngtối đa electron mà các nguyên tố này có thểchứa được là 10, 2 trong obitan 1s, 2 trongobitan 2s và 6 trong obitan 2p Tất cả cácnguyên tố trong chu kỳ này có thể hìnhthành các phân tử hai nguyên tử trừ beri và neon

* Chu kì 3Chu kì thứ ba bao gồm tám nguyêntố: natri, magiê, nhôm, silic, photpho, lưuhuỳnh, clo và argon Hai nguyên tố đầu tiên

Trang 8

The first two, sodium and magnesium, are

members of the s-block of the periodic

table, while the others are members of

the p-block Note that there is a 3d orbital,

but it is not filled until period 4 All of the

period 3 elements occur in nature and have

at least one stable isotope

* Period 4

The fourth period contains 18

elements, beginning with potassium and

ending with krypton As a rule, period 4

elements fill their 4s shells first enough 2

electrons for alkali metals - potassium and

alkaline earth metals - calcium, then

electron continues to fill in their 3d shells

from 1 to 10 electrons for atoms of 10

transition metal elements (from scandium

to zinc) Next electron fill in their 4p shells

for atoms of 6 elements from gallium to

krypton, in that order, however there are

exceptions, such as chromium

* Period 5

The fifth period contains 18 elements,

beginning with rubidium and ending

with xenon As a rule, the distribution of

electrons is also similar period 4, period 5

natri và magiê đều là thành viên của khốinguyên tố s của bảng tuần hoàn, trong khinhững nguyên tố khác là thành viêncủa khối nguyên tố p Lưu ý rằng có mộtobitan 3d, nhưng nó không được điền chođến chu kì 4 Tất cả các nguyên tố của chu

kì có trong tự nhiên và có ít nhất một đồng

vị ổn định

* Chu kì 4 Chu kì bốn chứa 18 nguyên tố, bắtđầu với kali và kết thúc với krypton Theoquy tắc, các nguyên tố của chu kì 4 điềnvào phân lớp 4s đầu tiên cho đủ 2 electron

ở nguyên tử kim loại kiềm kali và kim loạikiềm thổ canxi, sau đó sau đó mới phân bốelectron tiếp tục vào phân lớp 3d từ 1 đến

10 electron cho các nguyên tử của 10nguyên tố kim loại chuyển tiếp (từ Sc đếnZn) Tiếp theo là sự phân bố electron vàophân lớp 4p của các nguyên tử 6 nguyên tố

từ Ga cho đến Kr theo thứ tự, tuy nhiên cónhững trường hợp ngoại lệ, chẳng hạnnhư crom

* Chu kì 5Chu kì năm chứa 18 nguyên tố, bắtđầu với rubidi và kết thúc với xenon Theoquy luật, sự phân bố electron cũng diễn ratương tự chu kì 4, các nguyên tố chu kì 5

Trang 9

elements fill their 5s shells first, then their

4d, and 5p shells, in that order, however

there are exceptions, such as rhodium

* Period 6

Period 6 is the first period to include

the f-block, with the lanthanides, and

includes the heaviest stable elements

The sixth period contains 32

elements, beginning with caesium and

ending with radon All subsequent elements

are radioactive As a rule, period 6

elements fill their 6s shells first, then their

4f, 5d, and 6p shells, in that order,

however, the distribution of electrons takes

place more complex

* Period 7

All elements of period 7 are

radioactive This period contains the

heaviest element which occurs naturally on

earth All of the subsequent elements in the

period have been synthesized artificially

This period has not yet completed

Classification of period:

The period 1, 2 and 3 are the small

periods.The period 4, 5, 6 and 7 are the big

periods

điền vào phân lớp 5s đầu tiên, sau đó làphân lớp 4d và phân lớp 5p theo thứ tự đó.Tuy nhiên cũng có những trường hợp ngoại

lệ, chẳng hạn như rhodi

* Chu kì 6 Chu kì 6 là chu kì đầu tiên bao gồmcác nguyên tố f, với các nguyên tố nhómLantan và bao gồm các nguyên tố kim loạinặng

