Các dạng bài tập về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học: Lý thuyết về bảng tuần hoàn, bài tập có hướng dẫn giải: Bài tập về mối quan hệ giữa cấu tạo và vị trí trong bảng tuần hoàn. Bài tập xác định các nguyên tố nhóm A. Bài tập về công thức oxit cao nhất, công thức hợp chất khí với hidro...
Trang 1BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HOÁ HỌC
* Cấu tạo bảng hệ thống tuần hoàn
Bảng tuần hoàn gồm các ô nguyên tố, được chia thành 7 chu kỳ đánh STT từ 1 đến 7
và 16 nhóm chia thành 8 nhóm A và 8 nhóm B
Nhóm A gồm các nguyên tố s, p
Nhóm B gồm các nguyên tố d, f
Số thứ tự của ô = số Z = số electron
Số thứ tự của chu kỳ = số lớp electron
Số thứ tự của nhóm = số electron hoá trị
Đối với các nguyên tố nhóm A, số electron hoá trị = số electron lớp ngoài cùng
Đối với các nguyên tố nhóm B, số electron hoá trị = số electron lớp ngoài cùng +electron ở phân lớp sát lớp ngoài cùng chưa bão hoà
Một số nhóm A:
- nhóm IA: nhóm kim loại kiềm
- nhóm IIA: nhóm kim loại kiềm thổ
- nhóm VIIA: nhóm halogen
- nhóm VIIIA: khí hiếm
- nhóm B: nhóm các nguyên tố chuyển tiếp (các nguyên tố nhóm B là các kimloại chuyển tiếp)
? Tìm cấu hình electron tổng quát cho các nguyên tố nhóm A, các nguyên tố nhóm B?
Cấu hình electron lớp ngoài cùng các nguyên tố nhóm A: nsanpb
Cấu hình electron lớp ngoài cùng các nguyên tố nhóm B: (n-1)dansb
Dạng 1: Từ cấu hình electron, xác định vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Lưu ý:
- Từ cấu hình ion => cấu hình electron của nguyên tử => vị trí trong BTH
( không dùng cấu hình ion => vị trí nguyên tố )
- Từ vị trí trong BTH cấu hình electron của nguyên tử
+ Từ số thứ tự chu kì => số lớp electron => lớp ngoài cùng là lớp thứ mấy
+ Từ số thứ tự nhóm => số electron của lớp ngoài cùng ( với nhóm A) cấu hình electron.
Nếu cấu hình e ngoài cùng : (n-1)d a ns b thì nguyên tố thuộc nhóm B và :
Trang 2Bài 2: Cho các nguyên tố sau: 147N , 11
23Na , 1735Cl , 2656Fe
a Xác định số proton, số nơtron, số electron có trong nguyên tử các nguyên tốtrên
b Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố trên
c Xác định vị trí của các nguyên tố trên trong HTTH
b Nguyên tử nguyên tố B có cấu hình electron tận cùng là 4p4 Viết cấu hìnhelectron đầy đủ và xác định vị trí của B trong HTTH Có thể xác định khốilượng nguyên tử của B được không? Vì sao?
c Nguyên tử nguyên tố D có 2 lớp electron và có 3 electron lớp ngoài cùng.Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố D và xác định vị trí của D trongHTTH
Bài 4: Nguyên tố A thuộc chu kì 3, nhóm VIIA trong HTTH
Nguyên tử của nguyên tố A có bao nhiêu electron lớp ngoài cùng
Viết cấu hình electron nguyên tử nguyên tố A
Hướng dẫn:
Nguyên tố A thuộc chu kì 3 => A có 3 lớp e
A thuộc nhóm VIIA => A có 7 e lớp ngoài cùng
Cấu hình electron của A: 1s22s22p63s23p5
Bài 5: Nguyên tố Cl ở ô số 17 Viết cấu hình electron của Cl-
Hướng dẫn
Cấu hình electron của X: 1s22s22p63s23p63d24s2
X - 2e X2+: 1s22s22p63s23p63d2
X - 4e X4+: 1s22s22p63s23p6
Trang 3Bài 7: Cho cấu hình electron của ion, xác định vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Bài 8: Nguyên tử X, anion Y- và cation Z2+ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng
là 4s24p6 Các nguyên tố X, Y, Z là kim loại hay phi kim? Xác định vị trí của chúngtrong bảng tuần hoàn
Bài 9: Viết cấu hình electron lớp ngoài cùng nguyên tử các nguyên tố sau:
- Sn thuộc chu kỳ 5, nhóm IVA (5s 2 5p 2 )
- Cr thuộc chu kỳ 4, nhóm VIB (3d 5 4s 1 )
- Ag thuộc chu kỳ 5, nhóm IB (4d 10 5s 1 )
- I thuộc chu kỳ 5, nhóm VIIA (5s 2 5p 5 )
- Cs thuộc chu kỳ 6, nhóm IA (6s 1 )
- Mo thuộc chu kỳ 5, nhóm VIB (4d 5 5s 1 )
- Hg thuộc chu kỳ 6, nhóm IIB (5d 10 6s 2 )
Bài 10: Các nguyên tố nào có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 4s1 Tìm vị trí cácnguyên tố đó trong bảng tuần hoàn
Giải: Các nguyên tố có cấu hình 4s1; 3d54s1 và 3d104s1
Bài 11: Tổng số hạt nơtron, proton, electron trong nguyên tử một đồng vị bền củanguyên tố X là 16
a Hãy viết kí hiệu nguyên tử của nguyên tố X
b Viết cấu hình electron nguyên tử của X và xác định vị trí của nó trongHTTH
Trang 4a Xác định tên nguyên tố đĩ.
b Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đĩ
c Xác định vị trí của nguyên tố đĩ trong HTTH
d Dự đốn khả năng đặc trưng của nguyên tố đĩ khi nĩ tham gia pưhh
Bài 13: Một nguyên tố R cĩ tổng số các hạt là 48 Cho biết tên và vị trí của R trongbảng tuần hồn
Dạng 2: Xác định 2 nguyên tố kế tiếp trong cùng một chu kì hoặc cùng nhĩm
- Nếu A, B là 2 nguyên tố nằm kế tiếp nhau trong 1 chu kì Z B – Z A = 1
- Nếu A, B là 2 nguyên tố thuộc 1 nhĩm A và 2 chu kì liên tiếp thì giữa A, B cĩ thể cách nhau 8, 18 hoặc 32 nguyên tố Lúc này cần xét bài tốn 3 trường hợp:
+ Trường hợp 1: A, B cách nhau 8 nguyên tố : Z B – Z A = 8.
+ Trường hợp 2: A, B cách nhau 18 nguyên tố : Z B – Z A = 18.
+ Trường hợp 3: A, B cách nhau 32 nguyên tố : Z B – Z A = 32.
Phương pháp : Lập hệ phương trình theo 2 ẩn Z B , Z A Z B , Z A
Bài 14: A và B là hai nguyên tố đứng kế tiếp nhau ở một chu kỳ trong hệ thốngtuần hoàn Tổng số p của chúng là 25 Xác định số hiệu nguyên tử và viết cấu hình
e của A, B
Hướng dẫn
Hai nguyên tố kế tiếp trong một chu kì (giả sử A đứng trước B)
ZB – ZA = 1Tổng số p là 25: ZA + ZB = 25
Giải được: ZA = 12; ZB = 13
Bài 15: Hai nguyên tố X, Y thuộc cùng nhĩm A và thuộc 2 chu kì liên tiếp trong bảngtuần hồn Tổng số điện tích hạt nhân của X, Y là 16 Xác định vị trí của X, Y trongbảng tuần hồn và so sánh tính chất hố học của chúng
Giải:
ZB – ZA = 2
Trang 5ZB – ZA = 8 => ZA = 12; ZB = 20.
ZB – ZA = 18
Bài 17: C và D là hai nguyên tố đứng kế tiếp nhau ở một chu kỳ trong hệ thốngtuần hoàn Tổng số khối của chúng là 51 Số nơtron của D lớn hơn C là 2 hạt.Trong nguyên tử C, số electron bằng với số nơtron Xác định vị trí và viết cấu hình
NC = ZC
=> 3ZC + ZD + 2 = 51
Giải hệ được ZC, ZD
Trang 6MỘT SỐ NHÓM A TIÊU BIỂU
I Nhóm IA: nhóm kim loại kiềm
Gồm các nguyên tố: Li, Na, K, Rb, Cs (trừ H, không xét Fr vì là nguyên tố phóng xạ)
Có 1 e lớp ngoài cùng : ns1
- Có xu hướng nhường 1e để đạt cấu hình bão hoà bền vững, do đó các nguyên tố nhóm
IA là những kim loại điển hình
- Trong hợp chất, chúng có hoá trị I
- Một số tính chất:
+ tác dụng với oxi oxit kim loại
2R + 1/2O2 R2O+ tác dụng với nước bazơ
R + H2O ROH + 1/2H2+ tác dụng với phi kim (halogen) muối
2R + X2 2RX
II Nhóm IIA: nhóm kim loại kiềm thổ
Gồm các nguyên tố: Be, Mg, Ca, Sr, Ba (Ra là nguyên tố phóng xạ)
R + 2H2O R(OH)2 + H2+ tác dụng với phi kim (halogen) muối
R + X2 RX2
III Nhóm VIIA: nhóm halogen
Gồm các nguyên tố: F, Cl, Br, I (At là nguyên tố phóng xạ)
X2 + H2 2HX
HX tan trong nước được dung dịch axit halogen hidric
DẠNG 3: XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ DỰA VÀO PHẢN ỨNG HÓA HỌC
Trang 7- Tính số mol kim loại dựa vào tỉ lệ phản ứng
- Tìm M kim loại => tên kim loại
- Tìm 2 kim loại A, B kế tiếp nhau trong cùng phân nhóm chính
m hhKL
n hhKL M A < A < M B dựa vào BTH suy ra 2 nguyên tố A, B.
