HÓA HỌC 10 || BÀI 9: SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN

 Theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

👉 Tính kim loại và phi kim của các nguyên tố biến đổi ra sao?

👉 Hóa trị của các nguyên tố có thay đổi theo quy luật nào không?

👉 Thành phần và tính chất của hợp chất các nguyên tố biến đổi như thế nào?

👉 Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của nguyên tử các nguyên tố hóa học?

👉 Năm được khái niệm định luật tuần hoàn của nguyên tử các nguyên tố hóa học.

I. SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH KIM LOẠI – TÍNH PHI KIM

− Tính kim loại là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ nhường electron để trở thành ion dương. Nguyên tử của nguyên tố nào càng dễ nhường electron, tính kim loại của nguyên tố đó càng mạnh. 

− Tính phi kim là tính chất của một nguyên tố mà nguyên tử của nó dễ dàng nhận thêm electron để trở thành ion âm. Nguyên tử của nguyên tố nào càng dễ nhận electron, tính phi kim của nguyên tố đó càng mạnh. 

1. Sự biến đổi tính chất trong một chu kì

− Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại của các nguyên tố giảm dần, đồng thời tính phi kim tăng dần. 

- Giải thích: Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải) thì năng lượng ion hóa, độ âm điện tăng dần đồng thời bán kính nguyên tử giảm dần làm cho khả năng nhường electron giảm dần nên tính kim loại giảm, khả năng nhận electron tăng nên tính phi kim tăng. 

Bán kính nguyên tửa của một số nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn

- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nhưng số lớp electron của nguyên tử nguyên tố bằng nhau, do đó lực hút của hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng lên làm cho bán kính nguyên tử giảm dần nên khả năng nhường electron giảm dần.

2. Sự biến đổi tính chất trong một nhóm A

− Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân tính kim loại của các nguyên tố tăng dần, đồng thời tính phi kim giảm dần. 

- Giải thích: Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trên xuống dưới) thì năng lượng ion hóa, độ âm điện giảm dần đồng thời bán kính nguyên tử tăng nhanh làm cho khả năng nhường electron tăng, nên tính kim loại tăng, khả năng nhận electron giảm, nên tính phi kim giảm. 

- Trong nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trên xuống dưới) thì số lớp electron cũng tăng làm bán kính nguyên tử tăng nhanh và chiếm ưu thế hơn nên khả năng nhường electron tăng lên, nên tính kim loại tăng, khả năng nhận electron giảm, nên tính phi kim giảm.

- Tính kim loại, tính phi kim của các nguyên tố phụ thuộc chủ yếu vào cấu hình electron nguyên tử. Cấu hình electon nguyên tử của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn có tính biến đổi tuần hoàn nên tính kim loại, tính phi kim biến đổi tuần hoàn. 

- Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, cấu hình electron, bán kính nguyên tử, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện, hóa trị trong oxit cao nhất, hóa trị trong hợp chất với hiđro, bazơ các oxit, hiđroxit tương ứng,… biến đổi tuần hoàn. 

3.  Độ âm điện

- Độ âm điện của một nguyên tử đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử đó khi tạo thành liên kết hóa học. 

Như vậy, độ âm điện của nguyên tử nguyên tố càng lớn thì tính phi kim của nguyên tố đó càng mạnh. Ngược lại, độ âm điện của nguyên tử nguyên tố càng nhỏ thì tính kim loại của nguyên tố đó càng mạnh. 

Bảng độ âm điện của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn - Periodic table electronegativity

− Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường tăng dần. 

− Trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường giảm dần. 

II. HÓA TRỊ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ 

- Trong cùng một chu kì, đi từ trái sang phải, hóa trị cao nhất của các nguyên tố với oxi tăng lần lượt từ 1 đến 7, còn hóa trị với hiđro của các phi kim giảm dần từ 4 đến 1. Do đó, với các nguyên tố phi kim thì : hóa trị cao nhất với oxi + hóa trị với hiđro = 8.  
- Trong một nhóm A, hóa trị cao nhất với oxi bằng nhau và bằng thứ tự nhóm. 