Chu kì sáu có chứa 32 nguyên tố, bắtđầu với cesi và kết thúc với radon Tất cảcác nguyên tố tiếp theo là phóng xạ Theoquy luật, các nguyên tố của chu kì 6 điềnvào phân lớp 6s đầu tiên, sau đó là phân lớp4f, 5d, và 6p của chúng theo thứ tự đó Tuynhiên, sự phân bố electron diễn ra phức tạphơn

* Chu kì 7 Tất cả các nguyên tố của chu kì 7 làchất phóng xạ Chu kì này có chứa cácnguyên tố nặng nhất xảy ra một cách tựnhiên trên trái đất Tất cả những nguyên tốtiếp theo trong chu kì được tổng hợp nhântạo Chu kì này vẫn chưa hoàn thành

Phân loại chu kì:

Các chu kì 1, 2 và 3 là các chu kì nhỏ.Các chu kì 4, 5, 6 và 7 là các chu kì lớn

Trang 10

2.2 Groups

A group or family is a vertical column

in the periodic table Groups usually have

more significant periodic trends than

periods and blocks, explained below

Modern quantum mechanical theories of

atomic structure explain group trends by

proposing that elements within the same

group generally have the same electron

configurations in their valence

shell Consequently, elements in the same

group tend to have a shared chemistry and

exhibit a clear trend in properties with

increasing atomic number However in

some parts of the periodic table, such as the

d-block and the f-block, horizontal

similarities can be as important as, or more

pronounced than, vertical similarities

Under an international naming

convention, the groups are numbered

numerically from 1 to 18 from the leftmost

column (the alkali metals) to the rightmost

column (the noble gases) Previously, they

were known by roman numerals In

America, the roman numerals were

followed by either an "A" if the group was

in the s- or p-block, or a "B" if the group

was in the d-block The roman numerals

2.2 Nhóm

Một nhóm hoặc họ là một cột dọc trong bảng tuần hoàn Nhóm thường có xu

hướng định kỳ có ý nghĩa nhiều hơn chu kì

và khối và được giải thích như sau Lýthuyết cơ học lượng tử hiện đại của cấutrúc nguyên tử giải thích xu hướng nhómbằng cách cho rằng các nguyên tố trongcùng một nhóm thường có cấu hìnhelectron trong cùng một họ vỏ hóa trị Do

đó, các nguyên tố trong cùng một nhóm có

xu hướng có chung tính chất hóa học và thểhiện một xu hướng rõ ràng trong các thuộctính là tăng số lượng nguyên tử Tuy nhiêntrong một số phần của bảng tuần hoàn,chẳng hạn như các khối các nguyên tố d và

f, sự tương tự theo chiều ngang có thể cũngquan trọng bằng hoặc rõ rệt hơn sự tương

tự theo chiều dọc

Theo một quy ước đặt tên quốc tế,các nhóm được đánh số từ số 1-18 từ cộtbên trái (kim loại kiềm) tới cột ngoài cùngbên phải (khí trơ) Trước đây, chúng đượcgọi bằng chữ số La Mã Ở Mỹ, các chữ số

La Mã đã được theo sau bởi "A" nếu nhóm

là khối các nguyên tố s và p, hoặc một "B"nếu nhóm là khối các nguyên tố d Các chữ