Bài 1: Cho 7,8 gam một kim loại kiềm tác dụng hết với nước thu được 2,24 lit khí ởđktc Xác định kim loại đó
- Tính số mol sản phẩm theo dữ kiện đề bài
- Tính số mol kim loại dựa vào tỉ lệ phản ứng
- Tìm M kim loại => M1, M2 => tên kim loại
Bài 4: Cho 4,4 gam một hỗn hợp 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp và đều thuộcnhóm IIA của bảng tuần hoàn tác dụng với axit HCl dư thì thu được 3,36 lit khí hidro(đktc) Hãy xác định 2 kim loại và % khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp
Trang 8Gọi kim loại trung bình là R
R + 2H2O R(OH)2 + H2
VH2 = 3,36 lit => nH2 = 0,15 mol => nR = 0,15 mol
=> MR = 4,4/0,15 = 29,3 => Hai kim loại là Mg (24) và Ca (40)
Bài 8: Hoà tan 5,4 gam hỗn hợp 1 kim loại kiềm và oxit của nó vào nước thu được250g dung dịch A Để trung hoà 50g dung dịch A cần 80ml dd HCl 0,5M Tìm kimloại kiềm
Trang 9Ba(NO3)2 dư vào dung dịch B thu được 69,9 gam kết tủa Tìm V, công thức hoá họccủa oxit và muối cacbonat
R2SO4 + Ba(NO3)2 BaSO4 + 2RNO3
18 y
Vì 0 < y < 0,3 => tìm được 8,3 < R < 30 => R = 23 (Na)
Bài 10: Hoà tan 2,84g hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại A và B kế tiếp nhautrong nhóm IIA bằng 120ml dung dịch HCl 0,5M vừa đủ thu được 0,896 lit CO2 (đo ở54,60C và 0,9atm) và dung dịch X
a) Tìm nguyên tử khối của A, B và khối lượng mỗi muối trong X
b) Tính % mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu
( 1
) ( 4 , 22 ).
( 1
K mol
l atm
( 273 ).
( 1
) ( 22400 ).
( 760
K mol
ml mmHg
= 62400 mmHg.ml/mol.K
Bài 11: Cho 46 gam hỗn hợp X gồm Ba và 2 kim loại kiềm A, B thuộc 2 chu kỳ kếtiếp nhau vào nước thu được dung dịch Y và 11,2 lit khí (đktc) Nếu thêm 25,56 gam
Na2SO4 vào dung dịch Y thì vẫn chưa kết tủa hết bari Còn nếu thêm 29,82 gam
Na2SO4 vào dung dịch Y thì dung dịch sau phản ứng vẫn còn dư Na2SO4 Xác định tên
2 kim loại kiềm
Giải:
Gọi kim loại chung cho 2 kim loại kiềm là R
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H22R + 2H2O 2ROH + H2Ba(OH)2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaOHGọi x là số mol Ba và y là số mol 2 kim loại kiềm
Trang 10nH2 = x + y/2 = 0,5
lại có: 137x + My = 4,6 => y = 68 , 5 M
5 , 22
Tìm được: 27,9 < M < 33,3 => 2 kim loại kiềm là Na và K
Trang 11SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT CÁC NGUYÊN TỐ
- Tính kim loại: Tính kim loại được đặc trưng bằng khả năng của nguyên tử
nguyên tố dễ nhường electron để trở thành ion dương
- Tính phi kim: Tính phi kim được đặc trưng bằng khả năng của nguyên tử
nguyên tố dễ thu electron để trở thành ion âm
- Bán kính nguyên tử: khoảng cách từ hạt nhân đến electron lớp ngoài cùng
- Độ âm điện: Độ âm điện của nguyên tố đặc trưng cho khả năng hút electron
của nguyên tử đó trong phân tử
Trong một chu kỳ, từ trái sang phải :
Tính kim loại giảm dần
Tính phi kim tăng dần
Bán kính nguyên tử giảm dần
Độ âm điện tăng dần
Trong một nhóm A, từ trên xuống dưới :
Tính kim loại tăng dần
Tính phi kim giảm dần
Bán kính nguyên tử tăng dần
Độ âm điện giảm dần
- kim loại mạnh nhất là Cesi (Cs)
- phi kim mạnh nhất là Flo (F)
+ Đối với các nguyên tố nhóm A
