Đề cương ôn tập Hóa học 10 - Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Nguyễn Phong Dũng

Nội dung text: Đề cương ôn tập Hóa học 10 - Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Nguyễn Phong Dũng

1. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học I. LỊCH SỬ PHÁT MINH BẢNG TUẦN HỒN: - Tính đến năm 2016 cĩ 118 nguyên tố được xác định trong bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học. - Năm 1869, nhà hố học Mendeleev đã cơng bố bảng tuần hồn các nguyên tố hố học, trong đĩ, các nguyên tố đã được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử. - Bảng tuần hồn hiện đại ngày nay được xây dựng trên cơ sở mối liên hệ giữa số hiệu nguyên tử và tính chất của nguyên tố, các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử. Dmitri Ivanovich Mendeleev (1834 – 1907) Ví dụ 1. Theo tiến trình lịch sử, các nhà khoa học đã phân loại các nguyên tố hĩa học dựa trên các cơ sở nào? Đáp án: Theo tiến trình lịch sử, các nhà khoa học đã phân loại các nguyên tố hĩa học dựa trên các cơ sở: + Tính chất hĩa học của các nguyên tố giống nhau. + Khối lượng nguyên tử của các nguyên tố tăng dần trong một quãng tám, trong đĩ nguyên tố thứ 8 lặp lại tính chất nguyên tố đầu tiên. + Khối lượng nguyên tử của các nguyên tố tăng dần trong 1 cột và hàng, bắt đầu một cột hoặc hàng tính chất nguyên tố lặp lại. + Cuối cùng, các nguyên tố được phân loại dựa trên cấu tạo của nguyên tử. Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
2. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học Hình. Bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học II. BẢNG TUẦN HỒN CÁC NGUYÊN TỐ HĨA HỌC: Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
3. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học 1. Tìm hiểu ơ nguyên tố: Hình. Ơ nguyên tố aluminium KẾT LUẬN Mỗi nguyên tố hố học được xếp vào một ơ trong bảng tuần hồn các nguyên tố hố học, gọi là ơ nguyên tố. Số thứ tự của một ơ nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hố học trong ơ đĩ. STT ơ = Z = số p = số e = số ĐTHN 2. Tìm hiểu chu kì: Hình. Các nguyên tố thuộc chu kì 2 và chu kì 3 KẾT LUẬN Chu kì: là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng cĩ cùng số lớp e, được xếp theo chiều ĐTHN tăng dần STT chu kì = số lớp e Loại chu kì Chu kì nhỏ Chu kì lớn Chu kì 1 2 3 4 5 6 7 Số nguyên tố 2 8 8 18 18 32 32 Bảng tuần hồn cĩ 118 nguyên tố gồm 90 nguyên tố kim loại, 20 nguyên tố phi kim, 8 nguyên tố khí hiếm. 3. Tìm hiểu về nhĩm: a. Nhĩm nguyên tố: - Nhĩm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử cĩ cấu hình electron tương tự nhau, do đĩ cĩ tính chất hĩa học gần giống nhau và được xếp thành một cột. - Gồm 8 nhĩm A được đánh số từ IA đến VIIIA. - Gồm 8 nhĩm B được đánh số từ IIIB đến VIIIB, IB, IIB. - Mỗi một cột là một nhĩm, riêng nhĩm VIIB cĩ 3 cột Bảng tuần hồn gồm 16 nhĩm nhưng cĩ 18 cột . b. Xác định số thứ tự nhĩm: * Nhĩm A: Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
4. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học Cấu hình e hĩa trị tổng quát của nhĩm A: nsa npb - n: lớp e ngồi cùng. - a, b: số e trên phân lớp s và p. (a = 1 – 2; p = 0 – 6) STT nhĩm A = số e lớp ngồi cùng (e hĩa trị) = a + b * Nhĩm B: Cấu hình e hĩa trị tổng quát của nguyên tố d: (n-1)dx nsy x y 8 số thư ù tự nhóm B = x + y 8 x y 10 nhóm VIIIB x y 10 số thư ù tự nhóm B = (x + y)-10 ** Đặc biệt: số e hĩa trị = 8, 9, 10 = nhĩm VIIIB 8 e hĩa trị 9 e hĩa trị 10 e hĩa trị Cột thứ nhất nhĩm VIIIB Cột thứ hai nhĩm VIIIB Cột thứ ba nhĩm VIIIB 4. Phân loại nguyên tố dựa theo cấu hình electron và tính chất hố học: a. Theo cấu hình electron: Các nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử cĩ electron cuối cùng điền vào phân lớp s, p, d, f tương ứng (theo năng lượng). - Khối các nguyên tố s cấu hình electron lớp ngồi cùng ns1-2 gồm : + Nhĩm IA = Kim loại kiềm, ngoại trừ H. + Nhĩm IIA = kim loại kiềm thổ. - Khối các nguyên tố p cấu hình electron lớp ngồi cùng ns2np1-6 gồm các nguyên tố từ nhĩm IIIA – VIIIA (trừ He). Các nhĩm A gồm các nguyên tố s và nguyên tố p.( - Khối các nguyên tố d cấu hình electron phân lớp sát ngồi cùng và lớp ngồi cùng (n-1)d1-10ns1-2 gồm các nguyên tố thuộc nhĩm B. - Khối các nguyên tố f cấu hình electron phân lớp sát ngồi cùng và lớp ngồi cùng (n-2)f0-14 (n-1)d0--2ns2 gồm các nguyên tố nhĩm B xếp thành 2 hàng ở cuối bảng. + Họ Lanthanides + Họ Actinides Các nhĩm B gồm các nguyên tố d và nguyên tố f (kim loại chuyển tiếp). b. Theo tính chất hĩa học: Nhĩm I, II, IIIA IVA V, VI, VIIA VIIIA Nhĩm B Loại s p p p (trừ He) d & f nguyên tố KL Tính chất KL hoặc PK Thường PK Khí hiếm Kim loại (trừ H, B) 5. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hồn: Nguyên tắc: - Các nguyên tố được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử. - Các nguyên tố cĩ cùng số lớp electron trong nguyên tử và cấu hình electron tương tự nhau được xếp cùng một chu kì. - Các nguyên tố mà nguyên tử cĩ cấu hình electron tương tự nhau được xếp cùng một nhĩm. Ví dụ 1. Trong bảng tuần hồn, các nguyên tố hĩa học được sắp xếp theo ba nguyên tắc, nguyên tắc Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
5. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học nào sau đây là đúng? A. Nguyên tử khối tăng dần. B. Cùng số lớp electron cùng cột. C. Điện tích hạt nhân tăng dần. D. Cùng số electron hĩa trị xếp cùng hàng. Ví dụ 2. Cho hình ảnh về một nguyên tố hĩa học trong bảng tuần hồn. Hãy cho biết các thơng tin cĩ trong ơ nguyên tố này? Đáp án: Từ ơ nguyên tố vanadium ta biết: + Số hiệu nguyên tử: 23. + Kí hiệu hĩa học: V. + Tên nguyên tố: Vanadium. + Nguyên tử khối trung bình: 50,942. Ví dụ 3. Cấu tạo của bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học. a. Mỗi nguyên tố hĩa học được xếp vào một ơ trong bảng tuần hồn. b. Mỗi hàng trong bảng tuần hồn được gọi là một nhĩm. c. Mỗi cột trong bảng tuần hồn được gọi là một chu kì. d. Bảng tuần hồn hiện nay cĩ 7 chu kì, 8 nhĩm A và 8 nhĩm