- Bài tốn về nguyên tử cĩ nhiều e phức
b. Hệ thống tuần hồn
- Hệ thống tuần hồn ngày nay gồm khoảng 112 nguyên tố với 7 chu kỳ và 8 phân nhĩm.
121
•Chu kỳ:
- Các chu kỳ 1 (2 nguyên tố), 2 và 3 ( mỗi chu kỳ 8 nguyên tố) được gọi là chu kỳ nhỏ. 4 chu kỳ cịn lại là chu kỳ lớn.
- Chu kỳ 4 và 5 ( mỗi chu kỳ cĩ 18
nguyên tố) gồm 8 nguyên tố nhĩm A ( nhĩm chính) và 10 nguyên tố B
- Chu kỳ 6 gồm 32 nguyên tố với 18 nguyên tố tương tự chu kỳ 5 và 14
nguyên tố cĩ tính chất hĩa học giống lantan và được gọi là họ lantan (các
lantanit) xếp phía dưới bên ngồi bảng chính.
- Chu kỳ 7 chưa hồn tất, cũng cĩ 14 nguyên tố actinit xếp dưới họ lantan.
123
Khi quan sát từ chu kỳ 2 đến chu kỳ 6 ta thấy:
“Chu kỳ là 1 dãy các nguyên tố xếp theo thứ tự tăng dần, mở đầu là kim loại điển hình, kết thúc là 1 khí hiếm.”
Nhĩm
- Trong hệ thống tuần hồn, các nguyên tố cĩ tính chất tương tự được tập hợp thành cột dọc, mỗi cột là 1 nhĩm.
- Các nguyên tố thuộc các cột 1, 2 và các cột từ 13 đến 18 tạo thành 8 nhĩm, đánh số từ IA đến VIIIA được gọi là các nhĩm A (nhĩm chính).
- 11 cột cịn lại tạo thành các nhĩm B (nhĩm phụ) và được đánh số từ IIIB đến VIIIB, sau đĩ IB, IIB.
- Từ IIIB đến VIIB, mỗi cột là 1 nhĩm phụ, riêng nhĩm VIIIB gồm 3 cột.
125
- Đối với 3 cột này khơng những các nguyên tố cùng 1 cột mà các nguyên tố thuộc cùng hàng ngang cũng cĩ tính chất tương tự. Hệ thống tuần hồn và cấu hình electron nguyên tử • Chu kỳ 1: Lớp thứ nhất cĩ 2 electron điền vào phân lớp 1s, vì vậy chu kỳ 1 cĩ 2 nguyên tố: H và He.
126
• Chu kỳ 2: Lớp thứ hai cĩ 8 electron điền vào phân lớp 2s, 2p vì vậy chu kỳ 2 cĩ 8 nguyên tố: Li đến Ne. • Chu kỳ 3: gồm 8 nguyên tố: Na (Z=11) (Ne)3s13p03d0 Mg (Z=12) (Ne)3s23p03d0 Al (Z=13) (Ne)3s23p13d0 Si (Z=14) (Ne)3s23p23d0 P (Z=15) (Ne)3s23p33d0 S (Z=16) (Ne)3s23p43d0 Cl (Z=17) (Ne)3s23p53d0 Ar (Z=18) (Ne)3s23p63d0
127
•- Nguyên tố trong nguyên tử cĩ phân lớp s đang xây dựng và hồn tất được gọi là nguyên tố s.
•- Nguyên tố trong nguyên tử cĩ phân lớp p đang xây dựng và hồn tất được gọi là nguyên tố p.
• Chu kỳ 4: gồm 18 nguyên tố: K (Z=19) (Ar)3d04s14p04d04f0 Ca (Z=20) (Ar) 3d04s24p04d04f0 Sc (Z=21) (Ar) 3d14s24p04d04f0 Ti (Z=22) (Ar) 3d24s24p04d04f0 ………. Ga (Z=31) (Ar)3d104s24p14d04f0 ……… Kr (Z=36) (Ar)3d104s24p64d04f0
129
•- Các nguyên tố từ Sc(21) đến Zn(30) cĩ
phân lớp 3d đang xây dựng và hồn tất, đĩ là các nguyên tố d thuộc phân nhĩm B
•Chu kỳ 5: Gồm 18 nguyên tố với cấu
hình electron 4d105s25p6
•Chu kỳ 6: cấu hình e: 4f145d106s26p6
•Chu kỳ 7: Tương tự chu kỳ 6, mặc dù
chưa hồn tất nhưng dự đốn phải gồm 32 nguyên tố: 5f146d107s27p6.
Nhận xét:
1. Chu kỳ thứ n cĩ n lớp electron. Đầu chu kỳ thứ n là nguyên tố ns1, kết thúc chu kỳ 1 là He 1s2, kết thúc các chu kỳ khác là khí hiếm ns2np6.
2. Quá trình xây dựng các lớp electron trong nguyên tử được lặp đi lặp lại một cách tuần hồn: cứ sau mỗi chu kỳ, các nguyên tố lại cĩ cấu hình e tương tự
131
- Như vậy, sự lặp lại tuần hồn cấu hình electron của các nguyên tử là nguyên nhân căn bản dẫn đến sự biến đổi tuần hồn tính chất của các nguyên tố.
3. Nhĩm bao gồm các e cĩ số hĩa trị bằng nhau. Các e hĩa trị là những e cĩ khả năng tham gia vào hình thành các liên kết hĩa học.
• Nhĩm A:
• - Nguyên tử của nguyên tố A cĩ số e ngồi cùng bằng số thứ tự của nhĩm.
• - Những e ngồi cùng này cũng chính là những e hĩa trị.
• - Các nguyên tố A được gọi là các nguyên tố điển hình.
• - Các nguyên tố khí hiếm cịn được gọi là các khí trơ cĩ cấu hình e hồn tồn bão hịa.
133
• Nhĩm B:
• - Gồm các nguyên tố d.
• - Từ chu kỳ 4 trở đi, bắt đầu xuất hiện các nhĩm B. cĩ 8 nhĩm B.
• - Các e d cũng cĩ khả năng tạo thành các liên kết, do đĩ trong trường hợp chung chúng cũng được coi là e hĩa trị.
• - Các nguyên tố nhĩm B là các kim loại chuyển tiếp.
•- Các nguyên tố họ lantanit và actinit là những nguyên tố f.
•- Trong cùng họ, cấu hình electron của các nguyên tử chỉ khác nhau về số e thuộc phân lớp f.
- Do vậy, tính chất hĩa học của chúng ít khác nhau và giống tính chất của lantan và actini.
135