- Hoá trị trong oxit cao nhất = STT nhóm
- Hoá trị trong hợp chất khí với hidro = 8 – STT nhóm
H2RO4 HRO4Nguyên tố có tính kim loại thì oxit và hidroxit có tính bazơ Tính kim loại củanguyên tố càng mạnh thì tính bazơ của oxit và hidroxit càng mạnh
Trang 12Nguyên tố có tính phi kim thì oxit và hidroxit có tính axit Tính phi kim củanguyên tố càng mạnh thì tính axit của oxit và hidroxit càng mạnh.
Chú ý: Các nguyên tố nhóm IA, IIA, và IIIA cũng tạo được hợp chất với hidro (hidrua
kim loại – là chất rắn) có công thức tương ứng: RH, RH2, RH3 Trong các hợp chấtnày, số oxi hoá của H là -1
VD: NaH: natri hidrua
CaH2: canxi hidrua
Trong một chu kì, từ trái sang phải :
Tính bazơ của oxit cao nhất và hidroxit tương ứng giảm
Tính axit của oxit cao nhất và hidroxit tương ứng tăng
Trong một nhóm A, từ trên xuống dưới :
Tính bazơ của oxit cao nhất và hidroxit tương ứng tăng
Tính axit của oxit cao nhất và hidroxit tương ứng giảm
Bài 1: Hãy sắp xếp và giải thích các nguyên tố theo chiều:
Tăng dần tính kim loại của: K, Na, Li
Giảm dần tính phi kim của: F, Cl, Br, I
Tăng dần tính kim loại của: Na, Mg, Al
Giảm dần tính phi kim của: N, O, F
Giảm dần tính kim loại của: K, Ca, Mg, Al
Tăng dần tính phi kim của: S, F, Cl
Hướng dẫn
Tính kim loại: K, Na, Li cùng nhóm IA: Li < Na < K
Tính phi kim: F, Cl, Br, I cùng nhóm VIIA: F > Cl > Br > I
Tính kim loại: Na, Mg, Al cùng chu kì: Al < Mg < Na
Tính phi kim: N, O, F cùng chu kì: F > O > N
Tính kim loại: K, Ca cùng chu kì: K > Ca
Thứ tự tăng dần tính phi kim: S < Cl < F
Bài 2: So sánh tính bazơ hoặc axit (có giải thích) của các hợp chất sau:
NaOH, KOH, RbOH
NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3
H3PO4, H2SO4, HClO4
H3PO4, H2SO4, HNO3
Hướng dẫn
Tính kim loại: Na < K < Rb => Tính bazơ: NaOH < KOH < RbOH
Tính kim loại Na > Mg > Al => Tính bazơ: NaOH > Mg(OH)2 > Al(OH)3
Tính phi kim: P < S < Cl => Tính axit: H3PO4 < H2SO4 < HClO4
Trang 13Tính phi kim: P < S < N (dựa vào độ âm điện)
X, Y thuộc cùng một chu kì => tính phi kim X < Y
Y, Z thuộc cùng nhóm A => tính phi kim X > Z
Bài 4: Cho các nguyên tố sau: 19X, 11Y, 3Z, 16A, 17B, 15D, 13M
a So sánh độ âm điện của các nguyên tố X, Y, Z Giải thích
b So sánh tính phi kim của các nguyên tố A, B, D Giải thích
c So sánh tính kim loại của các nguyên tố X, Y, M Giải thích
d So sánh bán kính nguyên tử của các nguyên tố X, M, D Giải thích
Hướng dẫn
- Viết cấu hình electron, xác định vị trí của X, Y, Z, A, B, D, M
- Biễu diễn các nguyên tử vào bảng tuần hoàn
- So sánh tính chất
a So sánh độ âm điện của các nguyên tố X < Y < Z
b So sánh tính phi kim của các nguyên tố B > A > D
c So sánh tính kim loại của các nguyên tố X > Y > M
d So sánh bán kính nguyên tử của các nguyên tố X > M > D
Trang 14Bài 5: A, B, C là 3 nguyên tố thuộc cùng một chu kỳ của bảng tuần hoàn Biết: oxitcủa A khi tan trong nước tạo thành một dung dịch làm hồng giấy quỳ tím B phản ứngđược với nước tạo thành dung dịch làm xanh quỳ tím Còn C phản ứng được với cảaxit và kiềm Hãy sắp xếp trật tự A, B, C theo chiều tăng dần số hiệu nguyên tử và giảithích.