số La Mã sử dụng tương ứng với chữ số

Trang 11

used correspond to the last digit of today's

naming convention (e.g the group 4

elements were group IVB, and the group 14

elements was group IVA) In Europe, the

lettering was similar, except that "A" was

used if the group was before group 10, and

"B" was used for groups including and after

group 10 In addition, groups 8, 9 and 10

used to be treated as one triple-sized group,

known collectively in both notations as

group VIII In 1988, the new IUPAC

naming system was put into use, and the

old group names were deprecated

Some of these groups have been

given trivial (unsystematic) names, as seen

in the table below, although some are rarely

used Groups 3–10 have no trivial names

and are referred to simply by their group

numbers or by the name of the first

member of their group (such as 'the

scandium group' for Group 3), since they

display fewer similarities and/or vertical

trends

Elements in the same group tend to

show patterns in atomic radius, ionization

energy, and electronegativity From top to

bottom in a group, the atomic radius of the

elements increase From the top, each

cuối cùng của quy ước đặt tên ngày nay (ví

dụ như các nhóm 4 nguyên tố là nhómIVB, và nhóm 14 nguyên tố là nhómIVA) Tại châu Âu, các ký tự tương tự,ngoại trừ việc "A" đã được sử dụng nếunhóm là trước khi nhóm 10, và "B" đã được

sử dụng cho các nhóm bao gồm và saunhóm 10 Ngoài ra, nhóm 8, 9 và 10 đượccoi như là một nhóm, được gọi chung trongcùng ký hiệu là nhóm VIII Năm 1988, hệthống đặt tên IUPAC mới được đưa vào sửdụng, và các tên nhóm cũ đã bị phản đối Một số nhóm này đã được đặt nhữngcái tên thường mặc dù chỉ một số ít được sửdụng, có thể xem trong bảng dướiđây, Nhóm 3-10 không có tên thường vàthường được gọi đơn giản bằng số nhómhoặc theo tên của các thành viên đầu tiêntrong nhóm của họ (chẳng hạn như 'nhómscanđi' cho nhóm 3 ), bởi vì chúng biểu thị

ít điểm tương đồng theo xu hướng dọc này Các nguyên tố trong cùng một nhóm

có xu hướng thể hiện cùng các tính chấttrong bán kính nguyên tử, năng lượng ionhóa, và độ âm điện Từ trên xuống dướitrong một nhóm, bán kính nguyên tử củacác nguyên tố tăng Từ trên đỉnh, mỗi phần

tử liên tiếp có năng lượng ion hóa thấp hơn

Trang 12

successive element has a lower ionization

energy because it is easier to remove an

electron since the atoms are less tightly

bound Similarly, a group has a top to

bottom decrease in electronegativity due to

an increasing distance between valence

electrons and the nucleus There are

exceptions to these trends, however, an

example of which occurs in group 11

where electronegativity increases farther

down the group

2.3 Blocks

Specific regions of the periodic table

can be referred to as blocks in recognition

of the sequence in which the electron shells

of the elements are filled Each block is

named according to the subshell in which

the "last" electron notionally resides The

s-block comprises the first two groups (alkali

metals and alkaline earth metals) as well as

hydrogen and helium The p-block

comprises the last six groups which are

groups 13 to 18 in IUPAC (3A to 8A in

American) and contains, among other

elements, all of the metalloids The d-block

comprises groups 3 to 12 (or 3B to 2B in

American group numbering) and contains

all of thetransition metals The f-block,

vì nó dễ dàng hơn để loại bỏ một electron

từ các nguyên tử bị ràng buộc chặt chẽhơn Tương tự như vậy, độ âm điện trongmột nhóm giảm từ trên xuống dưới dokhoảng cách ngày càng tăng giữa cácelectron hóa trị và hạt nhân Tuy nhiên,vẫn có những ngoại lệ cho những xu hướngnày, ví dụ, trong nhóm 11 nơi độ âm điệntăng mạnh theo chiều dọc

2.3 Khối nguyên tố

Các khu vực đặc trưng của bảng tuầnhoàn được gọi là các khối và được ghi nhậntheo trình tự vỏ electron của các nguyên tốđược lấp đầy Mỗi khối được đặt tên theophân lớp mà các electron "cuối cùng" điềnvào Khối các nguyên tố s bao gồm hainhóm đầu tiên (các kim loại kiềm và kimloại kiềm thổ) cũng như hiđro và heli Cáckhối nguyên tố p gồm sáu nhóm cuối cùng

là các nhóm 13 -18 trong IUPAC (IIIA đếnVIIIA ở Mỹ) và trong số các nguyên tố đó,tất cả các á kim Các khối nguyên tố d baogồm các nhóm 3-12 (hoặc IIIB đến IIBtrong đáng số nhóm của người Mỹ) và chứatất cả các kim loại chuyển tiếp Khối cácnguyên tố f, thường nằm bên dưới của bảng

