Chuyên đề 2 bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

CHUN ĐỀ BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HỐ HỌC VÀ ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN I CẤU TẠO BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Ơ ngun tố Mỗi nguyên tố hoá học xếp vào ô bảng, gọi ô nguyên tố Số thứ tự nguyên tố = Z = Σp = Σe Chu kì Chu kì dãy nguyên tố mà nguyên tử chúng có số lớp electron, xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dân Số thứ tự chu kì = Số lớp electron Bảng tuần hồn có chu kì • Chu kì nhỏ: Có chu kì Chu kì 1: ngun tố 1H ⇒2 He1 lớp electron ( n = 1) Chu kì 2: nguyên tố Li ⇒10 Ne2 lớp electron ( n = ) Chu kì 3: nguyên tố 11 Na ⇒18 Ar lớp electron ( n = ) • Chu kì lớn: Có chu kì Chu kì 4: 18 nguyên tố 19 K ⇒36 Kr lớp electron ( n = 4) Chu kì 5: 32 nguyên tố  37 Rb ⇒34 Xe lớp electron ( n = ) Chu kì 6: 32 nguyên tố 55Cs ⇒86 Rn lớp electron ( n = )   10: Chu kì có 23 nguyên tố  87 Fr ⇒ nguyên tố thứ lớp electron ( n = 7) - Ở chu kì 5, 14 ngun tố sau La (có Z từ 58 → 71) đưa khỏi bảng, lập thành họ Lantan Ở chu kì 6, 14 nguyên tố sau Ac (có Z từ 90 → 103 ) đưa khỏi bảng, lập thành họ Actini Nhóm nguyên tố Nhóm nguyên tố tập hợp ngun tố mà ngun tử có cấu hình electron tương tự nhau, có tính chất hố học gần giống xếp thành cột Nguyên tử nguyên tố nhóm có số electron hoá trị số thứ tự nhóm (trừ số trường hợp ngoại lệ) Bảng tuần hồn có 18 cột chia thành nhóm A đánh số từ IA đến VIIIA nhóm B đánh số từ IB đến VIIIB Mỗi nhóm cột, riêng nhóm VIIIB gồm cột • Nhóm A (Nhóm chính) Gồm ngun tố s p Khối nguyên tố s gồm nguyên tố nhóm IA nhóm IIA Nguyên tố s nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp s Thí dụ: Na(Z = 11):1s2 2s2 2p63s1;Mg(Z = 12):1s2 2s2 2p63s2 Khối nguyên tố p gồm nguyên tố thuộc nhóm từ IIIA đến VIIIA (trừ He ) Nguyên tố p nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp p Thí dụ: Al(Z = 13):1s2 2s2 2p63s23p1;P(Z = 15):1s22s22p63s23p3 Trang S(Z = 16):1s2 2s2 2p63s23p4 Nguyên tử nguyên tố thuộc nhóm A có cấu electron ngồi nsxnpy Số thứ tự (STT) nhóm A = x + y Thí dụ: K(Z = 19):1s2 2s2 2p53s23p6 4s1 ⇒ K thuộc nhóm IA Cl(Z = 17):1s2 2s2 2p53s23p5 ⇒ Cl thuộc nhóm VIIA  • Nhóm B (Nhóm phụ) Gồm nguyên tố d f   Nguyên tố d nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp d x y Nguyên tử ngun tố d có cấu hình electron hố trị: ( n + 1) d ns Số thứ tự nhóm xác định sau: + Nếu ≤ x + y ≤ ⇒ STT nhóm = x + y + Nếu x + y = 8,9,10 ⇒ STT nhóm = + Nếu x + y > 10 ⇒ STT nhóm = ( x + y) – 10 Thí dụ: Cr(Z = 24)1s2 2s2 2p63s23p63d5 4s1 ⇒ Cr thuộc nhóm VIB 5+ 1= 6.  Ni(Z = 28)1s2 2s2 2p63s23p63d8 4s2 ⇒ Ni thuộc nhóm VIIIB Zn(7 = 30)Is2 2s2 2p63s23p63d10 4s2 ⇒ Zn thuộc nhóm IIB ( 10 + 2) − 10 = Khối nguyên tố f gồm nguyên tố xếp thành hai hàng cuối bảng Chúng gồm 14 nguyên tố họ Lantan (từ Ce (Z = 58) đến Lu (Z = 71)) 14 nguyên tố họ Actini (từ Th (Z = 90 ) đến ( Z = 103 )) Nguyên tố f nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối điền vào phân lớp f Chú ý: Với ngun tử có cấu hình phân lớp ngồi (n − 1)dansb b ln ln 2, a chọn giá trị từ ⇒ 10 Trừ hai trường hợp sau: • a + b = thay a = b = phải viết a = b = ( tượng "bán bão hòa gấp phân lớp d ") • a + b = 11 thay a = b = phải viết a = 10 b = (hiện tượng "bão hòa gấp phân lớp d ") - Hai nguyên tố A B thuộc nhóm hai chu kì liên tiếp (trừ H  L i ) cách  8 ô 18 ô Thông thường toán cho thêm tổng số hạt proton (hoặc điện tích hạt nhân) A B (chẳng hạn m ) Khi để tìm ZA vàZB (ZA < ZB ) ta việc giải hai hệ phương trình sau, lựa chọn nghiệm phù hợp  ZA + ZB = m  Z1 + Z11 = m    Y rB − ZA =  Z18 − Z1 = 18 - Nếu đề cho A B thuộc hai nhóm liên tiếp ta xét hai khả +) Trường hợp 1: A, B thuộc chu kì tức ta có hệ:  ZA + ZB = m   ZB − ZA = +) Trường hợp 2: A, B không thuộc chu kì Khi chúng cách ơ; ô; 17 ô 19 ô Như ta cần tìm nghiệm phù hợp hệ phương trình sau:  Z + ZB = m  Z + Y B = m  Z + ZB = m  Y A + ZB = m (I);  A (II)  A (III)  A (IV)   ZB − ZA =  ZB − ZA =  ZB − ZA = 17  ZB − ZA = 19 Trang Nếu chứng minh A, B thuộc chu kì nhỏ ta việc giải hệ  ( I ) vaø( II ) - Nếu đề cho A B thuộc nhóm vào phương trình ZA + ZB = m ta tìm giá trị phù hợp ZA ZB suy giá trị Z lại II SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HỒN CẤU HÌNH ELECTRON NGUN TỬ VÀ MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG VẬT LÍ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HĨA HỌC Cấu hình electron Sự biến đội tuần hồn cấu hình electron lớp ngồi ngun tử nguyên tố điện tích hạt nhân tăng dần nguyên nhân biến đổi tuần hồn tính chất ngun tố Bán kính nguyên tử Trong chu kì, nguyên tử nguyên tố có số lớp electron, điện tích hạt nhân tăng, lực hút hạt nhân với electron lớp ngồi tăng theo, bán kính ngun tử nói chung giảm dần Thí dụ: Be N B    F   C O Chu kì Li 0,123  0,089    0,080  0,077  0,070  0,066 0,064 Bán kính nguyên tử (r )(A ) nt Trong nhóm A , theo chiều từ xuống dưới, số lớp electron tăng dần, bán kính nguyên tử nguyên tố tăng theo, điện tích hạt nhân tăng nhanh Thí dụ:  F  Cl Br I Nhóm VIIA  Bán kính nguyên tử (r )(A ) 0,004 0,099 0,114 