Bài 7. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Các nguyên tố trong BTH được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải, từ trên xuống dưới)

- Các nguyên tố có cùng số lớp e xếp vào cùng một hàng (chu kì).

- Các nguyên tố có cấu hình e tương tự nhau được xếp vào cùng một cột (nhóm).

2. Cấu tạo bảng tuần hoàn

a. Ô nguyên tố

- Ô nguyên tố

- Mỗi nguyên tố hóa học chiếm một ô trong bảng tuần hoàn được gọi là ô nguyên tố.

- Số thứ tự ô nguyên tố = số hiệu nguyên tử của nguyên tố (= số e = số p = số đơn vị điện tích hạt nhân).

b. Chu kì

- Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp e, được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

- Số thứ tự chu kì = số lớp e.

- Bảng tuần hoàn hiện có 7 chu kì được đánh số từ 1 đến 7:

+ Chu kì 1, 2, 3: chu kì nhỏ.

+ Chu kì 4, 5, 6, 7: chu kì lớn.

Chu kì 7 chưa hoàn thành.

c. Nhóm nguyên tố

- Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình e tương tự nhau do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành 1 cột.

- Có 2 loại nhóm nguyên tố là nhóm A và nhóm B:

+ Nhóm A: bao gồm các nguyên tố s và p. Số thứ tự nhóm A = tổng số e lớp ngoài cùng

+ Nhóm B: bao gồm các nguyên tố d và f có cấu hình e nguyên tử tận cùng dạng (n – 1)dxnsy:

* Nếu (x + y) = 3 → 7 thì nguyên tố thuộc nhóm (x + y)B.

* Nếu (x + y) = 8 → 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIIIB.

* Nếu (x + y) > 10 thì nguyên tố thuộc nhóm (x + y – 10)B.

d. Khối nguyên tố (block)

- Các nguyên tố trong bảng tuần hoàn thuộc 4 khối: khối s, khối p, khối d và khối f.

- e cuối cùng điền vào phân lớp nào (theo thứ tự mức năng lượng) thì nguyên tố thuộc khối đó.

Đặc biệt nguyên tố H hiện nay được xếp ở hai vị trí là nhóm IA và VIIA đều ở chu kì I. Nguyên tố He mặc dù có 2e lớp ngoài cùng nhưng được xếp ở nhóm VIIIA. Điều này hoàn toàn phù hợp vì H giống kim loại kiềm đều có 1e ở lớp ngoài cùng nhưng nó cũng giống các halogen vì chỉ thiếu 1e nữa là đạt cấu hình bền giống khí hiếm He; còn He mặc dù có 2e ở lớp ngoài cùng nhưng giống các khí hiếm khác là cấu hình e đó là bão hoà.

II. Ý nghĩa bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Quan hệ giữa vị trí nguyên tố và cấu tạo nguyên tử của nó :

Thí dụ 1: Nguyên tố có STT 20, chu kì 4, nhóm IIA. Xác định

- Số proton, số electron trong nguyên tử?

- Số lớp electron trong nguyên tử?

- Số eletron lớp ngoài cùng trong nguyên tử?

Trả lời:

- Nguyên tử có 20p, 20e

- Nguyên tử có 4 lớp e

- Số e lớp ngoài cùng là 2

- Đó là nguyên tố Ca

Thí dụ 2: Cấu hình electron nguyên tử của một nguyên tố là: . Xác định vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn?

Trả lời:

- Ô nguyên tố thứ 19 vì có 19e(=19p)

- Chu kì 4 vì có 4 lớp e

- Nhóm IIA vì có 2e lớp ngoài cùng

- Đó là Kali

Kết luận: Biết vị trí của một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, có thể suy ra cấu tạo của nguyên tố đó và ngược lại.

_ Số thứ tự của nguyên tố « Số proton, số electron

_ Số thự tự của chu kì « Số lớp electron.

_ Số thứ tự của nhóm A « Số electron lớp ngoài cùng.

2. Quan hệ giữa vị trí và tính chất của nguyên tố

Biết vị trí một nguyên tố trong bảng tuần hoàn, ta có thể suy ra những tính chất hóa học cơ bản của nó :

- Tính kim loại, tính phi kim:

+Các nguyên tố ở các nhóm IA, IIA, IIIA (trừ H và B) có tính kim loại.

+ Các nguyên tố ở các nhóm VA, VIA, VIIA (trừ antimon, bitmut và poloni) có tính phi kim.

_ Hóa trị cao nhất của nguyên tố trong hợp chất với oxi, hóa trị của nguyên tố trong hợp chất với hiđro.

_ Công thức oxit cao nhất.

_ Công thức hợp chất khí với hiđro (nếu có)

	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VIA	VIIA
Hợpchất oxit cao nhất	R2O	RO	R2O3	RO2	R2O5	RO3	R2O7
Hợp chất khí với hiđro				RH4	RH3	RH2	RH

_ Công thức hiđroxit tương ứng (nếu có) và tính axit hay bazơ của chúng.

3. So sánh tính chấtt hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận :

Dựa vào qui luật biến đổi tính chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn có thể so sánh tính chất hóa học của một nguyên tố với các nguyên tố lân cận.

Vd : So sánh: P(Z=15) với Si(Z=14) và S(Z=16)

P(Z=15) với N(Z=7) và As(Z=33)

_ Si, P, S thuộc cùng một chu kì => theo chiều tăng của Z => tính PK tăng dần Si < P < S

_ N, P, As thuộc cùng nhóm A => theo chiều tăng của Z => tính PK tăng dần As < P < N