Hướng dẫn
Oxit của A khi tan trong nước tạo thành một dung dịch làm hồng giấy quỳ tím
=> oxit của A là oxit có tính axit => A là phi kim
B phản ứng được với nước tạo thành dung dịch làm xanh quỳ tím => B là kimloại nhóm IA hoặc IIA
Còn C phản ứng được với cả axit và kiềm => hidroxit của C có tính lưỡng tínhTrong cùng một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loạigiảm, tính phi kim tăng
Trật tự tăng dần số hiệu nguyên tử: B, C, A
Bài 6: Tổng số hạt trong nguyên tử nguyên tố R là 21 Tổng số hạt mang điện gấp đôi
số hạt không mang điện
a) Xác định vị trí của R trong bảng tuần hoàn
b) Tính % khối lượng của R trong oxit cao nhất và trong hợp chất khí với hidro Giải:
DẠNG 4: XÁC ĐỊNH NGUYÊN TỐ DỰA VÀO PHẦN TRĂM KHỐI LƯỢNG
Lưu ý : Đối với phi kim : hoá trị cao nhất với Oxi + hoá trị với Hidro = 8
- Xác định nhóm của ngtố R (Số TT nhóm = số electron lớp ngoài cùng = hoá trị của ngtố trong oxit cao nhất )
- Lập hệ thức theo % khối lượng M R
Bài 7: (BT2.40-SBT) Nguyên tố R hợp với H cho hợp chất RH4 Oxit cao nhất của nóchứa 53,3% oxi về khối lượng R là nguyên tố nào?
Giải:
CT oxit cao nhất: XO2
%O = 2 16
16 2
Trang 15Hoá trị của R với oxi là n
Hoá trị của R với hidro là 8 – n = n
R + 32 = 2,353(R+ 4) => R = 16,7 nghiệm không thoả mãn
+ R thuộc nhóm VIA => CT oxit cao nhất: RO3
CT hợp chất khí với hidro: RH2MRO3 = 2,353MRH2
R + 48 = 2,353(R+ 2) => R = 32 => R là Lưu huỳnh
Trang 16Bài 13: A và B là 2 nguyên tố thuộc cùng một nhóm A có 6 electron lớp ngoài cùng.Hợp chất A với hidro có phần trăm khối lượng hidro bằng 5,88% Số khối của A lớnhơn B.
a) Xác định A, B và hợp chất của A, B với hidro
b) B tạo với halogen X một hợp chất X2B7 trong đó X chiếm 38,8% khối lượng.Tìm halgen X
%X = X
X
2 16 7
+ Nếu R thuộc nhóm IA, IIA, IIIA
Công thức hợp chất với hidro là RHn (n = STT nhóm = hoá trị của kim loại)
%R = R n
R
100 = 91,176 => R = 8,824
176 ,
91 n
Thử từng trường hợp:
R = 10,33 20,66 31
+ Nếu R thuộc nhóm IVA, VA, VIA, VIIA
Công thức hợp chất với hidro là RH8-n (n = STT nhóm)
Thử từng trường hợp:
R = 31
=> nghiệm phù hợp: R ở nhóm VA, R = 31, R là photpho
Bài 15: Nguyên tố Y là phi kim thuộc chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn, có công thức oxit cao nhất là YO3
a) Xác định tên nguyên tố Y
b) Y tạo với kim loại M một hợp chất có công thức MY2, trong đó M chiếm 46,67% khối lượng Xác định tên nguyên tố M
Hướng dẫn
Công thức oxit cao nhất là YO3 => Y thuộc nhóm VIA
Y thuộc chu kì 3 => cấu hình e : 1s22s22p63s23p4
=> ZY = 16 => Y là S
Trong hợp chất MS2