0,133  nt Vậy: Bán kính nguyên tử ngun tố nhóm A biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân Năng lượng ion hoá Năng lượng ion hoả thứ (11) cua nguyên tử lượng tối thiểu cần để tách electron thứ khỏi nguyên tử trạng thái Năng lượng ion hố tính kJ/mol electron - von (viết tắt eV ) leV = 1.602.10−19 J Thí dụ: H → H+ + 1eI = 1312kJ / mol Ca → Ca+ + 1eI = 590kJ / mol Trong chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, lực liên kết hạt nhân electron lớp tăng, làm cho lượng ion hố nói chung tăng theo Thí dụ: Be N    F   B C O Chu kì Li 520   89 801   086   402   314 1681 Năng lượng ion hóa I (KJ/mol) Trong nhóm A , theo chiều tăng điện tích hạt nhân, khoảng cách electron lớp đến hạt nhân tăng, lực liên kết hạt nhân electron lớp ngồi giảm, làm cho lượng ion hố nói chung giảm Thí dụ: Na H K Rb Cs Chu kì Li Trang 1312 Năng lượng ion hóa I (KJ/mol) 520 497  419  403  376 Vậy: Năng lượng ion hoá thứ nguyên từ nguyên tố nhóm A biến đối tuần hồn theo chiều tăng điện tịch hạt nhân Năng lượng ion hoá thứ 2, thứ kí hiệu I 2, I lượng cần thiết để tách electron thứ 2, khỏi ion tương ứng Giá trị chúng lớn lượng ion hoá thứ khơng theo quy luật lượng ion hố thứ Thí dụ: Biết lượng ion hố thứ ( I ) K (Z = 19) nhỏ so với  Ca (Z = 20) ; ngược lại lượng ion hoá thứ hai (I ) K lại lớn Ca Hãy giải thích có ngược Giải + K(Z = 19):1s 2s 2p 3s 3p 4s ⇒ K :1s 2s 2p63s23p6 2 6 2 Ca(Z = 20):1s2 2s2 2p63s23p6 4s2 ⇒ Ca+ :1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 Việc tách electron khỏi phân lớp chưa bão hoà 4s1 nguyên tử K dễ việc tách electron khỏi phân lớp bão hoà 4s2 nguyên tử Ca nên I ( K ) < I ( Ca)   Tuy vậy, electrron K + có cấu hình electron bền vững khí trơ Ar nên việc bứt tiếp electron từ cấu hình bền vững K + phải tiêu tốn lượng nhiều so với việc bứt tiếp electron từ cấu hình bền Ca+ Vì vậy: I ( K ) > I ( Ca)   Tuy nhiên, có số ngoại lệ từ nhóm  I IA đến nhóm IIIA , từ VA đến VIA lại có giảm lượng ion hố Thí dụ: I 1(B) = 801(kJ / mol) < I 1(Be) = 899 (kJ / mol) ZB = > ZBe = Điều giải thích việc tách electron từ phân lớp 2p1 chưa bão hoà nguyên tử B dễ việc tách electron từ phân lớp 2s2 bão hoà nguyên tử Be Năng lượng ion hoá nguyên tử phụ thuộc vào yếu tố: Điện tích hạt nhân hiệu dụng z* :z* = z − Σbi Số lượng tử n Mức độ xâm nhập electron bên AO bên Z*2 (eV) n*2 Ee : lượng electron bị tách khỏi nguyên tử bị ion hố Biểu thức tính: I = E∞ − Ee = −E c = 13,6 E∞ : lượng electron xa vô nguyên tử E∞ = Ví dụ: Trong nguyên tử ion dương tương ứng có từ electron trở lên, electron chuyển động trường lực tạo từ hạt nhân nguyên tử electron khác Do trạng thái cấu hình electron có trị số lượng Với nguyên tố B (số đơn vị điện tích hạt nhân Z = 5) trạng thái có Số liệu sau: Cấu hình electron Năng lượng Cấu hình electron Năng lượng (theo eV ) 1s1 1s2 1s2 2s1 −340,000 − 600,848  − 637,874  1s2 2s2 1s2 2s2 2p1 − 660,025 − 669,800 Trang Trong đó: eV đơn vị lượng; dấu - biểu thị lượng tính electron cịn chịu lực hút hạt nhân a) Hãy trình bày chi tiết kết tính trị số lượng ion hố có nguyên tố B theo eV dùng kiện cho bảng b) Hãy nêu nội dung giải thích qui luật liên hệ lượng ion hố Giải a) Tính trị lượng ion hố có B Từ cấu hình electron cho, ta xác định vi hạt tương ứng với trị lượng sau: Cấu hình Vi hạt Năng lượng Cấu hình Vi hạt Năng lượng electron electron electron electron 4+ 2 + − 340,000 − 660,025 1s B 1s 2s B − 600,848 − 669,800 B B3+ 1s2 1s2 2s2 2p1  − 637,874  B2+ 1s2 2s1 Với ion hoá: + M (k−1)+ → M k + eI k (1) Ta có liên hệ: I k = −Ee = −  FM (k−1)+ − E M k+  (2) Trong đó: k chị số electron bị (do ion hố) vị hạt xét, có trị số từ đến n ; k + số đơn vị điện tích dương ion M k+ ; I k lượng ion hoá thứ k nguyên tố M biểu thị theo ( 1)   Xét cụ thể với nguyên tố B: Vì Z = nên nguyên tử có electron Vậy k = đến Áp dụng phương trình ( 1) ( 2) , dùng số kiện bảng cho B, ta có: • B0 → B+ + 1e; I I = − ( EB − EB' ) = −(−669,800+ 660,025) = 9.775eV • B+ → B2+ + 2e; I ( ) I = − EB+ − EB2+ = −(−660,025+ 637,874) = 22,151eV • B2+ → B3+ + e; I ( ) I = − EB2+ − E B3+ = −(−637,874 + 600,848) = 37,026eV • B3+ → B4+ + 1e; I ( ) I = − E B3+ − E B4+ = −(−600,848+ 340,000) = 260,848 B4+ → B5+ + e; I ( ) I = − E B4+ − I ′B5+ = −(−340,000+ 0,000) = 340,000eV b) Từ kết trên, ta thấy có qui luật liên hệ trị lượng ion hoá B sau: I < I < I < I < I (3) Giải thích: Khi vị hạt M (k−1)+ thêm electron tạo thành M k+ có số đơn vị điện tích k + lớn ( k − 1) + nên lực hút tác dụng lên electron vị hạt M k+ mạnh so với M (k−1)+ Do Trang phải tốn lượng lớn để tách electron khỏi M k+ ; nghĩa I (k−1) < I k ( 3) Ái lực electron Là lượng loa hay hấp thụ nguyên tử trung hoà trạng thái nhận electron để trở thành ion mang điện 1- nằm trạng thái Như vậy, lực electron hiệu ứng lượng trình: A (khí) + e → A − (khí) Kí hiệu lực electron E Ái lực clectron mol nguyên tử tính kJ/mol cV Người ta quy ước đặt dấu ( − ) cho lực electron có toả lượng dấu ( + ) có hấp thụ lượng từ bên ngồi Phần lớn ngun tố hố học có lực electron âm, nguyên tố nhóm IIA, IIB khí trơ có lực electron dương Ví dụ: Ái