Trang 13

often offset below the rest of the periodic

table, has no group numbers and comprises

lanthanides and actinides

3 Electron configuration

The electron configuration or

organisation of electrons orbiting neutral

atoms shows a recurring pattern or

periodicity The electrons occupy a series

of electron shells (numbered shell 1, shell

2, and so on) Each shell consists of one or

more subshells (named s, p, d, f and g) As

atomic number increases, electrons

progressively fill these shells and subshells

more The electron configuration for neon,

for example, is 1s22s22p6 With an atomic

number of ten, neon has two electrons in

the first shell, and eight electrons in the

second shell – two in the s subshell and six

in the p subshell In periodic table terms,

the first time an electron occupies a new

shell corresponds to the start of each new

period, these positions being occupied by

hydrogen and the alkali metals

Since the properties of an element are

mostly determined by its electron

configuration, the properties of the

elements likewise show recurring patterns

or periodic behaviour, some examples of

tuần hoàn, không có số nhóm và bao gồmcác nguyên tố nhóm Lantan và Actini

3 Cấu hình electron

Cấu hình electron hoặc tổ chức củacác electron quay quanh nguyên tử trungtính cho thấy một mô hình định kỳ hoặc cótính chu kỳ Các electron chiếm một loạtcác lớp electron (đánh số lớp 1, lớp 2, ).Mỗi lớp bao gồm một hoặc nhiều phân lớp(tên là s, p, d, f, g) Khi số hiệu nguyên tửtăng, các electron dần dần lấp đầy nhữnglớp và phân lớp nhiều hơn Ví dụ cấu hìnhelectron cho neon là 1s22s22p6 Với số hiệunguyên tử là mười, neon có hai electrontrong lớp đầu tiên, và tám electron tronglớp thứ hai – hai electron trong phân lớp s

và sáu electron trong phân lớp p Xét vềbảng tuần hoàn, electron đầu tiên chiếmmột lớp mới tương ứng với sự bắt đầu củamỗi chu kì mới, những vị trí bị chiếm bởihiđro và các kim loại kiềm

Vì các tính chất của một nguyên tốđược xác định bởi cấu hình electron của nónên các tính chất của các nguyên tố cũngthể hiện tương tự hay tuần hoàn, một số ví

dụ trong số đó thể hiện đối với bán kínhnguyên tử, năng lượng ion hóa và ái lực

Trang 14

which are shown for atomic radius,

ionization energy and electron affinity It is

this periodicity of properties,

manifestations of which were noticed well

before theunderlying theory was developed,

that led to the establishment of the periodic

law and the formulation of the first periodic

table

4 The periodic variation some

properties of the elements

4.1 Atomic radius

The atomic radius is one-half the

distance between the nuclei of two atoms

(just like a radius is half the diameter of a

circle) However, this idea is complicated

by the fact that not all atoms are normally

bound together in the same way Some are

bound by covalent bonds in molecules,

some are attracted to each other in ionic

crystals, and others are held in metallic

crystals Nevertheless, it is possible for a

vast majority of elements to form covalent

molecules in which two like atoms are held

together by a single covalent bond The

covalent radii of these molecules are often

referred to as atomic radii This distance is

measured in picometers Atomic radius

patterns are observed throughout the

electron Đó là tính tuần hoàn của thuộctính, sự biểu hiện đã được nhận thấy trướckhi các lý thuyết cơ bản được phát triển,dẫn đến việc thành lập các định luật tuầnhoàn và xây dựng bảng tuần hoàn đầu tiên

