GIÁO ÁN Bảng tuần hoàn các nguyên tố Hóa học

 Trong 1 nhóm: Điện tích hạt nhân tăng dần thì số lớp electron cũng tăng theo nên bán kính nguyên tử sẽ tăng dần II.. Năng lượng ion hóa.[r]

13

Bảng tuần hoàn các nguyên tố Hóa học

A Nguyên tắc sắp xếp trong bảng hệ thống tuần hoàn

- Các nguyên tố đƣợc sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân

- Các nguyên tố có cùng số lớp electron đƣợc xếp vào một

hàng

- Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị đƣợc xếp vào

một cột

B Cấu tạo bảng tuần hoàn

I Ô nguyên tố

- Mỗi nguyên tố hóa học được sắp xếp vào một ô của bảng

- Số thứ tự của ô chính là số hiệu nguyên tử cũng chính là số

điện tích hạt nhân (p)

Ví dụ: 27Al

13

Tức là nguyên tố Nhôm ở ô số 13 trong bảng HTTH Nhôm có

13 hạt proton và 13 electron

II Chu kì

- Bao gồm các nguyên tố có cùng số lớp electron

- Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron

Hay nói cách khác, các nguyên tố hóa học có cùng số lớp

electron sẽ đƣợc xếp vào cùng 1 hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân

Trong bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì, trong đó có 3 chu kì nhỏ và

4 chu kì lớn Chu kì nhỏ (từ 1 → 3)

Chu kì 1: Các nguyên tố thuộc chu kì 1 thì có 1 lớp elctron

Chu kì này có 2 nguyên tố

Chu kì 2: Các nguyên tố thuộc chu kì 2 thì có 2 lớp elctron

Chu kì này có 8 nguyên tố

Chu kì 3: Các nguyên tố thuộc chu kì 3 thì có 3 lớp elctron

Chu kì này có 8 nguyên tố

Chu kì lớn (từ 4→ 7) Ở 4 chu kì còn lại đều chứa 18 nguyên tố

III Nhóm nguyên tố

- Các nguyên tố có cấu hình

electron tương tự nhau , tính chất hóa học gần giống nhau được xếp vào cùng một nhóm

- Trong bảng hệ thống tuần hoàn đƣợc chia thành 8 nhóm Trong 8 nhóm lại đƣợc chia thành nhóm

A (phân nhóm chính) và nhóm B (phân nhóm phụ)

1 Nhóm A : Gồm các nguyên tố

s ,p

Ví dụ: 2s1 , 2s2 2p2

Số thứ tự nhóm A = số electron ở lớp ngoài cùng

2 Nhóm B : Gồm các nguyên tố

d,f

- Chúng đều là kim loại và chiếm

vị trí trung gian khi chuyển từ nhóm IIA sang nhóm IIIA nên

còn đƣợc gọi là kim loại chuyển tiếp

- Các nguyên tố f chỉ thuộc nhóm VIII B và đƣợc xếp ở cuối bảng

C Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron

I Nguyên tố nhóm A

Đó là các nguyên tố họ Lantan

và học Actini

Ví dụ: 3d3 4s2 , 3d5 4s2

- Cấu hình electron trong từng nhóm đều giống nhau, trong 1 chu kì cấu hình electron đều bắt đầu dạng ns1 và kết thúc bằng ns2 ns6 Các chu kì kế tiếp lặp đi lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng

Hay biến đổi : ns 1

→ ns 2

→ ns 2 np 1

→ ns 2 np 2 → ns 2 np 3 … → ns 2 np 6

- Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tố (theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân) qua các chu kì

dẫn đến sự biến đổi tuần hoàn

tính chất hóa học của các nguyên tố

II Nguyên tố nhĩm B

- Cấu hình electron lớp ngồi cùng của nguyên tố nhĩm B biến đổi phức tạp

- Các nguyên tố ở chu kì 4 và 5 cấu hình electron ngồi cùng cĩ dạng :

( n-1)d a ns 2 ( a từ 1 đến 1o , loại giá trị 4 và 9 )

- Ngoại lệ là (n-1)d 5 ns 1 và

là (n-1)d 10 ns 1 gọi là cấu

hình electron bán bảo hịa (

sớm bảo hịa )

III Hĩa trị cao nhất với oxi và hydro

Số thứ tự

nhóm A IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA Hợp chất với

oxi Na2O MgO Al2O3 SiO2 P2O5 SO3 Cl2O7

Hóa trị cao nhất

Hợp chất khí

với hydro _ _ _ SiH4 PH3 H2S HCl

Hóa trị với

Qui luật biến đổi hóa trị trong chu kì :

- Hóa trị cao nhất đối với oxi tăng

từ 1 đến 7

- Hóa trị với hydro giảm từ đến

về 1 ( tính từ nhóm IVA trở đi )

D Sự biến đổi bán kính nguyên tử - Năng lượng ion hóa -

độ âm điện

I Bán kính nguyên tử

Bán kính nguyên tử phụ thuộc lực hút giữa hạt nhân và các

electron Khi số lớp electron càng tăng thì bán kính nguyên tử

cũng tăng theo

Lưu ý :