lực electron E số nguyên tố A (khí) + e → A − (khí) sau: Nguyên tố E ( eV )   H −0,747  F −3,450  Cl −3,610  Br −3,360  I −3,060  O −1.470  S −2,070  Nguyên tố E ( eV )   P −0,747  C −3,450  Si −3,610  B −3,360  Be −3,060  Mg −1.470  N −2,070  Quy luật biến thiên lực electron theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử ngun tố hố học khơng thật rõ rệt quán quy luật tìm thấy độ âm điện l ượng ion hoá Tuy nhiên, rút số nhận xét sau đây: - Nhìn chung phi kim có lực electron mang dấu âm với giá trị tuyệt đối lớn kim loại Các halogen có lực electron âm với giá trị tuyệt đối lớn ngun tố khác bảng tuần hồn, nhóm ngun tố để thu thêm electron Khí có lớp electron bão hoà (hoặc giả bão hoà), chúng khó thu thêm electron nên có lực clectron dương Trang - Trong phần lớn trường hợp, nhóm A , theo chiều tăng điện tích hạt nhân lực clectron âm có giá trị tuyệt đối giảm dần -Trong chu kì, nhìn chung giá trị tuyệt đối lực electron âm tăng dần theo tăng điện tích hạt nhân Nhưng khí lại có lực electron dương Độ âm điện Độ âm điện nguyên tư đặc trưng cho khả hút electron nguyên tử tạo thành liên kết hoá học Trong chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, độ âm điện nguyên tử nguyên tố tăng dần Trong nhóm A , theo chiều tăng điện tích hạt nhân, độ âm điện nguyên tử nguyên tố thường giảm dần Nhóm  I A  I IA  I IIA  I VA   VA VIA VIIA H 2,20 Li 0,98 Na 0,93 K 0,82 Be 1,57 Mg 1,31 Ca 1,00 B 2,04 Al 1,61 Ga 1,81 C 2,55 Si 1,90 Ge 2,01 N 3,04 P 2,19 As 2,18 O 3,44 S 2,58 Se 2,55 F 3,98 Cl 3,16 Br2 Rb 0,82 Cs 0,79 Sr 0,95 Ba 0,89 In 1,78 Tl 1,62 Sn 1,96 Pb 2,33 Sb 1,05 Bi 2,02 Te 2,10 Po 2,00 Chu kì 2,96 I 2,66 At 2,20 Vậy: Độ âm điện nguyên tử nguyên tố nhóm A biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân I+E a) Hệ thống độ âm điện Maliken: χ = Quy ước lấy độ âm điện Li đơn vị: χ L.i = 128Kcal / mol = 523KJ / mol Với quy ước độ âm điện nguyên tố khác tính hệ thức sau: χ= 1+ E I+E = 128Kcal / mol 523KJ / mol b) Hệ thống độ âm điện Pau-linh Dựa sở lượng phân li liên kết: ∆ = E D(A ×B) − E D(A −a) ×ED(B−B) χ Λ − χ B = k ∆ = 0,208 ∆(Kcal / mol) = 0,102 ∆(KJ / mol) Trong đó: χ Λ , χ B : Độ âm điện nguyên tố A, B  Trang E D(A −B) : Năng lượng phân li A − B  E D(A −A ) ,E D(B−B) : Năng lượng phân ly A − A, B − B  k: Hệ số tỉ lệ Nếu đơn vị tính Kcal.mol −1 k = 0,208 Nếu đơn vị tính KJ/mol k = 0,102 Thí dụ: Tính độ âm điện cho nguyên tử nguyên tố halogen: F; Cl; Br, I Biết: HF Hợp chất HCl H F Cl Br I E D ( Kcal / mol ) 104,2 37, 5 58  46,1 HBr HI 87,4 71,1 36,1   35 103,1 Cho χ H = 2,20 Giải Áp dụng công thức: χ A − χ B = 0,208 ∆(Kcal / mol) ∆ AB = ED(A − B) − E D(A −A ) ×E D(B−B) Thay giá trị số vào công thức ta thu kết bảng đây: F Br I Cl Nguyên tố 62,51  77.74  12,3  1,24 ∆ AB 0,28 ∆ AB χA 1,77 1,83 0,73 0,23  3.99  3,52  2,93  2,43 III SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HỒN TÍNH KIM LOẠI, TÍNH PHI KIM | CỦA CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC, ĐỊNH LUẬT TUẦN HỒN Khi điện tích hạt nhân tăng dần, số electron lớp vỏ ngồi biến đổi cách tuần hồn Đó nguyên nhân làm cho tính chất nguyên tố biến đổi tuần hoàn Sự biến đổi tuần hoàn tính kim loại, tính phi kim - Tinh kim loại tính chất nguyên tố mà nguyên tử để nhường electron để trở thành ion dương Nguyên tử nguyên tố dễ nhường electron tính kim loại ngun tố mạnh - Tính phi kim tinh chất nguyên tố mà nguyên tử dễ nhận electron để trở thành ion âm Nguyên tử nguyên tố dễ nhận electron tính phi kim ngun tố mạnh - Trong chu kì, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, tính kim loại nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần Giải thích: Trong chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân (từ trái sang phải) lượng ion hóa, độ âm điện tăng dần đồng thời bán kính nguyên tử giảm dần = khả nhường electron giảm dần (tính kim loại giảm dân), đồng thời khả nhận electron tăng dần (tính phi kim tăng dần) -Trong nhóm A , theo chiều tăng dân điện tích hạt nhân, tính kim loại chia nguyên tố tăng dân, đồng thời tính phi kim giảm dần Giải thích: Trong nhóm A , theo chiều tăng điện tích hạt nhân (từ xuống dưới) lượng ion hóa, độ âm điện giảm dần đồng thời bán kính nguyên tử tăng dần ⇒ khả nhường electron tăng dần (tính kim loại tăng dân), đồng thời khả nhận electron giảm dần (tính phi kim giảm dần) Nhận xét: Tính kim loại, tinh phi kim nguyên tố nhóm A biến đổi tuấn hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân Sự biến đổi hóa trị nguyên tố Trang Trong chu kì, từ trái sang phải, hóa trị cao nguyên tố với oxi tăng từ đến , cịn hóa trị với hiđro phi kim giảm từ  4 đến Thí dụ: Sự biến đổi tuần hồn hóa trị ngun tố chu kì  I IA  I IIA  I VA   VA Số thứ tự  I A VIA VIIA nhóm A Hợp chất với oxi Na2O K 2O Hóa trị cao với oxi Hợp chất khí với hidro Hoá trị với hidro MgO CaO Al 2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl 2O7 Ga2O3 GeO2 As2O5 SeO3 Br2O7 SiH4 PH3 H2S GeH4 AsH3 H2Se HCl HBr Nhận xét: Hóa trị cao nguyên tố oxi, hóa trị với hiđro chia phi kim biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân Sự biến