4 Sự biến thiên tuần hoàn một số tính chất của các nguyên tố

4.1 Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử là một nửakhoảng cách giữa các hạt nhân của hainguyên tử (giống như một bán kính là mộtnửa đường kính của một vòng tròn) Tuynhiên, ý tưởng này là phức tạp bởi thực tếrằng không phải tất cả các nguyên tửthường được liên kết với nhau trong cùngmột cách Một số đang bị ràng buộc bởiliên kết hóa trị trong phân tử, một số đangthu hút với nhau trong tinh thể ion, vànhững người khác được tổ chức trong cáctinh thể kim loại Tuy nhiên, nó có thể chomột phần lớn các nguyên tố để tạo nênphân tử cộng hóa trị mà trong đó hainguyên tử như được tổ chức lại với nhaubằng một liên kết cộng hóa trị duynhất Các bán kính cộng hóa trị của các

Trang 15

periodic table.

Atomic size gradually decreases from

left to right across a period of elements

This is because, within a period or family

of elements, all electrons are added to the

same shell However, at the same time,

protons are being added to the nucleus,

making it more positively charged The

effect of increasing proton number is

greater than that of the increasing electron

number; therefore, there is a greater nuclear

attraction This means that the nucleus

attracts the electrons more strongly, pulling

the atom's shell closer to the nucleus The

valence electrons are held closer towards

the nucleus of the atom As a result, the

atomic radius decreases

Down a group, atomic radius

increases The valence electrons occupy

higher levels due to the increasing quantum

number (n) As a result, the valence

electrons are further away from the nucleus

as ‘n’ increases Electron shielding

prevents these outer electrons from being

attracted to the nucleus; thus, they are

loosely held, and the resulting atomic

radius is large

Atomic radius decreases from left to

phân tử này thường được gọi là bán kính lànguyên tử Khoảng cách này được đo bằngpicometers Mô hình bán kính nguyên tửđược quan sát trong suốt bảng tuần hoàn.Kích thước nguyên tử giảm dần từtrái sang phải trong một chu kì của cácnguyên tố Điều này là bởi vì, trong mộtchu kì hoặc họ của các nguyên tố, tất cả cácelectron được thêm vào cùng một lớp

vỏ Tuy nhiên, cùng lúc đó, các protonđược thêm vào hạt nhân, làm cho nó tíchđiện dương Hiệu quả của việc tăng sốlượng proton là lớn hơn so với số lượngelectron tăng; do đó, có một điểm thu húthạt nhân lớn hơn Điều này có nghĩa rằnghạt nhân thu hút các điện tử mạnh hơn, kéo

vỏ của nguyên tử gần hơn với các hạtnhân Các electron hóa trị được tổ chứcchặt chẽ hơn đối với các hạt nhân nguyên

tử Kết quả là, bán kính nguyên tử giảm

Đi xuống một nhóm, bán kính nguyên

tử tăng Các electron hóa trị chiếm mức cao

do số lớp tăng (n) Kết quả là, các electronhóa trị là ở xa hạt nhân tăng Electron chechắn ngăn cản các electron bên ngoài bị thuhút vào hạt nhân; do đó, chúng được tổchức lỏng lẻo, và bán kính nguyên tử lớn

Bán kính nguyên tử giảm từ trái sang

Trang 16

right within a period This is caused by the

increase in the number of protons and

electrons across a period One proton has a

greater effect than one electron;

thus, electrons are pulled towards the

nucleus, resulting in a smaller radius

Atomic radius increases from top to

bottom within a group This is caused by

electron shielding

The electrons in the 4f-subshell,

which is progressively filled from cerium

(element 58) to ytterbium (element 70), are

not particularly effective at shielding the

increasing nuclear charge from the

sub-shells further out The elements

immediately following the lanthanides have

atomic radii which are smaller than would

be expected and which are almost identical

to the atomic radius of the elements

immediately above them Hence hafnium

has virtually the same atomic radius as

zirconium, and tantalum has an atomic

radius similar to niobium, and so forth

This is known as the lanthanide

contraction The effect of the lanthanide

contraction is noticeable up to platinum

(element 78), after which it is masked by a

relativistic effect known as the inert pair

phải trong một chu kì Điều này được gây

ra bởi sự gia tăng về số lượng các proton vàelectron qua một khoảng thời gian Mộtproton có một ảnh hưởng lớn hơn mộtelectron; do đó, các electron được kéo vềhạt nhân, kết quả trong một bán kính nhỏhơn