 Trong 1 chu kì: Khi điện

tích hạt nhân tăng dần nhƣng lớp electron không tăng theo làm cho bán kính nguyên tử sẽ giảm dần

 Trong 1 nhóm: Điện tích

hạt nhân tăng dần thì số lớp electron cũng tăng theo nên bán kính nguyên tử sẽ tăng dần

II Năng lượng ion hóa

- Năng lƣợng ion hóa thứ nhất: Là năng lượng tối thiểu để tách 1

electron ra khỏi vỏ nguyên tử

- Nếu bán kính nguyên tử càng nhỏ thì lực hút giữa hạt nhân

với electron lớp ngoài cùng sẽ càng lớn  Năng lƣợng để tách

electron ra khỏi lớp vỏ sẽ lớn

Ngƣợc lại, nếu bán kính nguyên tử càng lớn thì lực hút giữa

hạt nhân với electron lớp ngoài cùng sẽ càng nhỏ  Năng lƣợng

ion hóa sẽ nhỏ

III Độ âm điện

- Độ âm điện là giá trị đặc trưng cho khả năng hút electron của

nguyên tử trong phân tử

- Bán kính nguyên tử càng nhỏ thì lực hút với electron càng lớn

thì độ âm điện càng cao

Và ngƣợc lại, Bán kính nguyên tử càng lớn thì lực hút với electron càng nhỏ Độ âm điện càng thấp

Lưu ý :

Trong 1 chu kì: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, độ âm điện sẽ tăng dần

Trong 1 nhóm: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, độ âm điện sẽ giảm dần

Lưu ý :

 Trong 1 chu kì: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, năng lƣợng ion hóa sẽ tăng dần

 Trong 1 nhóm: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, năng

lƣợng ion hóa sẽ giảm dần

Giá trị độ âm điện của nguyên tử một số nguyên tồ nhóm A nhóm

Chu kỳ

IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA

1 2,2 H

2 0,98 Li 1,57 Be 2,04 B 2,55 C 3,04 N 3,44 O 3,98 F

3 0,93 Na 1,31 Mg 1,61 Al 1,9 Si 2,19 P 2,58 S 3,16 Cl

4 0,82 K Ca 1 1,81 Ga 2,01 Ge 2,18 As 2,55 Se 2,96 Br

5 0,82 Rb 0,95 Sr 1,78 In 1,96 Sn 2,05 Sb 2,1 Te 2,66 I

6 0,79 Cs 0,89 Ba 1,62 Tl 2,33 Pb 2,02 Bi Po 2 2,2 At

E Sự biến đổi tuần hoàn các tính chất – Định luật tuần

hoàn

I Tính kim loại – Phi kim

- Tính kim loại: Đặc trưng cho khả năng cho đi electron để tạo

thành ion dương (+)

Như vậy 1 nguyên tố càng dễ cho đi electron để thành ion dương thì tính kim loại càng mạnh

- Tính phi kim: Đặc trưng cho khả năng nhận electron để tạo

thành ion âm (-)

Như vậy 1 nguyên tố càng dễ dàng nhận electron để thành ion

âm thì tính phi kim càng mạnh

Nguyên tử có bán kính càng lớn, lực tương tác giữa electron lớp

ngoài cùng với hạt nhân sẽ càng nhỏ, dễ dàng cho đi electron

nên tính kim loại càng mạnh Ngược lại, bán kính nguyên tử

càng nhỏ thì lực tương tác giữa electron lớp ngoài cùng với hạt

nhân càng lớn, nó có xu hướng hút electron vào mà khó cho đi

electron nên tính phi kim càng mạnh

Kết luận :

 Trong 1 chu kì: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần

 Trong 1 nhóm: Theo chiều

tăng điện tích hật nhân, tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần

II Tính axit – baz

Trong 1 chu kì: Theo chiều

tăng điện tích hạt nhân, tính bazo giảm dần và tính axit tăng dần

Trong 1 nhĩm: Theo chiều

tăng điện tích hật nhân, tính bazo tăng dần và tính axit giảm dần

Sự biến đổi tíhn axit - baz của mộ số nguyên tố

Na2O

Oxit baz Oxit baz MgO Oxit lưỡng Al2O3

tính

SiO2

Oxit axit Oxit axit P2O5 Oxit axitSO3 Oxit axit Cl2O7

NaOH

Baz kiềm Mg(OH)Baz yếu 2 hydoxit lưỡng Al(OH)3

tính

H2SiO3

Axit yếu Axit tr.bình H3PO4 H2SO4

Axit mạnh HClO4

Axit rất mạnh

III Định luật tuần hồn: Tính chất của các nguyên tố và đơn

chất, cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên

từ các nguyên tố đĩ biển đổi tuần hồn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử

Ý NGHĨA CỦA BẢNG TUẦN HÒAN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

I QUAN HỆ GIỮA VỊ TRÍ CỦA NGUYÊN TỐ VÀ CẤU TẠO NGUYÊN TỬ CỦA CÙNG

MỘT NGUYÊN TỐ

Ví dụ1 : Một nguyên tố có số thứ tự là 20 , chu kỳ 4 , nhóm II A Vậy cấu tạo

nguyên tử của nguyên tố nầy như thế nào ?