đổi tính axit - bazơ oxit hiđroxit tương ứng Trong chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính bazơ oxit hiđroxit tương ứng giảm dần, đồng thời tính axit chúng tăng dần Trong nhóm A , theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính bazơ (oxit hiđroxit tương ứng tăng dân, đồng thời tính axit chúng giảm dần Thí dụ: Sự biến đổi tính axit - bazơ oxit hiđroxit tương ứng nguyên tố chu kì  2 sau: BeO Li 2O B2O3 CO2 N2O5 Oxit bazơ LiOH Bazơ kiềm Na2O Oxit bazơ NaOH Oxit lưỡng tính Be(OH)2 Hiđroxit lưỡng tính MgO Oxit axit Oxit axit Oxit axit H3BO3 Axit yếu H2CO3 Axit yếu HNO3 Axit mạnh Oxit bazơ Al 2O3 Oxit lưỡng tính SiO2 Oxit axit P2O5 Oxit axit SO3 Oxit axit Mg(OH)2 Bazơ yếu Al(OH)3 Hiđroxit lưỡng tính H2SiO3 Axit yếu H3PO4 H2SO4 Axit mạnh Cl 2O7 Oxit axit HClO4 Bazơ Axit kiềm mạnh Nhận xét: Tính axit - bazơ oxit hiđroxit trng nguyên tố biến đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử Định luật tuần hoàn Tinh chất nguyên tố đơn chất thành phần tinh chất hợp chất tạo nên từ ngun tố biến đổi tuần hồn theo chiều tăng chia Trang điện tích hạt nhân nguyên tử IV Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUN TỐ HĨA HỌC Quan hệ vị trí cấu tạo nguyên tử Biết vị trí ngun tố bảng tuần hồn, ta suy cấu tạo nguyên tử nguyên tố ngược lại (xem sơ đồ sau): Vị trí Cấu tạo ngun tử - STT nguyê n tố  ⇔ - STT chu kì  − STT nhó m: A  − Sốproton, sốelectron  p electron - Sốlớ  − Sốelectron lớ p ngoà i cù ng  Thí dụ 1: Nguyên tố X có Z = 19 , nhóm IA , chu kì Ta suy ra: nguyên tố X có: 19 proton, 19 electron 4lớp electron lớp ngồi có electron Ngược lại, biết cấu tạo nguyên tử nguyên tố, ta xác định vị trí ngun tố bảng tuần hồn Thí dụ 2: Cấu hình electron nguyên tử là: 1s2 2s2 2p63s23p4 Vậy nguyên tố tương ứng có số thứ tự Z = 16 , có 16 pronton, 16 clectron, chu kì  3, nhóm VIA Quan hệ vị trí tính chất nguyên tố a) Biết vị trí ngun tố bảng tuần hồn, suy tính chất hố học - Tính kim loại, tính phi kim: Các nguyên tố nhóm IA, IIA, IIIA (trừ H, B ) có tính kim loại Các ngun tố nhóm VA, VIA, VIIA có tính phi kim (trừ Sb, Bi Po ) Các nguyên tố thuộc nhóm IVA có tính phi kim thuộc chu kì nhỏ  ( C, Si ) , có tính kim loại thuộc chu kì lớn ( Sn, Pb) - Hóa trị cao nguyên tố với oxi, hóa trị với hiđro phi kim - Công thức oxit cao hiđroxit tương ứng - Công thức hợp chất khí với hiđro (nếu có) - Oxit hiđroxit có tính axit hay bazơ Thí dụ: Ngun tố clo có Z = 17 chu kì 3, nhóm VIIA Suy cho phi kim - Hoá trị cao oxi hóa trị thấp H - Công thức oxit bậc cao Cl 2O7 - Cơng thức hợp chất khí với hiđro HCl - (Oxit Cl 2O7 oxit axit HClO4 axit mạnh b) Dựa vào qui luật biến đổi tính chất bảng tuần hồn, ta so sánh tính chất hoá học nguyên tố với nguyên tố lân cận Thí dụ: So sánh tính kim loại Mg với Na, Al Ca Nếu xếp nguyên tố theo chu kì nhóm ta có: Na  M g Ca  A1 - Trong chu kì:  M g có tính kim loại yếu Na mạnh  A1 - Trong nhóm:  M g có tính kim loại yếu Ca Tính bazơ oxit hiđroxit tương ứng tăng dần theo dãy: Trang 10  Z1 + Z2 = 21 Z1 = (N) ⇒   Z2 − Z1 = Z2 = 14 (Si) - Vị trí X1, X bảng tuần hoàn: STT:  + X1 N (Z = 7):1s 2s 2p ⇒ Vị trí: Chu kì :2  Nhó m: VA  2 STT: 14  + X Si (Z = 14):1s 2s 2p 3s 3p ⇒ Vị trí: Chu kì :3  Nhó m: IVA  2 2 • Trường hợp 2: Cách ô  Z1 + Z2 = 21 Z1 = (C) ⇒  Z − Z = Z2 = 15 (P)  - Vị trí X1, X bảng tuần hoàn: STT:  + X1 C (Z = 6):1s2 2s2 2p2 ⇒ Vị trí: Chu kì :2  Nhó m: IVA  STT: 15  + X P (Z = 15):1s2 2s2 2p63s23p3 ⇒ Vị trí: Chu kì :3  Nhó m: VA  2ZD + ND = 82  ZD = 26 ⇒ ⇒ D sắt ( Fe) c) Theo đề ra, ta có hệ:  2ZD − ND = 22 ND = 30 Fe (Z = 26):1s2 2s2 2p63s23p6 4s23d6 ⇒ Cấu hình electron: 1s2 2s2 2p63s23p63d6 4s2 STT: 26  Vị trí: Chu kì :  Nhó m: VIIIB  ⇒ Fe2+ :1s2 2s2 2p63s23p63d6 ⇒ Fe3+ :1s2 2s2 2p63s23p63d5 DẠNG 2: XÁC ĐỊNH CƠNG THỨC, TÍNH CHẤT HÓA HỌC ĐƠN CHẤT VÀ HỢP CHẤT MỘT NGUYÊN TỐ KHI BIẾT VỊ TRÍ CỦA NĨ TRONG BẢNG TUẦN HỒN - QUY LUẬT BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT CỦA CÁC NGUYÊN TỐ Ví dụ 1: Ba nguyên tố X, Y ,Z chu kì có tổng số hiệu nguyên tử 39 Số hiệu nguyên tử Y trung bình cộng số hiệu nguyên tử X Z Nguyên tử nguyên tố không phản ứng với H2O điều kiện thường a) Hãy xác định vị trí nguyên tố bảng tuần hoàn b) So sánh độ âm điện, bán kính ngun tử ngun tố c) So sánh tính bazơ hiđroxit Giải Trang 18 a) Ta có: ZX + ZY + ZZ = 39 ZY = ZX + ZZ ⇒ ZY = 13 ⇒ Y Al :[Ne]3s23p1 Vì nguyên tử nguyên tố không tác dụng với nước nhiệt độ thường ⇒ ZX = 12 ⇒ X Mg:[Ne]3s2 ZZ = 14 ⇒ Z Si :[Ne]3s23p2 Cả ba nguyên tố thuộc chu kì Mg nhóm IIA, Al nhóm  I IIA Si nhóm IVA b) Thứ tự độ âm điện: Mg < A1 < Si Thứ tự bán kính nguyên tử: Mg > Al > Si  c) Thứ tự tính bazơ: Mg(OH)2 > Al(OH)3 > Si(OH)4 ≡ H2SiO3 ×H2O Ví dụ 2: Cho bốn số lượng tử electron cuối nguyên tử A, X, Z ion Y + , T 2+ sau: n l Nguyên tố ml mS 0 A +1 X 0 +1 + + Y −1 Z 0 −1 T 2+ +1 −1 a) Xác định A + ,X + ,Y + ,Z2+ ,T 2+ b) Trong ion A + ,X + ,Y + ,Z2+ ,T 2+ , ion có bán kính lớn ? Hãy giải thích Giải a) Từ kiện đề ra, ta có: Ngun tố Cấu hình electron Cấu hình electron Số hiệu ngun tử Kí hiệu hố học (Z) phân lớp đầy đủ A Li 2s1 [He]2s1 Na X 11 3s1 [Ne]3s1 Y+ .3p6 [Ar] 18+ 1= 19 K+ Z .2s2 [He]2s2 Be T 2+ .2p6 [Ne] 10 + = 12 Mg2+ b) Các ion tương ứng là: Li + , Na+ , K + , Be2+ Mg2+ Dời ion (tương ứng với nguyên tố) nhóm chu kì, ta được: Li + Na+ Be2+ Mg2+ K+ Trang 19 Ta thấy: Số lớp electron tương ứng Li + , Na+ , K + tăng dần số lớp electron tương ứng Be2+ , Mg2+ tăng dần nên: rLi+ < rNa+ < rK + rBe2+ < rMg2+ (1) Mặt khác, ion Li + Be2+ Na+ Mg2+ có số electron điện tích hạt nhân 2+ Li + nhỏ Be2+ Na+ nhỏ Mg nên lực hút hạt nhân electron lớp 2+ Li + nhỏ Be2+ , Na+ nhỏ Mg dẫn đến rLi+ > rBe2+ rBe2+ p rMg2+ (1) Từ  1 ( ) vaø( 2) = K + có bán kính lớn Ví dụ 3: So sánh bán kính nguyên tố sau: K, S, Al, F, Mg, He.  