Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được nhà khoa học Mendeleev đã công bố mang đến một kỷ nguyên mới kiến thức về các nguyên tố hóa học từ cổ xửa và đến hôm nay vẫn còn nguyên vẹn ý nghĩa khoa học đối với thế giới.
 |
| Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học |
Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố được sắp xếp theo nguyên tắc nào và có mối liên hệ như thế nào với cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố đó? Cùng tìm hiểu toàn bộ kiến thức trên qua bài học cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học này nhé. Chúc các bạn học tốt nhé!
1. Lịch sử phát minh định luật tuần hoàn và bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Năm 1986, nhà hóa học Mendeleev đã công bố bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, trong đó: Các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử.
Bảng tuần hoàn hiện đại ngày nay được xây dựng trên cơ sở mối quan hệ giữa số hiệu nguyên tử và tính chất của nguyên tố, các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần số hiệu nguyên tử.
 |
| Nhà khoa họcDmitri Ivanovich Mendeleev (1834 – 1907) |
Năm 1871, Mendeleev đã phát biểu định luật tuần hoàn như sau: Tính chất của các nguyên tố, cũng như tính chất của các đơn chất và hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo trọng lượng nguyên tử của chúng (trọng lượng nguyên tử được hiểu là khối lượng nguyên tử).
2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
2.1. Tìm hiểu về ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, gọi là ô nguyên tố.
Số thứ tự của một ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hóa học trong ô đó.
 |
| Ô nguyên tố của Hidro (H) và Nhôm (Al) |
- Số thứ tự của ô nguyên tố = số hiệu nguyên tử đó hay số thứ tự nguyên tố = Z = số p = số e.
2.2. Tìm hiểu về chu kì
- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng gọi là chu kì.
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.
- Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì:
+ Các chu kì 1, 2 và 3 là các chu kì nhỏ.
+ Các chu kì 4, 5, 6 và 7 là các chu kì lớn.
 |
| Các nguyên tố thuộc chu kì 2 và chu kì 3 |
2.3. Tìm hiểu về nhóm
- Electron hóa trị (Valence Electrons) là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học. Chúng thường nằm ở lớp ngoài cùng hoặc ở cả phân lớp sát ngoài cùng nếu phân lớp đó chưa bão hòa. Những nguyên tố có cùng electron hóa trị thường có tình chất hóa học tương tự nhau.
- Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau (trừ nhóm VIIIB), do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp theo cột.
- Số thứ tự của nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm.
 |
| Electron hóa trị của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn |
2.4. Phân loại nguyên tố dựa theo cấu hình electron và tính chất hóa học
- Dựa vào cấu hình electron, người ta phân loại các nguyên tố thành nguyên tố s, nguyên tố p, nguyên tố d và nguyên tố f.
- Dựa vào tính chất hóa học, người ta phân loại nguyên tố thành nguyên tố kim loại, nguyên tố phi kim và nguyên tố khí hiếm.
- Khối các nguyên tố s gồm các nguyên tố thuộc nhóm IA được gọi là nhóm kim loại kiềm và IIA được gọi là nhóm kim loại kiềm thổ. Có cấu hình electron: [Khí hiếm]n1:2
- Khối các nguyên tố p gồm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA đến nhóm VIIIA (trừ nguyên tố He), có cấu hình electron: [Khí hiếm]ns2np1:6
- Khối các nguyên tố d gồm các nguyên tố thuộc nhóm B, có cấu hình electron: [Khí hiếm](n-1)d1:10ns1:2
- Khối các nguyên tố f gồm các nguyên tố xếp thành hai hàng ở cuối bảng tuần hoàn, có cấu hình electron: [Khí hiếm](n-2)f0:14(n-1)d0:22ns2 (trong đó n = 6 và n = 7). Chúng gồm 14 nguyên tố họ Lanthanide (từ Ce đến Lu) và 14 nguyên tố họ Actinide (từ Th đến Lr).
 |
| Một số nguyên tố nhóm IA và nhóm VIIA |
2.5. Trình bày nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
- Các nguyên tố được xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử và cấu hình electron tương tự nhau được xếp cùng một chu kì.
- Các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau được xếp cùng một nhóm.
Hướng dẫn giải bài tập
Bài 1. Viết cấu hình electron nguyên tử và xác định vị trí của các nguyên tố sau trong bảng tuần hoàn. Cho biết chúng thuộc khối nguyên tố nào (s, p, d, f) và chúng là kim loại, phi kim hay khí hiếm:
a) Neon tạo ra ánh sáng màu đỏ khi sử dụng trong các ống phóng điện chân không, được sử dụng rộng rãi trong các biển quảng cáo. Cho biết Ne có số hiệu nguyên tử là 10.
b) Magnesium được sử dụng để làm cho hợp kim bền nhẹ, đặc biệt được ứng dụng cho ngành công nghiệp hàng không. Cho biết Mg có số hiệu nguyên tử là 12.
Giải:
a) Cấu hình electron của nguyên tử Ne (Z = 10): 1s22s22p6 => có 8 electron LNC
⇒ Ô thứ 10, chu kì 2, nhóm VIIIA và là khí hiếm
b) Cấu hình electron của nguyên tử Mg (Z = 12) là 1s22s22p63s2
⇒ Ô thứ 12. chu kì 3, nhóm IIA và là kim loại.
Bài 2. Dãy nào gồm các nguyên tố có tính chất hoá học tương tự nhau? Vì sao?
a) Oxygen (Z = 8), nitrogen (Z = 7), carbon (Z = 6).
b) Lithium (Z = 3), sodium (Z = 11), potassium (Z = 19).
c) Helium (Z = 2), neon (Z = 10), argon (Z = 18).
Giải:
Vì Những nguyên tố có cùng electron lớp ngoài cùng thường có tình chất hóa học tương tự nhau. Nên viết cấu hình electron các nguyên tố:
a) Oxygen (Z = 8), nitrogen (Z = 7), carbon (Z = 6)
O (Z = 8): 1s22s22p4 => có 6 electron LNC (lớp ngoài cùng)
N (Z = 7): 1s22s22p3 => có 5 electron LNC
C (Z = 6): 1s22s22p2 => có 4 electron LNC
⇒ Không thỏa điều kiện trên
b) Lithium (Z = 3), sodium (Z = 11), potassium (Z = 19).
Li (Z = 3): 1s22s1 => có 1 electron LNC
Na (Z = 11): 1s22s22p63s1 => có 1 electron LNC
K (Z = 19): 1s22s22p63s23p6 4s1
⇒ có 1 electron LNC
Thỏa điều kiện
c) Helium (Z = 2), neon (Z = 10), argon (Z = 18).
He (Z = 2): 1s2 => có 1 electron LNC
Ne (Z = 10): 1s22s22p6 => có 8 electron LNC
Ar (Z = 18) 1s22s22p63s23p6 => có 8 electron LNC
Chọn b và c
Bài 3. Viết cấu hình electron nguyên tử của các nguyên tố sau:
a) Nguyên tố thuộc chu kì 4, nhóm IIA
b) Nguyên tố khí hiếm thuộc chu kì 3.
Giải:
a) Ca (Z = 20): 1s22s22p63s23p64s2
b) Ar (Z = 18) 1s22s22p63s23p6
0 Nhận xét