Bán kính nguyên tử tăng từ trên

xuống dưới trong một nhóm Điều này là

do che chắn electron

Các electron trong phân lớp 4f, cácnguyên tố được điền tăng dần từ xeri(nguyên tố 58) đến ytecbi (nguyên tố 70),không đặc biệt hiệu quả trong việc chechắn các hạt nhân ngày càng tăng từ cácphân lớp ngoài Các nguyên tố ngay saunguyên tố nhóm Lantan có bán kínhnguyên tử nhỏ hơn so với dự đoán và đó làgần như giống hệt với bán kính nguyên tửcủa các thành phần ngay phía trên chúng

Do đó Hafini có hầu như cùng một bánkính nguyên tử như ziriconi , và tantan cóbán kính nguyên tử tương tự như niobi ….Điều này được gọi là sự co Lantan Hiệuquả của sự co Lantan là đáng chú ý đếnbạch kim (nguyên tố 78), sau đó nó đượcche đậy bởi một hiệu ứng tương đối tínhđược gọi là hiệu ứng cặp trơ Sự co khối

Trang 17

effect The d-block contraction, which is a

similar effect between the d-block and

p-block, is less pronounced than the

lanthanide contraction but arises from a

similar cause

4.2 Ionization energy

The first ionization energy of the

atom is the menium energy required to

separate the first electron out of the atom in

the basic status For example, to separate 1

mol electron from 1 mol hydrogen atom

according to the process: H  H+ + e must

consume an energy by 1312 kJ/mol

The second ionization energy, the

third is the electron energy needed to

separate the 2nd, 3rd out of the

corresponding ion Their value is greater

than the first ionization energy

The lower this energy is, the more

readily the atom becomes a cation

Therefore, the higher this energy is, the

more unlikely it is the atom becomes a

cation Generally, elements on the right

side of the periodic table have a higher

ionization energy because their valence

shell is nearly filled Elements on the left

side of the periodic table have low

ionization energies because of their

nguyên tố d , đó là một hiệu ứng tương tựgiữa khối nguyên tố d và khối nguyên tố p,

ít rõ rệt hơn những nhóm Lantan co nhưngxuất phát từ một nguyên nhân tương tự

4.2 Năng lượng ion hóa

Năng lượng ion hóa thứ nhất củanguyên tử là năng lượng tối thiểu cần đểtách electron thứ nhất ra khỏi nguyên tử ởtrạng thái cơ bản.Ví dụ: Để tách 1 molelectron ra khỏi 1 mol nguyên tử hiđro theoquá trình: H  H+ + e phải tiêu tốn một nănglượng bằng 1312 kJ/mol

Năng lượng ion hóa thứ 2, thứ 3 lànăng lượng cần để tách electron thứ 2, thứ

3 ra khỏi các ion tương ứng Giá trị củachúng lớn hơn năng lượng ion hóa thứ nhất.Năng lượng ion hóa càng thấp thìnguyên tử càng dễ dàng trở thành mộtcation Vì vậy, năng lượng ion hóa càngcao thì nguyên tử khó trở thành một cationhơn Nói chung, các nguyên tố về phía bênphải của bảng tuần hoàn có năng lượng ionhóa cao hơn vì vỏ hóa trị của họ là gầnđầy Các nguyên tố trên bên trái của bảngtuần hoàn có năng lượng ion hóa thấp vì sựsẵn sàng của chúng để mất electron và trởthành cation Như vậy, năng lượng ion hóa

Ngày đăng: 04/04/2016, 18:16

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w