Giải Xét theo chu kì: rNa > rMg > rAl > rS;rO > rF Xét theo nhóm: rK > rNa; rS > rO ; rF > rHe ⇒ rK > rMg > rAl > rS > rF > rHe Ví dụ 4: Hãy xếp (có giải thích) hạt vi mơ cho theo chiều giảm dần bán kính hạt: a) Ne, Na, Na+ , Mg, Mg2+ , Al, Al 3+ , F − , O2− b) S2− , Cl − , Ar, K + , Ca2+ Giải a) Ta có cấu hình electron nguyên tử ion Na (Z = 11):1s2 2s2 2p63s1 ⇒ Na+ :1s22s22p6 Mg (Z = 12):1s2 2s2 2p63s2 ⇒ Mg2+ :1s2 2s2 2p6 Al (Z = 13):1s2 2s2 2p63s23p1 ⇒ Al 3+ :1s2 2s22p6 Ne, F − ,O2 :1s2 2s2 2p6 Các nguyên tử Na, Mg, Al có số lớp electron, điện tích hạt nhân tăng dần nên bán kính nguyên tử giảm dần: Na > Mg > Al  Các nguyên tử ion: O2− , F − , Ne, Na+ , Mg2+ , Al 3+ có số electron, điện tích hạt nhân tăng dần nên bán kính nguyên tử giảm dần: O2− > F − > Ne > Na+ > Mg2+ Mặt khác, A1 có lớp electron ngun tử cịn O2− có lớp electron nên bán kính Al > O2− Vậy, ta xếp theo chiều giảm dần bán kính sau: Na > Mg > Al > O2− > F − > Ne > Na+ > Mg2+ b) Tương tự ý la ta sắp theo chiều giảm dần bán kính nguyên tử nguyên tử ion sau: S2− > Cl − > Ar > K + > Ca2+ Ví dụ 5: Tổng số hạt proton hai nguyên tử hai nguyên tố X, Y 31 Số hạt mang điện X nhiều Y 14 a) Xác định vị trí X, Y bảng tuần hồn b) Viết cấu hình electron ion bền tạo từ X, Y c) So sánh tính kim loại phi kim X Y Lấy ví dụ minh hoạ Giải a) Gọi ZX, ZY số proton nguyên tử hai nguyên tố X, Y Trang 20  ZX + ZY = 31  Z = 19 (K ) ⇒ x Theo đề ra, ta có hệ  2ZX − 2ZY = 14  ZY = 12 (Mg) Vị trí X, Y bảng tuần hồn: - K (Z = 19):1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 STT: 19  Chu kì :  Nhó m: IA  - Mg (Z = 12):1s2 2s2 2p63s2 STT: 12  Chu kì :3  Nhó m: IIA  b) K có lectron ngồi nên có khuynh hướng nhường electron để tạo cation K + có cấu trúc electron bền vững agon ( Ar) đứng trước K + :1s2 2s2 2p63s23p6 Tương tự K Mg có khuynh hướng nhường electron lớp ngồi để có cấu hình bền vững khoi neon ( Ne)   Mg2+ :1s2 2s2 2p6 b) Tính kim loại: K > Mg Giải thích: Theo chu kì 2: Tính kim loại Mg < Na ( 1) Theo nhóm IA : Tính kim loại K > Na ( 2)   ( 1) ( 2) ⇒ Tính kim loại Mg < K - K phản ứng mãnh liệt với H2O nhiệt độ thường H ↑ 2 KOH bazơ mạnh (bazơ kiềm) - Mg phản ứng với H2O nhiệt độ từ 800 C trở lên K + H2O → KOH + 80 C Mg + H2O  → MgO + H2 Mg( OH ) bazơ yếu Ví dụ 6: Cho nguyên tố: A, B, D, E có Số hiệu nguyên tử tương ứng là: 14, 7, 8, 9.  a) Sắp xếp nguyên tố theo chiều tăng dần tính phi kim từ trái sang phải b) Viết công thức oxit cao hiđroxit tương ứng A, B, D, E (nếu có) So sánh tính axit hiđroxit tương ứng Giải a) A ( Z = 15) ⇒ A photpho ( P )   B ( Z = 7) ⇒ B nitơ ( N )   D (Z = 8) ⇒ D oxi ( O)   Trang 21 E (Z = 9) ⇒ E flo ( F ) Theo chu kì 2: Tính phi kim N < < F ( 1) Theo nhóm VA : Tính phi kim P < N ( 2) ( 1) ( 2) ⇒ Tính phi kim tăng dần theo dãy: P < N < < F  b) Nguyên tố Công thức oxit cao Công thức hiđroxit tương ứng N N2O5 P P2O5 F O N ( OH ) ≡ HNO3.2H2O P(OH)5 ≡ H3PO4.H2O Tính axit H3PO4 yếu nhiều so với HNO3 N có độ âm điện lớn P HNO3 có nguyên tử O khơng hiđroxi, H3PO4 có ngun tử O khơng hiđroxi Ví dụ 7: Các kim loại A, B, C thuộc nhóm A có cấu hình electron ngun tử lớp ngồi tương ứng là: 3s1,3s2,4s1 a) Sắp xếp theo chiều tăng dần tính kim loại A, B, C b) Viết công thức oxit cao hiđroxit tương ứng So sánh tính bazơ oxit hiđroxit Giải a) Cấu hình electron đầy đủ kim loại: A :1s2 2s2 2p63s1 ⇒ ZΛ = 11(Na) B :1s2 2s2 2p63s2 ⇒ ZB = 12 (Mg) C :1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 ⇒ ZC = 19 (K ) Theo chu kì 2: Tính kim loại: Na > Mg Theo nhóm IA : Tính kim loại: K > Na  ⇒ Tính kim loại tăng dần theo dãy: Mg < Na < K b) Mg Nguyên tố Na K Công thức oxit cao MgO Oxit bazơ yếu Na2O K 2O Oxit bazơ mạnh Oxit bazơ mạnh Công thức tương ứng NaOH Bazơ mạnh KOH Bazơ mạnh hiđroxit Mg(OH)2 Bazơ yếu Tính bazơ tăng dần theo dãy: MgO < Na2O < K 2O Mg(OH)2 < NaOH < KOH DẠNG 3: BÀI TẬP VỀ NĂNG LƯỢNG ION HÓA (I) VÀ ÁI LỰC ELECTRON Ví dụ 1: a) Hãy xếp nguyên tố natri, kali, liti theo thứ tự giảm trị số lượng ion hoá thứ ( I ) Dựa vào cấu tạo nguyên tử để đưa quy luật xếp ? b) Dựa vào cấu hình electron, giải thích lớn lượng ion hoá thứ ( I ) Mg so với Al ( Mg coùI1 = 7,644 eV; Al coùI1 = 5,984 eV ) Trang 22 a) Thứ tự giảm ( I ) Li, Na, K   Căn cứ: Các nguyên tố thuộc nhóm IA , có electron hố trị từ xuống điện tích hạt nhân tăng dần bán kính nguyên tử tăng nhanh số lớp electron tăng nên lực hút hạt nhân với electron hoá trị giảm từ xuống Kết quả: ( I ) giảm từ xuống b) Mg (Z = 12):1s2 2s2 2p63s2; Al(Z = 13):1s2 2s2 2p63s23p1 Khi tách electron Mg từ phân lớp bão hoà 3s1 phải tốn nhiều lượng tách electron Al từ phân lớp chưa bão hoà  3p1 Do Mg có I lớn Al Ví dụ 2: Bằng thiết bị điều kiện thích hợp, xạ có độ dài sóng 58,43 nm chiếu vào dịng khí nitơ Người ta xác định tốc độ dòng electron 1,4072.106 m.s−1 , tốc độ dòng electron 1,266.106 ms−1 Tính lượng ion hố thứ ( I ) lượng ion hoá thứ hai ( I ) theo kJ.mol −1 Cho số Planck h = 6,6261.10−31J.s ; tốc độ ánh sáng c = 2,9979.108 m.s−1; số Avogadro NA = 6,0221.1023 mol −1 ; khối lượng electron me = 9,1094.10−31 kg.  