B. Trong mỗi ý a), b), c), d), thí sinh chọn đúng hoặc sai. Đáp án: a. Đ. b. S. Chu kì. c. S. Nhĩm. d. Đ. Ví dụ 4. Cho các phát biểu về bảng tuần hồn các nguyên tố hĩa học: (1) Số thứ tự của nhĩm luơn luơn bằng số electron ở lớp vỏ ngồi cùng của nguyên tử nguyên tố thuộc nhĩm đĩ. (2) Số electron ở lớp vỏ ngồi cùng càng lớn thì số thứ tự của nhĩm càng lớn. (3) Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một hàng cĩ cùng số lớp electron. (4) Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một cột cĩ cùng số electron hĩa trị. Số phát biểu đúng là A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. Đáp án: (1) Sai. Với trường hợp nhĩm B, chẳng hạn nhĩm VIIIB, số thứ tự nhĩm khơng bằng số electron ở lớp vỏ ngồi cùng. (2) Sai. Ví dụ Fe thuộc nhĩm VIIIB chỉ cĩ 2 electron ở lớp vỏ ngồi cùng. Ví dụ 5. Bảng tuần hồn hiện nay cĩ số chu kì và số hàng ngang lần lượt là A. 7 và 9. B. 7 và 8. C. 7 và 7. D. 6 và 7. Ví dụ 6. Bảng tuần hồn hiện nay cĩ số cột, số nhĩm A và số nhĩm B lần lượt là A. 18, 8, 8. B. 18, 8, 10. C. 18, 10, 8. D. 16, 8, 8. Ví dụ 7. Chu kì 3 và chu kì 4 của bảng hệ thống tuần hồn cĩ lần lượt là A. 2 và 8 nguyên tố. B. 8 và 18 nguyên tố. C. 10 và 18 nguyên tố. D. 8 và 16 nguyên tố. Ví dụ 8. Cho các nguyên tố X (Z = 3), Y (Z = 9), T (Z = 11), G (Z = 16), K (Z = 17). a) Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố hĩa học trên. b) Nguyên tố nào được xếp vào cùng một nhĩm, cùng một chu kì? Vì sao? Đáp án: a) X: 1s22s1 Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
6. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học Y: 1s22s22p5 T: 1s22s22p63s1 G: 1s22s22p63s23p4 K: 1s22s22p63s23p5 b) X, Y cùng chu kì 2; T, G, K cùng chu kì 3 (vì cĩ cùng số lớp electron). X, T cùng nhĩm IA; Y, K cùng nhĩm VIIA (vì cĩ cùng số electron ở lớp ngồi cùng). Ví dụ 9. Dựa vào bảng tuần hồn, hãy cho biết cấu hình electron và số electron hĩa trị của các nguyên tố C, Mg và Cl. Đáp án: - Cấu hình e của nguyên tố C (Z = 6): 1s22s22p2 cĩ 4 electron hĩa trị. - Cấu hình e của nguyên tố Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2 cĩ 2 electron hĩa trị. - Cấu hình của nguyên tố Cl (Z = 17): 1s22s22p63s23p5 cĩ 7 electron hĩa trị. Ví dụ 10. Cho các thơng tin sau đây: Nguyên tố phosphorus cĩ Z = 15, cĩ trong thành phần của một loại phân bĩn, diêm, pháo hoa. Nguyên tố calcium cĩ Z = 20, đĩng vai trị rất quan trọng đối với cơ thể, đặc biệt là xương và răng. Nguyên tố iron cĩ Z = 26, cĩ vai trị hỗ trợ cho quá trình tổng hợp hemoglobin (vận chuyển oxy đến các tế bào) và myoglobin (dự trữ oxy cho cơ thể). a) Xác định vị trí của 3 nguyên tố trên trong bảng tuần hồn. b) Cho biết chúng thuộc loại nguyên tố s, p hay d; là kim loại, phi kim hay khí hiếm. Đáp án: - Phosphorus (Z = 15) cĩ cấu hình electron: 1s22s22p63s23p3 + P nằm ở ơ số 15, chu kì 3, nhĩm VA. + P là nguyên tố họ p => P là phi kim. - Calcium (Z = 20) cĩ cấu hình electron: 1s22s22p63s23p64s2 + Ca nằm ở ơ số 20, chu kì 4, nhĩm