Ví dụ 2 : Biết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố là

1s2 2s22p6 3s23p5 Hãy xác định vị trí của nguyên tố trong HTTH

và đó là nguyên tố nào ?

II QUAN HỆ GIỮA VỊ TRÍ VÀ TÍNH CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ

Vị trí của một nguyên tố

trong bảng tuần hòan

- Số tứ tự

- Chu kỳ

- Nhóm A

Cấu tạo nguyên tử

- số proton , số electron

- số lớp electron

- số electron ở lớp ngoài cùng

Vị trí của một nguyên tố

trong bảng tuần hòan

- Số tứ tự

- Chu kỳ

- Nhóm A

Tính chất của nguyên tố :

- Tính kim loại hoặc phi kim

- Hóa trị cao nhất của nguyên tố vớ oxi  công thức oxit cao nhất

- Công thức hợp chất khí với hydro ( nếu có )

- Công thức hydroxyt tương ứng ( nếu có ) và tíhn axit hoặc baz của chúng

Ví du 1ï : Nguyên tố R ở ố thứ 9 , chu kỳ 2 nhóm VIIA Hãy dự đóan tính chất hóa học của nguyên tố R

Ví du 2 : Nguyên tố X ở ố thứ 15 , chu kỳ 3 nhóm VA Hãy dự đóan tính chất hóa học của nguyên tố X

III SO SÁNH TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA MỘT NGUYÊN TỐ VỚI CÁC NGUYÊN TỐ LÂN CẬN

Ví dụ : So sánh tính chất hóa học của S ( Z=16) và N( Z=7)

Phương pháp

- Xác định vị trí của nguyên tố trong HTTH

- Xác định tính chất hóa học của nguyên tố

- Dựa vào qui luật biến đổi tính chất các nguyên tố trong HTTH :

 Trong một chu kì, theo chiều Z+ tăng :

 Tính kim loại yếu dần , tính phi kim mạnh dần

 Oxit và hiđroxit có tính bazơ giảm dần, tính axit mạnh dần

 Trong nhóm A, theo chiều Z+ tăng :

Tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

 so sánh tính chất hóa học các nguyên tố

BÀI TẬP

Bài1 Một nguyên tố ở chu kì 3 , nhóm VIA trong bảng tuần

hòan các nguyên tố hóa học Hỏi :

1/- Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ở lớp

ngoài cùng ?

2/- Các electron ngoài cùng nằm ở lớp thứ mấy ?

3/- Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố trên

Bài 2 Viết cấu hình electron nguyên tử của magie ( Z=12) Để

đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất trong

bảng tuần hòan , nguyên tử magie nhường hay nhận bao nhiêu

electron ? magie thể hiện tính kim loại hay phi kim ?

Bài 3 Viết cấu hình electron nguyên tử của lưu huỳnh ( Z=16)

Để đạt cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất trong bảng tuần hòan , nguyên tử lưu hùynh nhường hay nhận bao

nhiêu electron ? magie thể hiện tính kim loại hay phi kim ?

Bài 4 Tổng số hạt cơ bản của một nguyên tố X nhóm VIIA là 28

1/- Xác định số hạt P , N, E

2/- Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố X

3/- Xác định vị trí của X trong HTTH

4/- X thuộc nguyên tố kim loại hay phi kim ? Viết công thức oxit cao nhất của X Viết công thức hợp chất khí với hydro ( nếu có ) Hyroxit của X có tính axit hay baz ?

Bài5 Một nguyên tố Y thuộc chu kỳ 3 , nhóm VIA trong HTTH

1/ Nguyên tử của X có mấy lớp electron ?

2/ Cấu hình electron lớp ngoài cùng đƣợc viết nhƣ thế nào

 Lớp ngoài cùng có bao nhiêu electron ?

 Y là nguyên tố loại nào ( s ,p ,d, f) ?

Bài 6 Oxit cao nhất của một nguyên tố là RO3 , trong hợp chất

của nó với hidro có 5,88% H về khối lƣợng Xác định R

Bài7 Hợp chất khí với hidro của một nguyên tố là RH4 Oxit cao nhất của nó chứa 53,3 % O về khối lƣợng Xác định R

Bài 8 Khi cho 0,6 gam một kim loại nhóm IIA tác dụng với H2O tạo ra 0,336 lít khí H2 ( đkc) Xác định tên kim loại

Bài 9 Cho 4,68 gam một nguyên tố M thuộc nhóm IA tác dụng

vừa đủ với 13,44 lít O2( đkc) Xác định tên của M

Bài10 Cho 3,6 gam một nguyên tố M thuộc nhóm IIA tác dụng

vừa đủ với 150ml dung dịch H2SO4 1M thì thu đƣợc khí H2 Xác

định M