Giải Giả thiết tác dụng xạ tách electron từ phân tử nitơ mv1 + I i ⇒ I i = hv − mv2i (*) 2 hv = 6,6261.10−31.2,9979.108 × 6,0221.1023 ×10−3 58,43.10−9 hv = ( = 2050,485 kJ,mol −1 Thay vào ( *) ta tính được: ) I = 1507,335kJ.mol −1 I = 1610,867kJ.mol −1 Quá trình Li → Li 2+ + 2e cóI12 = 81,009 eV Hãy tính lượng ion hóa ( I ) lượng kèm theo trình Li → Li3+ + 3e Giải + Ta có: Li → L + 1e I = 5,390 eV Li → Li 2+ + 2e I 12 = 81,009 eV ⇒ Li + → Li 2+ + 1e I = I 12 − I = 81,009 − 5,390 = 75,619 eV Li 2+ → Li3+ + 1e I = −E3 Li 2+ hệ electron hạt nhân, nên lượng electron tính theo cơng thức: Z2 32 = − 13,6 × = −122,4 eV ⇒ I = 122,4eV n2 12 Li → Li3+ + 3e I = I + I + I = 203,409 eV I = −13,6 Ví dụ 4: Cho biết số giá trị lượng ion hoá thứ ( I 1, eV ) : 5,14;7,64;  Trang 23 ( ) 21,58 Ne, Na, Mg số giá trị lượng ion hoá thứ hai I , eV : 41,07; 47,29 Na Ne Hãy gán giá trị I 1, I cho nguyên tố giải thích Hỏi I Mg so với giá trị ? Vì ? Giải • Ne… 2s2 2p6 cấu hình bền vững Na… 2s2 2p63s1 có electron 3s dễ tách khỏi ngun tử để có cấu hình bền vững khí Ne ⇒ I1 Na nhỏ I Ne.Mg… 2s2 2p63s2 có điện tích hạt nhân lớn so với Na nên lượng I lớn I Na Vậy: I (Na) = 5,14; I (Mg) = 7,64; I (Ne) = 21,58 • Na+ có cấu hình bền vững Ne , Ne+ có cấu hình bền Sự tách electron khỏi cấu hình bền vững Na+ đòi hỏi lượng la lớn I Ne Vậy: I 2(Na) = 47.29; I 2(Ne) = 41.07 • Mg+ có cấu hình  Ne 3s , electron 3s dễ tách khỏi ngun tử để có cấu hình bền vững Ne nên I Mg nhỏ I Na  ⇒ I (Mg) < 47.29 Ví dụ 5: Cho nguyên tử 20 Ca; 21Sc; 22Ti; 23V; 24Cr; 25Mn có lượng ion hố I (không theo thứ tự) là: 14,15; 12,8; 15,64; 1,87;16,50; 13,58 Hãy gán giá trị I thích hợp vào nguyên tử tương ứng với nguyên tố Giải thích Giải Ngun tố Cấu hình electron Năng lượng Ca [Ar]4s 11,87 Sc [Ar]3d1 Ti [Ar]3d2 4s2 4s2 12,80   3,58 V Mn [Ar]3d3 Cr [Ar]3d5 [Ar]3d5 4s2 4s1 4s2 14,15 16,50 15,64 ion hoá I Giải thích: Từ Ca đến V tách electron 4s thứ Do tăng điện tích hạt nhân nên lực hút hạt nhân electron 4s tăng dần ⇒ lượng ion hoá I tăng dần Đối với crom, có cấu hình electron đặc biệt, lượng ion hoá I lượng cần thiết để tách clectron thứ khỏi cấu hình 3d5 bền vững nên lượng ion hố I Cr cao I V Mn C BÀI TẬP a) Cation M 2+ có cấu hình electron phân lớp ngồi 3d7 Xác định vị trí X bảng tuần hồn b) Anion X − có cấu hình electron lớp ngồi 4s2 4p6 Xác định vị trí bảng tuần hồn cho biết tính chất hố học X , hợp chất oxit cao nhất, hiđroxit tương ứng Cho biết nguyên tử nguyên tố A, B, C có cấu hình electron cuối xếp vào phân lớp ngồi để có cấu hình electron là: 3p2(A); 4s1(B); 3d8 (C) a) Viết cấu hình electron đầy đủ nguyên tố b) Xác định vị trí A, B, C bảng tuần hoàn Trang 24 Nguyên tử ngun tố X có cấu hình electron [Ar]3da 4s1 Xác định cấu hình | electron có X , từ cho biết vị trí X bảng tuần hoàn X, Y hai ngun tố thuộc nhóm hai chu kì liên tiếp bảng tuần hoàn Tổng số proton hai hạt nhân nguyên tử 18 Xác định X, Y so sánh tính kim loại phi kim chúng Giải thích A, B hai nguyên tố thuộc chu kì hai nhóm liên tiếp Tổng số hạt mang điện A, B 66 a) Xác định vị trí A, B bảng tuần hồn b) So sánh tính chất A, B hợp chất oxit cao nhất, hiđroxit tương ứng Oxit cao nguyên tố R ứng với cơng thức R2O5, với hiđro tạo hợp chất khí chứa 91,176% khối lượng R Tìm R vị trí bảng tuần hồn Ba nguyên tố X, Y , Z chu kì có tổng số hiệu ngun tử 39 Số hiệu nguyên tử Y trung bình cộng số hiệu nguyên tử X Z Nguyên tử nguyên tố không phản ứng với H2O điều kiện thường a) Hãy xác định vị trí ngun tố bảng tuần hồn b) So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử ngun tố c) So sánh tính bazơ hiđroxit a) Các nguyên tố A, B, C, D, E có điện tích dương tương ứng +16, + 3, + 1, + 17,  + 11 Không tra bảng tuần hồn viết cấu hình electron xác định vị trí chúng bảng tuần hồn b) Lấy ngun tố chu kì nhóm IIA bảng tuần hoàn để minh họa cho quy luật: Trong chu kì từ trái sang phải tính tính bazơ giảm dần đồng thời tính kim loại mạnh dần Trong nhóm từ xuống tính bazơ tăng dân đồng thời tính axit giảm dần Cho hai nguyên tố X Y năm nhóm hai chu kì liên tiếp Tổng số điện tích hạt nhân X Y 24 Hại nguyên tố A B đứng chu kì, tổng số khối chúng 51, số nơtron B lớn A 2, số electron A số nơtron a) Xác định nguyên tố viết cấu hình electron chúng b) Sắp xếp nguyên tố theo chiều tăng dần tính kim loại giảm dần tính phi kim c) Hãy viết cơng thức hợp chất chúng, có 10 a) Một nguyên tử A có tổng số hạt loại 115 Số hạt mang điện nhiều số hạt không mang điện 25 hạt Hãy xác định vị trí A bảng tuần hoàn b) Hai nguyên tố X, Y thuộc nhóm hai chu kì liên tiếp bảng tuần hồn có tổng diện tích hạt nhân 16 Xác định vị trí hai nguyên tố bảng tuần hồn so sánh tính chất hóa học chúng c) Hai nguyên tố B D chu kì thuộc hai nhóm liên tiếp bảng tuần hoàn Tổng số hiệu nguyên tử B D 31 Hãy viết cấu hình electron B D Nếu tính chất hóa học đặc trưng nguyên tố viết cấu hình electron ion tạo thành từ tính chất hóa học đặc trưng 11 Nêu ý nghĩa cấu tạo cấu hình electron 1s2 2s2 2p63s23p6 (1) Cấu hình gặp nguyên tử hay ion ? 