Nhóm Hợp chất	IA	IIA	IIIA	IVA	VA	VI	VIIA
Oxit cao nhất	R2O	RO	R2O3	RO2	R2O5	RO3	R2O7
Hợp chất với hiđro	RH (rắn)	RH2 (rắn)	RH3 (rắn)	RH4 (khí)	RH3 (khí)	RH2 (khí)	RH (khí)
Hiđroxit tương ứng	ROH	R(OH)2	R(OH)3	H2RO3	H3RO4	H2RO3 H2RO4	HROn (n = 1…4)

III. OXIT VÀ HDROXIT CỦA NGUYÊN TỐ NHÓM A THUỘC CÙNG CHU KÌ

- Tính axit – bazơ của oxit và hiđroxit của các nguyên tố quan hệ mật thiết với tính phi kim – tính kim loại của nguyên tố. 
- Nguyên tố có tính kim loại càng mạnh thì tính bazơ của oxit và hiđroxit càng mạnh, còn nguyên tố có tính phi kim càng mạnh thì tính axit của oxit và của hiđroxit càng mạnh. 
- Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng giảm dần, đồng thời tính axit của chúng tăng dần. 
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng tăng dần, đồng thời tính axit của chúng giảm dần.  

Sự biến đổi tính axit-bazo trong bảng tuần hoàn

IV. ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN

- 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 đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng điện tích hạt nhân nguyên tử.

V. HƯỚNG DẪN GIẢI BÀI TẬP

Bài 1. Trong một chu kì, bán kính nguyên tử các nguyên tố

A. tăng theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

B. giảm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân.

C. giảm theo chiều tăng của tính phi kim.

D. B và C đều đúng.

Chọn đáp án đúng nhất.

Giải:

Trong một chu kì, đi theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân (từ trái sang phải), số lớp electron nguyên tử của các nguyên tố sẽ bằng nhau, nên lực hút của hạt nhân với electron LNC tăng lên làm cho bán kính nguyên tử giảm dần, làm cho tính phi kim tăng dần. Vậy chọn đáp án đúng là  D. B và C đều đúng.

Bài 2. Trong một nhóm A, bán kính nguyên tử của các nguyên tố:

A. tăng theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

B. giảm theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

C. giảm theo chiều giảm của tính kim loại.

D. A và C đều đúng.

Chọn đáp án đúng nhất.

Giải:

− Trong một nhóm (chiều từ trên xuống dưới) : theo chiều từ trên xuống dưới, điện tích hạt nhân nguyên tử tuy có tăng dần nhưng đồng thời số lớp electron tăng lên, làm tăng nhanh khoảng cách giữa hạt nhân với electron ngoài cùng nên bán kính nguyên tử tăng dần.

− Trong một nhóm A, bán kính tăng dần dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải) đồng thời từ trái sang phải tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần

− Vậy chọn đáp án đúng là D. A và C đều đúng.

Bài 3. Những tính chất nào sau đây biến đổi tuần hoàn?

a) Hóa trị cao nhất với oxi. 

b) Nguyên tử khối. 

c) Số electron lớp ngoài cùng.

d) Số lớp electron.

e) Số electron trong nguyên tử.

Giải:

Theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, cấu hình electron, bán kính nguyên tử, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện, hóa trị trong oxit cao nhất, hóa trị trong hợp chất với hiđro, bazơ các oxit, hiđroxit tương ứng,… biến đổi tuần hoàn.  

Những tính chất sau đây biến đổi tuần hoàn:

a) Hóa trị cao nhất với oxi. 

c) Số electron lớp ngoài cùng.

Bài 4. Các nguyên tố halogen được sắp xếp theo chiều bán kính nguyên tử giảm dần (từ trái sang phải) như sau:

A. I, Br, Cl, F. B. F, Cl, Br, I. C. I, Br, F, Cl. D. Br, I, Cl, F.

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

− Trong một nhóm (chiều từ trên xuống dưới): bán kính nguyên tử tăng dần, vậy F có bán kính nhỏ nhất, đến Cl, Br và I có bán kính lớn nhất. Vậy chọn đáp án A.

Bài 5. Các nguyên tố của chu kì 2 được sắp xếp theo chiều giá trị độ âm điện giảm dần (từ trái sang phải) như sau:

A. F, O, N, C, B, Be, Li. B. Li, B, Be, N, C, F, O.

C. Be, Li, C, B, O, N, F. D. N, O, F, Li, Be, B, C.

Chọn đáp án đúng

Giải:

− Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân (đi từ trái sang phải) , độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường tăng dần. 

− Trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố thường giảm dần.

