HÓA HỌC 10 || BÀI 8: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

 Theo chiều tăng điện tích hạt nhận của nguyên tử các nguyên tố biến đổi như thế nào:

👉 Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố hóa học có sự biến đổi tuần hoàn như thế nào?

👉 Mối liên hệ giữa cấu hình electron nguyên tử với tính chất của các nguyên tố trong chu kì và trong nhóm A

👉 Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A

Bảng tra cứu nhóm nguyên tố trong bảng tuần hoàn

I. SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

- Sự biến đổi tuân hoàn cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử các nguyên tố khi điện tích hạt nhân tăng dần chính là nguyên nhân của sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố.

II. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM A

1. Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A

Nhóm A gồm các nguyên tố thuộc chu kì nhỏ và chu kì lớn. Chúng là các nguyên tố s và nguyên tố p. 

- Nguyên tử các nguyên tố trong một nhóm A có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau. Sự giống nhau về cấu hình electron lớp ngoài cùng là nguyên nhân của sự giống nhau về tính chất hóa học của các nguyên tố trong một nhóm A. 

- Số thứ tự của nhóm (IA, IIA,…) cho biết số electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm đồng thời cũng là số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tử nguyên tố đó. Do đó biết số thứ tự của nhóm, ta có thể xác định được số electron lớp ngoài cùng. 

- Sau mỗi chu kì, cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A được lặp đi lặp lại, ta nói rằng chúng biến đổi tuần hoàn. 

Cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A

🌞🌞🌞 Công thức tổng quát: nsanpb

n là số thứ của chu kì, (a + b) là số thứ tự của nhóm. 

Electron lớp ngoài cùng ns được gọi là nguyên tố s (nhóm IA và IIA)

Electron lớp ngoài cùng ns np được gọi là nguyên tố p (nhóm IIIA đến nhóm VIIIA)  

- Các electron hóa trị của các nguyên tố thuộc nhóm IA, IIA là electron s, các nguyên tố đó gọi là nguyên tố s. Các electron hóa trị của các nguyên tố thuộc 6 nhóm A tiếp theo là các electron s và p, các nguyên tố đó là nguyên tố p (trừ He).

2. Đặc điểm cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố nhóm A tiêu biểu

a) Nhóm VIIIA là nhóm khí hiếm

- Nhóm khí hiếm gồm các nguyên tố heli, neon, agon, kripton, xeon và rađon.

- Nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm khí hiếm đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Cấu hình electron nguyên tử là ns2np6, đây là cấu hình electron bền vững.

- Nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm hầu hết đều không tham gia vào các phản ứng hóa học ở điều kiện thường.

Ở điều kiện thường, các khí hiếm đều ở trạng thái khí và phân tử chỉ gồm một nguyên tử.

b) Nhóm IA là nhóm kim loại kiềm

- Nhóm kim loại kiềm gồm các nguyên tố liti, natri, kali, rubiđi, xesi (ngoài ra còn có nguyên tố phóng xạ franxi).

- Nguyên tử của các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng (ns1). Trong các phản ứng hóa học, nguyên tử của nguyên tố kim loại kiềm có khuynh hướng nhường đi 1 electron lớp ngoài cùng để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm đứng trước nó. Do đó, trong các hợp chất, các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có hóa trị 1.

Cấu hình electron của kim loai caxi

-Các kim loại kiềm là các kim loại điển hình nên tính chất hóa học cơ bản các nguyên tố thuộc nhóm này như sau:

+ Tác dụng mạnh với oxi tạo thành các oxit bazơ tan trong nước. Ví dụ như Li2O Na2O 

+ Tác dụng mạnh với nước ở nhiệt độ thường tạo thành hiđro và hiđroxit có tính kiềm mạnh như NaOH, KOH.

+ Tác dụng với các phi kim khác tạo thành muối như NaCl, K2S.

c) Nhóm VIIA là nhóm halogen

- Nhóm halogen gồm các nguyên tố flo, clo, brom, iot, (ngoài ra còn có nguyên tố phóng xạ atanin).

- Nguyên tử của các nguyên tố halogen có 7 electron lớp ngoài cùng (ns2np5). Trong phản ứng hóa học, nguyên tử của nguyên tố halogen có khuynh hướng nhận 1 electron để đạt đến cấu hình electron khí hiếm đứng sau nó. Do đó, nguyên tố halogen có hóa trị 1.

- Ở dạng đơn chất, các phân tử halogen gồm hai nguyên tử: F2, Cl2 , Br2 , I2

- Một số tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố nhóm halogen:

+ Tác dụng với kim loại tạo ra muối như KCl, AlCl3

+ Tác dụng với hiđro tạo ra hợp chất khí như HF, HCl, HBr, HI. Các chất này tan trong nước tạo thành axit

+ Hiđroxit của halogen là những axit như HClO, HClO3

III. CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM B

- Các nguyên tố nhóm B đều thuộc chu kì lớn. Chúng là các nguyên tố d và nguyên tố f, còn được gọi là các kim loại chuyển tiếp.
🌞🌞🌞Công thức tổng quát :   (n-1)dansb

n là số thứ tự của chu kì. Tổng (a + b) có 3 trường hợp : 
− a + b < 8 thì tổng này bằng số thứ tự của nhóm.
− a + b = 8 hoặc 9 hoặc 10 thì nguyên tố thuộc nhóm VIIIB.
− a + b > 10 thì tổng (a + b – 10) là số thứ tự của nhóm.
🌞 Chú ý : với nguyên tử có cấu hình electron (n-1)dansb 
  b luôn là số 2, a lần lượt là từ 1 đến 10 trừ 2 trường hợp sau :
− a + b = 6 thay vì a = 4 ; b = 2 thì phải đổi là a = 5 và b = 1 (bán bão hòa)
− a + b = 11 thay vì a = 9 ; b = 2 thì phải đổi là a = 10 ; b = 1 (bão hòa)
- Từ chu kì 4, trong mỗi chu kì, sau khi bão hòa phân lớp ngoài cùng ns2 , các electron tiếp theo được sắp xếp ở lớp ngoài cùng để có cấu hình electron bền nhất.
- Các nguyên tố d hoặc f có số electron hóa trị nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp sát lớp ngoài cùng chưa bão hòa, khi phân lớp sát ngoài cùng đã bão hòa thì số electron hóa trị được tính theo số electron ở lớp ngoài cùng.