12 Ion X 2− có phân lớp electron lớp ngồi 3p6 a) Xác định điện tích hạt nhân, cấu hình electron vị trí X bảng tuần hồn b) Viết công thức oxit cao hợp chất khí với hiđro X nêu tóm tắt tính chất hợp chất này, dẫn phương trình phản ứng để minh họa + 13 Căn vào cấu hình electron Na ( Z = 11) Ne ( Z = 10) , so sánh bán kính chúng Trang 25 14 Hai nguyên tố A B có electron cuối cung ứng với số lượng tử: A (n = 3; l = 1; ml = 0; mS = −1/ 2) B (n = 4; l = 1; ml = −1; mS = −1/ 2) Viết cấu hình electron, xác định vị trí A B bảng tuần hoàn 15 Một hợp chất A tạo thành từ ion X + Y 2− Trong ion X + có hạt nhân hai nguyên tố có 10 electron Trong ion Y 2− có hạt nhân thuộc hai nguyên tố chu kì cách bảng tuần hồn Tổng số electron Y 2− 32 Hãy xác định nguyên tố hợp chất A lập cơng thức hố học A D HƯỚNG DẪN GIẢI a) Cấu hình electron đầy đủ M 2+ :1s2 2s2 2p63s23p63d7 ( ) + ⇒ ZM = ZM 2+ = Soáe M + = 25+ = 27 (Co) Co (Z = 27):1s2 2s2 2p63s23p63d7 4s2 STT: 27  Vị trí Co bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: VIIIB  b) Cấu hình electron đầy đủ X − : 1s2 2s2 2p63s23p63d10 4s2 4p6 ( ) ⇒ ZX = ZX − = Soáe X − − 1= 36 − 1= 35 (Br) STT: 35  - Vị trí Br bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: VIIA  - Tính chất hố học hợp chất nó: - Br phi kim điển hình - Hố trị cao O VII - Hoá trị H I - Công thức oxit cao Br2O7 , công thức hiđroxit tương ứng Br(OH)7 = HBrO4.3H2O - Công thức hợp chất khí với H HBr  - Br2O7 oxit axit, HBrO4 , axit mạnh a) Cấu hình electron đầy đủ: A :1s2 2s2 2p63s23p2 ⇒ ZA = 14 (Si) B :1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 ⇒ ZB = 19 (K ) C :1s2 2s2 2p63s23p63d8 4s2 ⇒ ZC = 28 (Ni) b) Vị trí bảng tuần hồn: STT: 14  - Si : Chu kì :3  Nhoù m: IVA  Trang 26 STT: 19  - K : Chu kì :  Nhó m: IA  STT: 28  - Ni : Chu kì :  Nhó m: VIIIB  a Vì ngun tử ngun tố X có cấu hình electron  Ar 3d 4s nên a = 0; 5  10 - Nếu a = ⇒ X :∣Ar]4s1 ≡ 1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 ⇒ ZX = 19 (K ) STT: 19  Vị trí K bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: IA  - Nếu a = ⇒ X :[Ar]3d5 4s1 ≡ 1s2 2s2 2p63s23p63d54s1 ⇒ ZX = 24 (Cr) STT: 24  Vị trí Cr bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: VIB  - Nếu a = 10 ⇒ X :[Ar]3d10 4s1 ≡ 1s2 2s2 2p63s23p63d10 4s1 ⇒ ZX = 29 (Cu) STT: 29  Vị trí Cu bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: IB  Gọi ZX , ZY số proton hai nguyên tử X, Y Ta có: ZX + ZY = 14 (1) 14 = ⇒ ZX < ⇒ X thuộc chu kì 2 ⇒ Y thuộc chu kì hay tức X, Y thuộc chu kì nhỏ Do X, Y thuộc nhóm hai chu kì nhỏ liên tiếp nên cách ô ZX − ZY = (2) ⇒ Z=  ZX = 3( Li ) ta được:   ZY = 11(Na) Tính kim loại: Li •< Na Na có số lớp electron lớn Li nên Na có bán kính ngun tử lớn Li dẫn đến khả nhường electron Na mạnh Li a) Gọi ZA , ZB số proton hai nguyên tử hai nguyên tố A, B.  Giải hệ ( 1) ( 2) 2( ZA + ZB ) = 66  ZA = 16 (S) ⇒ Từ kiện đề ra, ta có hệ:   ZB = 17 (Cl)  ZB − ZA = Vị trí A, B bảng tuần hoàn: - A S (Z = 16):1s2 2s2 2p63s23p4 STT: 16  Chu kì :  Nhoù m: VIA  Trang 27 - B Cl (Z = 17):1s2 2s2 2p63s23p5 STT: 17  Chu kì :  Nhó m: VIIA  b) Tính phi kim Cl mạnh S Cl có bán kính nguyên tử bé S nên khả hút electron mạnh S Cl Nguyên tố Công thức oxit cao SO3 Cl 2O7 Công thức S(OH)6 ≡ H2SO4.2H2O Cl(OH)7 ≡ HClO4.3H2O hiđroxit tương ứng Tính axit: SO3 < Cl2O7 H2SO4 < HClO4 Oxit cao nguyên tố R ứng với công thức R2O5 ⇒ Công thức hợp chất khí với hidro RH3 R 91,176 = ⇒ R = 31(P) R+3 100 Vị trí P bảng tuần hồn: Theo đề ra, ta có: %R = P (Z = 15):1s2 2s2 2p63s23p3 STT: 15  Chu kì :  Nhó m: VA  a) Theo đề ra, ta có: ZX + ZY + ZZ = 39 ZY = (1) ZX + ZZ (2) ⇒ ZY = 13 ⇒ Y laøAl :  Ne]3s23p1 Vì nguyên tử nguyên tố không phản ứng với H2O điều kiện thường nên ZX = 12 ⇒ X laøMg: [Ne]3s2 ⇒ Zi = 14 ⇒ Z laøSi :[Ne]3s2 3p2 - Cả  3 nguyên tố thuộc chu kì Mg nhóm IIA, A1 nhóm IIIA Si nhóm IVA b) Thứ tự độ âm điện: Mg < Al < Si  Thứ tự bán kính nguyên tử: Mg > Al > Si c) Thứ tự tính bazơ: Mg(OH)2 > Al(OH)3 > Si(OH)4 ≡ H2SiO3 ×H2O Bazơ yếu a) Nguyên tố Hiđ roxit lưỡng tính A(Z − 16) Axit yếu  B ( Z = 8) C ( Z = 1) D ( Z = 17) E ( Z = 11)   Trang 28 Cấu hình 1522s2 2p63s23p4 1s2 2s2 2p4 1s1 1s2 2s2 2p63s23p 1s52 2s2 2p63s1 electron Vị trí Số thứ tự: 16; chu Số thứ tự: 8; chu Số thứ tự: 1; chu kì: Số thứ tự: Số thứ tự: 17 ; chu kì: 11; chu kì: kì: 3; nhóm: VIA  kì: 2; nhóm: 1; nhóm: IA  VIA  3; nhóm: 3; nhóm: IA  VIIA  b) Bạn đọc tự giải a) Gọi ZX ,ZY ,Y A ,ZB số proton nguyên tử nguyên tố X, Y , A, B • Tim X, Y Theo đề ra: ZX + ZY = 24 (1) 