Ta có: F (3.98) có độ âm điện lớn nhất và Li có giá trị độ âm điện nhỏ nhất (0.98). Vậy chọn đáp án đúng là A. F, O, N, C, B, Be, Li.

Bài 6. Oxit cao nhất của 1 nguyên tố R ứng với công thức RO2. Nguyên tố R đó là

A. Magie. B. Nitơ. C. Cacbon D. Photpho.

Chọn đáp án đúng.

Giải:

Ta có công thức của R trong hợp chất RO2 => Hóa trị của R là IV 

 ⇨ A. Magie (hóa tr II) B. Nitơ (hóa trịV). C. Cacbon (hóa trịIV) D. Photpho (hóa trịV).

Vậy cọn đáp án C

Bài 7. Theo quy luật biến đổi tính chất đơn chất của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn thì

A. Phi kim mạnh nhất là iot.

B. Kim loại mạnh nhất là liti.

C. Phi kim mạnh nhất là flo.

D. Kim loại yếu nhất là xesi.

Chọn đáp án đúng.

C đúng.

Bài 8. Viết cấu hình electron của nguyên tử magie (Z = 12). Để đạt được cấu hình electron của nguyên tử khí hiểm gần nhất trong bảng tuần hoàn, nguyên tử magie nhận hay nhường bao nhiêu electron? Magie thể hiện tính chất kim loại hay phi kim?

Giải:

Cấu hình electron của nguyên tử Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2. Để đạt cấu hình electron của khí hiếm gần nhất (Ne) trong bảng tuần hoàn nguyên tử Mg nhường 2 electron để đạt được 8e ở lớp ngoài cùng. Mg có tính kim loại.

Mg – 2e → Mg2+

Bài 9. Viết cấu hình electron của nguyên tử lưu huỳnh S (Z = 16). Để đạt được cấu hình electron của nguyên tử khí hiếm gần nhất trong bảng tuần hoàn, nguyên tử lưu huỳnh nhận hay nhường bao nhiêu electron? Lưu huỳnh thể hiện tính chất kim loại hay phi kim?

Giải: 

- Cấu hình electron của nguyên tử S (Z = 16): 1s22s22p63s23p4.

- Để đạt được cấu hình electron của khí hiếm gần nhất (Ar) trong bảng tuần hoàn nguyên tử S nhận 2 electron để đạt 8e ở lớp ngoài cùng. S có tính phi kim.

S + 2e → S2-

Bài 10. Độ âm điện của một nguyên tử là gì? Giá trị độ âm điện của các nguyên tử trong các nhóm A biến đổi như thế nào theo chiều điện tích hạt nhân tăng?

Giải: 

- Độ âm điện của một nguyên tố đặc trưng cho khả năng hút electron của nguyên tử nguyên tố đó trong phân tử (những electron bị hút là những electron nằm trong liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử).

-Độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong các nhóm A giảm dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân.

- Thí dụ: Nhóm IA: 3Li 11Na 19K 37Pb 35Co ⇨ Độ âm điện: 1 0,9 0,8 0,8 0,7

Bài 11. Nguyên tử nào trong bảng tuần hoàn có giá trị độ âm điện lớn nhất? Tại sao?

Giải:

Nguyên tử của nguyên tố Flo có giá trị độ âm điện lớn nhất vì:

- Flo là phi kim mạnh nhất.

- Trong bảng tuần hoàn các nguyên tử của các nguyên tố nhóm VIIA có độ âm điện lớn nhất so với các nguyên tử các nguyên tố trong cùng chu kì. Trong một nhóm A độ âm điện của nguyên tử của nguyên tố đứng đầu là lớn nhất.

Bài 12. Cho hai dãy chất sau:

    - LiO2 BeO B2O3  CO2 N2O5

    - CH4  NH3   H2O HF

Xác định hóa trị của các nguyên tố trong hợp chất với oxi và với hiđro.

Giải: 

Trong hai dãy chất sau:

    - LiO2 BeO B2O3  CO2 N2O5

    - CH4  NH3   H2O HF

- Hóa trị cao nhất với oxi tăng dần từ I → V

- Hóa trị với hiđro giảm dần từ IV → I. 

Lời kết

Hi vọng bài viết SỰ BIẾN ĐỔI TUẦN HOÀN TÍNH CHẤT NGUYÊN TỬ CỦA CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC – ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN hữu ích với các bạn. Hãy chia sẻ đến những người bạn của bạn nhé! Chúc các bạn học tốt!