IV. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP

Bài 1. Các nguyên tố thuộc cùng một nhóm A có tính chất hóa học tương tự nhau, vì vỏ nguyên tử của các nguyên tố nhóm A có
A. số electron như nhau.
B. số lớp electron như nhau.
C. số electron thuộc lớp ngoài cùng như nhau.
D. cùng số electron s hay p.
Chọn đáp án đúng.
Giải:
Ta có: 
Nguyên tử các nguyên tố trong một nhóm A có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau. Sự giống nhau về cấu hình electron lớp ngoài cùng là nguyên nhân của sự giống nhau về tính chất hóa học của các nguyên tố trong một nhóm A.
=> Chọn đáp án C
Bài 2. Sự biến thiên tính chất của các nguyên tố thuộc chu kì sau được lặp lại tương tự như chu kì trước đó là do:
A. Sự lặp lại tính chất kim loại của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.
B. Sự lặp lại tính chất phi kim của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.
C. Sự lặp lại cấu hình electron lớp ngoài cùng của các nguyên tử các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước (ở ba chu kì đầu).
D. Sự lặp lại tính chất hóa học của các nguyên tố ở chu kì sau so với chu kì trước.
Chọn đán án đúng.
Giải:
=> Chọn đáp án C
Bài 3. Những nguyên tố thuộc nhóm A nào là các nguyên tố s, nguyên tố p? Số electron thuộc lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố s và p khác nhau thế nào?
Giải:
Những nguyên tố thuộc nhóm IA, IIA là các nguyên tố s
Những nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến VIIIA là các nguyên tố p
Nguyên tố s và p có số electron lớp ngoài cùng khác nhau:
Nguyến tố s có 1 hoặc 2 electron lớp ngoài cùng
Nguyên tố p có từ 3 đến 8 electron lớp ngoài cùng
Bài 4. Những nguyên tố nào đứng đầu các chu kì? Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố đó có đặc điểm chung gì?
Giải:
Những nguyên tố kim loại kiềm (trừ Hidro) đứng đầu các chu kỳ. Nguyên tử của các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có 1 electron ở lớp ngoài cùng (ns1). Trong các phản ứng hóa học, nguyên tử của nguyên tố kim loại kiềm có khuynh hướng nhường đi 1 electron lớp ngoài cùng để đạt cấu hình electron bền vững của khí hiếm đứng trước nó. Do đó, trong các hợp chất, các nguyên tố kim loại kiềm chỉ có hóa trị 1. Đây cũng là electron hóa trị của nhóm kim loại này.
Bài 5. Những nguyên tố nào đứng cuối các chu kì? Cấu hình electron của nguyên tử của các nguyên tố đó có đặc điểm chung gì?
Giải:
Những nguyên tố khí hiếm đứng cuối các chu kỳ. Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố có dạng ns2np6. Nguyên tử của các nguyên tố trong nhóm khí hiếm đều có 8 electron ở lớp ngoài cùng. Cấu hình electron nguyên tử là ns2np6, đây là cấu hình electron bền vững. Nói cách khác là lớp electron ngoài cùng bão hòa, rất bền hóa học.

Bài 6. Một nguyên tố ở chu kì 3, nhóm VIA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hỏi:
a) Nguyên tử của nguyên tố đó có bao nhiêu electron ở lớp electron ngoài cùng?
b) Các electron ngoài cùng nằm ở lớp electron thứ mấy?
c) Viết cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố trên.
Giải:
a) Có 6 electron lớp ngoài cùng (số e ngoài cùng bằng số thứ tự nhóm VIA)
b) Lớp thứ 3 (số thứ tự của lớp electron ngoài cùng bằng số chu kì 3)
c) Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p4

Bài 7. Một số nguyên tố có cấu hình electron của từng nguyên tử như sau:

1s22s22p4

1s22s22p3

1s22s22p63s23p1

1s22s22p63s23p5

a) Hãy xác định số electron hóa trị của từng nguyên tử.

b) Hãy xác định vị trí của chúng (chu kì, nhóm) trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Giải:

- 1s22s22p4: có 6 electron hóa trị, thuộc chu kì 2, nhóm VIA.

- 1s22s22p3: có 5 electron hóa trị, thuộc chu kì 2, nhóm VA.

- 1s22s22p63s23p1: có 3 electron hóa trị, thuộc chu kì 3, nhóm IIIA.

- 1s22s22p63s23p5: có 7 electron hóa trị, thuộc chu kì 3, nhóm VIIA.

Lời kết 

Trên đây chúng ta đã tìm hiểu sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố và cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố nhóm A, nhóm B. Hi vọng bài viết SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN CẤU HÌNH ELECTRON NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC hữu ích với các bạn. Hãy chia sẻ đến những người bạn của bạn nhé! Chúc các bạn học tốt!