24 = 12 → X,Y hai nguyên tố thuộc chu kì nhỏ Do chúng thuộc nhóm hai chu kì liên tiếp nên chúng cách ô ZY − ZX = (2) ⇒ Z= Giải hệ (1) (2) → ZX = (O) vàZY = 16 (S) ⇒ Cấu hình electron: O (Z = 8):1s2 2s2 2p4 S (Z = 16):1s2 2s2 2p63s23p4 • Tim A, B   ZA + NA + ZB + NB = 51  ZA = 12    ZB − ZA =  NA = 12 ⇒  N − N = A  B  ZB = 13 Z = N  N = 14 A  B  A  A Mg; B Al ⇒ Cấu hình electron: Mg (Z = 12):1s2 2s2 2p63s2 Al (Z = 13):1s2 2s2 2p63s23p1 b) Theo nhóm VIA tính phi kim: O > S Theo chu kì  3 tính kim loại: A1 < Mg Theo dãy: Al − Mg − S − O tính kim loại giảm đồng thời tính phi kim tăng c) Công thức hợp chất chúng Al 2O3,Al 2S3,MgO,MgS,SO2,SO3 10 a) Gọi ZA , NA số proton số nơtron A 2ZA + NA = 115  ZA = 35 ⇒ ⇒ A brom ( Br) Ta có:  2ZA − NA = 25 NA = 45 Cấu hình electron: Br (Z = 35):1s2 2s2 2p63s23p6 4s23d10 4p5 → 1s2 2s2 2p63s23p63d10 4s2 4p5 Trang 29 STT: 35  Vị trí: Chu kì :  Nhó m: VIIA  b) Gọi ZX , ZY số điện tích hạt nhân nguyên tử hai nguyên tố X, Y Ta có: ZX + ZY = 16 (1) 16 =8 ⇒ X,Y hai nguyên tố thuộc chu kì nhỏ Do chúng thuộc nhóm hai chu kì liên tiếp nên chúng cách ô ZY − ZX = (2) → Z= Giải hệ (1) (2) → ZX = (Be) ZY = 12 ( Mg)   • Vị trí: Be (Z = 4):1s2 2s2 ⇒ Số thứ tự: 4; chu kì: 2; nhóm IIA Mg (Z = 12):1s2 2s2 2p63s2 ⇒ Số thứ tự: 12; chu kì 3; nhóm IIA  ZB + ZD = 31  ZB = 15 ⇒ c) Theo đề ra, ta có hệ :   ZD = 16  ZD − ZB = ⇒ B photpho ( P ) ; D lưu huỳnh ( S) Cấu hình electron: P (Z = 15):1s2 2s2 2p63s23p3 S (Z = 16):1s2 2s2 2p63s23p4 Tính chất hóa học đặc trưng P S tính oxi hóa P0 + 3e → P3− S0 + 2e → S2− Cấu hình electron ion: P3− :1s2 2s2 2p63s23p6 S2− :1s2 2s2 2p63s23p6 11 Kí hiệu ( 1) cấu hình electron Có thể cấu hình electron của: • Ngun tử: lúc ta biết - Điện tích hạt nhân nguyên tố 18 ( 1) có 18 electron Đó nguyên tử nguyên tố Ar - Nguyên tố chu kỳ ( 1) có lớp electron - Đây nguyên tố khí trơ số electron lớp ngồi đạt tới bão hồ • Ion dương (cation): - Có thể ion có điện tích 1+ lúc ngun tử ban đầu có cấu hình electron 1s2 2s2 2p63s23p6 4s1 (2) + Điện tích hạt nhân nguyên tố 19 ( 2) có 19electron Đó ngun tử nguyên tố K + Nguyên tố chu kỳ ( 2) có lớp electron Trang 30 + ( 1) cấu hình electron K - Có thể ion có điện tích 2+ lúc ngun tử ban đầu có cấu hình electron 1s 2s2 2p63s23p6 4s2 (3) + Điện tích hạt nhân ngun tố 20 ( 3) có 20 electron Đó nguyên tử nguyên tố Ca + Nguyên tố chu kỳ ( 3) có lớp electron + ( 1) cấu hình electron Ca2+ - Về ngun tắc có cation điện tích từ 3+ trở lên • Ion âm (anion): - Có thể ion có điện tích 1− lúc ngun tử ban đầu có cấu hình electron 1s2 2s2 2p63s23p5 (4) + Điện tích hạt nhân nguyên tố 17 ( 4) có 17 electron Đó nguyên tử nguyên tố Cl + Nguyên tố chu kỳ ( 4) có lớp electron + ( 1) cấu hình electron Cl − - Có thể ion có diện tích 2− lúc ngun tử ban đầu có cấu hình electron 1s2 2s2 2p63s23p4 (5) + Diện tích hạt nhân ngun tố 16 ( 5) có 16 electron Đó nguyên tử nguyên tố S + Nguyên tố chu kỳ ( 5) có lớp electron + ( 1) cấu hình electron S2− Thực tế ion khó tồn Anion có điện tích từ 3− trở gặp 12 a) X 2− 1s2 2s2 2p63s23p6 X :1s2 2s2 2p63s23p4 X có điện tích hạt nhân = 16, chu kỳ nhóm VIA  b) XO3 oxitaxit mạnh H2X có tính axit 13 Đáp số: 1) a)  r : Na > Al > P > Cl b) X : Na < Al < P < Cl 2) r : Na+ < Ne 14 Theo đề ra: - Electron cuối A ứng với bốn số lượng tử: n = 3; l = 1; ml = 0; mS = −1/ ⇒ Cấu electron phân lớp ngồi cùng: …3p5 ⇒ Cấu hình electron đầy đủ A :1s2 2s2 2p63s23p5 ⇒ Z = Σe = 17 (Cl) Trang 31 STT: 17  Vị trí Cl bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: VIIA  - Electron cuối B ứng với bốn số lượng tử: n = 4; l = 1; m1 = −1; ms = −1/ ⇒ Cấu electron phân lớp cùng: … 4p4 ⇒ Cấu hình electron đầy đủ B :1s2 2s2 2p63s23p63d10 4s2 4p4 ⇒ Z = Σe = 34 (Se) STT: 34  Vị trí Se bảng tuần hồn: Chu kì :  Nhó m: VIA  15 Xác định X + :  Tổng số hạt proton X + :  là: 10+ 1= 11 11 = 2,2 ⇒ Trong X + :  có chứa nguyên tử H Gọi nguyên tử thứ hai X + R , cơng thức X + ⇒ Z= RH+4 : ZR + = 11⇒ ZR = 7(N) ⇒ X + NH+4 R2H3+ :2ZR + = 11⇒ ZR = (loại) R3H2+ :3ZR + = 11⇒ ZR = (loại) Xác định ion Y 2− : Y 2− có 32 electron nên tổng số hạt proton hạt nhân Y 2− là: 30 32 − = 30 ⇒ Z = = 7,5 ⇒ Hai nguyên tố Y 2− thuộc chu kì Gọi A, B hai nguyên tố Y 2× ⇒ ZB = ZA + Cơng thức Y 2− là: & + 3Z = 30  Z = (C)  Z B AB32− :  A ⇒ A ⇒ Y 2− :CO23− Z = Z + Z = (O)  B A  B 2Z + 2ZB = 30  ZA = 6,5 A 2B22− :  A ⇒ (loaïi)  ZB = ZA +  ZB = 8,5 3Z + ZB = 30  ZA = A 3B2− :  A ⇒ (loai)  ZB = ZA +  ZB = Vậy hợp chất A có cơng thức ( NH4 ) CO3.  Trang 32 ... 15):1s2 2s2 2p63s23p3 S (Z = 16):1s2 2s2 2p63s23p4 Tính chất hóa học đặc trưng P S tính oxi hóa P0 + 3e → P3− S0 + 2e → S2− Cấu hình electron ion: P3− :1s2 2s2 2p63s23p6 S2− :1s2 2s2 2p63s23p6... a) X 2+ :1s2 2s2 2p6 ⇒ ZX = 10 + = 12 (Mg) Mg (Z = 12) :1s2 2s2 2p63s2 STT: 12  Vị trí Mg bảng tuần hồn: Chu kì :3  Nhó m: IIA  Y 2? ?? :1s2 2s2 2p6 ⇒ ZY = 10 − = (O) O (Z = 8):1s2 2s2 2p4 STT:... chất A K 2O2 c) K 2O2 + 2H2O → 2KOH + H2O2 Dung dịch B chứa: KOH vaøH2O2 ).  2KOH + Zn( NO3 ) → Zn(OH )2 ↓ +2KNO3 Zn(OH )2 + 2KOH → K  Zn(OH)4  NH4NO3 + H2O2 → 2NO + 3H2O 2NO + O2 → 2NO2 Ví dụ