IIA. + Ca là nguyên tố họ s => Ca là kim loại. - Iron (Z = 26) cĩ cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d64s2 (1s22s22p63s23p64s23d6) + Fe nằm ở ơ số 26, chu kì 4, nhĩm VIIIB. + Fe là nguyên tố họ d => Fe là kim loại. Ví dụ 11. Viết cấu hình electron nguyên tử Na. Cho biết trong bảng tuần hồn, Na nằm ở ơ số 11, chu kì 3, nhĩm IA. Nêu mối liên hệ giữa số hiệu nguyên tử, số lớp electron, số electron lớp ngồi cùng và vị trí của Na trong bảng tuần hồn. Đáp án: Cấu hình electron nguyên tử Na là 1s22s22p63s1 Số hiệu nguyên tử = số electron = số thứ tự ơ nguyên tố trong bảng tuần hồn = 11. Số thứ tự chu kì = số lớp electron của nguyên tử nguyên tố = 3. Số thứ tự nhĩm = số electron lớp ngồi cùng của nguyên tử nguyên tố = 1. Ví dụ 12. Sulfur (S) là chất rắn, xốp, màu vàng nhạt ở điều kiện thường. Sulfur và hợp chất của nĩ được sử dụng trong acquy, bột giặt, thuốc diệt nấm; do dễ cháy nên S cịn được dùng để sản xuất các loại diêm, thuốc sung, pháo hoa, Trong bảng tuần hồn, nguyên tố S nằm ở chu kì 3, nhĩm VIA. a) Nguyên tử của nguyên tố S cĩ bao nhiêu electron thuộc lớp ngồi cùng? b) Các electron lớp ngồi cùng thuộc những phân lớp nào? c) Cấu hình electron nguyên tử S? d) S là nguyên tố kim loại hay phi kim? Đáp án: a) Nguyên tố S nằm ở nhĩm VIA => S cĩ 6 electron lớp ngồi cùng. b) Cấu hình electron của sulfur: 1s22s22p63s23p4 => Lớp ngồi cùng gồm 2 phân lớp s và p. 2 electron ở phân lớp s và 4 electron ở phân lớp p. Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng
7. Thầy Nguyễn Phong Dũng-0966433015 Chuyên đề BTH các nguyên tố hĩa học c) Cấu hình electron của sulfur: 1s22s22p63s23p4 d) S nằm ở nhĩm VIA nên S là nguyên tố phi kim. Ví dụ 13. Cho nguyên tố X thuộc nhĩm khí hiếm và hạt nhân cĩ 10 proton. Nguyên tố Y thuộc chu kì 4, nhĩm IA. Nguyên tố T thuộc chu kì 4, nhĩm IB. Viết cấu hình electron và xác định các nguyên tố X, Y, T. Đáp án: Vị trí trong BTH Cấu hình electron nguyên tử Tên nguyên tố Chu kỳ 2, nhĩm VIIIA 1s22s22p6 Neon (Ne) Chu kỳ 4, nhĩm IA 1s22s22p63s23p634s1 Potassium (K) Chu kỳ 4, nhĩm IB 1s22s22p63s23p63d104s1 Copper (Cu) Ví dụ 14. Nguyên tử X, anion Y–, cation Z+ đều cĩ cấu hình e lớp ngồi cùng là 4s24p6. Viết cấu hình e của X, Y, Z và xác định chu kì, nhĩm, cho biết X, Y, Z là kim loại, phi kim hay khí hiếm. Đáp án: Cấu hình e của X: 1s22s22p63s23p63d104s24p6 (khí hiếm). Cấu hình e của Y: 1s22s22p63s23p63d104s24p5 (phi kim). Cấu hình e của Z: 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1 (kim loại). Ví dụ 15. Hai nguyên tố X và Y đứng kế tiếp nhau trong một chu kì, cĩ tổng số đơn vị điện tích hạt nhân bằng 25. a) Hãy viết cấu hình electron của nguyên tử X và Y. b) Xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hồn và tên nguyên tố X, Y. Đáp án: 2 Z Z 25 Z 12 : [Ne]3s :Ô số12,chu kì3,n hóm IIA Magnesium(Mg). XYX Z Z 1 21 YX ZY 13: [Ne]3s 3p : Ô số13,chu kì3,n hóm IIIA Alu min ium(Al). Trên bước đường thành cơng khơng cĩ dấu chân của những kẻ lười biếng