1. Bài 6. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Chọn phương án đúng để hoàn thành các câu sau:

a) Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ...(1)... trong bảng tuần hoàn. Mỗi hàng trong bảng tuần hoàn được gọi là một ...(2)... Mỗi cột trong bảng tuần hoàn được gọi là một ...(3)...

A. (1) nhóm, (2) chu kì, (3) ô.

B. (1) ô, (2) chu kì, (3) nhóm.

C. (1) ô, (2) họ, (3) nhóm.

D. (1) ô, (2) chu kì, (3) nhóm chính.

b) Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học do Mendeleev đề xuất, các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của ...(1).... Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học hiện đại, các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của ...(2)....

A. (1) số electron hoá trị, (2) khối lượng nguyên tử.

B. (1) số hiệu nguyên tử, (2) khối lượng nguyên tử.

C. (1) khối lượng nguyên tử, (2) số hiệu nguyên tử.

D. (1) số electron hóa trị, (2) số hiệu nguyên tử.

Lời giải chi tiết:

a) Đáp án: B

b) Đáp án: C

Số hiệu nguyên tử của nguyên tố hoá học bằng

A. số thứ tự của ô nguyên tố.

B. số thứ tự của chu kì.

C. số thứ tự của nhóm.

D. số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: A

Mỗi phát biểu sau đây về bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học là đúng hay sai?

(1) Số thứ tự của nhóm luôn luôn bằng số electron ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố thuộc nhóm đó.

(2) Số electron ở lớp vỏ ngoài cùng càng lớn thì số thứ tự của nhóm càng lớn.

(3) Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một hàng có cùng số lớp electron.

(4) Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một cột có cùng số electron hoá trị.

Lời giải chi tiết:

 (1) sai vì Chỉ các nguyên tố nhóm A thì số thứ tự của nhóm luôn luôn bằng số electron ở lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố thuộc nhóm đó.

 (2) không đúng trong trường hợp nhóm VIIIB.

Ví dụ Fe thuộc nhóm VIIIB nhưng chỉ có 2 electron ở lớp ngoài cùng.

 (3) và (4) đúng.

Hình bên mô tả ô nguyên tố của vàng trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Những thông tin thu được từ ô nguyên tố này là:

A. Vàng có kí hiệu là Au, nguyên tử có 79 proton, nguyên tử khối trung bình là 196,97.

B. Vàng và các hợp chất của vàng có kí hiệu là Au, có số hiệu nguyên tử là 79, nguyên tử khối trung bình là 196,97.

C. Vàng và các hợp chất của vàng có kí hiệu là Au, có số hiệu nguyên tử là 79, vàng có hai đồng vị với số khối là 196 và 197.

D. Vàng có kí hiệu là Au, số hiệu nguyên tử là 79, có hai đồng vị với số khối là 196 và 197.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: A

Cấu hình electron của nguyên tử oxygen là 1s²2s²2p⁴. Vị trí của oxygen trong bảng tuần hoàn là:

A. ô số 6, chu kì 2, nhóm VIA.     

B. ô số 6, chu kì 3, nhóm VIB.

C. ô số 8, chu kì 2, nhóm VIA.     

D. ô số 8, chu kì 2, nhóm VIB.

Phương pháp giải:

Từ cấu hình e xác định được vị trí của nguyên tố trong BTH bằng cách:

- Số e = số p = ô nguyên tố

- Số lớp e = STT chu kì

- số e hóa trị = số e lớp ngoài cùng + số e ở phân lớp d chưa bão hòa = STT nhóm

- Xác định nguyên tố s, p, d, f

- Nguyên tố s và p -> nhóm A

- Nguyên tố d, f -> nhóm B

Lời giải chi tiết:

Oxygen có 8 electron nên Z = 8, oxygen ở ô số 8 trong bảng tuần hoàn.

Oxygen có 2 lớp electron nên Oxygen ở chu kì 2

Oxygen có 6 electron hóa trị, nguyên tố p nên Oxygen thuộc nhóm VIA

Cấu hình electron của nguyên tử sắt là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s². Vị trí của sắt trong bảng tuần hoàn là:

A. ô số 26, chu kì 3, nhóm VIIIB.

B. ô số 26, chu kì 3, nhóm VIIIA.

C. ô số 26, chu kì 4, nhóm VIIIA.

D. ô số 26, chu kì 4, nhóm VIIIB

Phương pháp giải:

Từ cấu hình e xác định được vị trí của nguyên tố trong BTH bằng cách:

- Số e = số p = ô nguyên tố

- Số lớp e = STT chu kì

- số e hóa trị = số e lớp ngoài cùng + số e ở phân lớp d chưa bão hòa = STT nhóm

- Xác định nguyên tố s, p, d, f

- Nguyên tố s và p -> nhóm A

- Nguyên tố d, f -> nhóm B

Lời giải chi tiết:

Từ cấu hình electron của Fe xác định sắt có 26 electron, số hiệu nguyên tử là 26. Vậy sắt ở:

+ Ô thứ 26 (do Z = 26)

+ Chu kì 4 (do có 4 lớp electron)

+ Nhóm VIIIB (do nguyên tố d, cấu hình electron lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng: 3d⁶4s²).

Cấu hình electron của fluorine là 1s²2s²2p⁵, của chlorine là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Những phát biểu nào sau đây là đúng?

A. F và Cl nằm ở cùng một nhóm.

B. F và Cl có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau.

C. F và Cl có số electron lớp ngoài cùng khác nhau.

D. F và Cl nằm ở cùng một chu kì.

E. Số thứ tự chu kì của Cl lớn hơn F.

G. Cl là nguyên tố nhóm B, F là nguyên tố nhóm A.

Lời giải chi tiết:

Phát biểu A, B, E đúng.

F và Cl cùng có 7 electron ở lớp ngoài cùng, cùng thuộc nhóm VIIA,

Tuy nhiên Cl ở chu kì 3 còn F ở chu kì 2.

Hãy ghép mỗi cấu hình electron ở cột A với mô tả thích hợp về vị trí nguyên tố trong bảng tuần hoàn ở cột B.

Phương pháp giải:

Từ cấu hình e xác định được vị trí của nguyên tố trong BTH bằng cách:

- Số e = số p = ô nguyên tố

- Số lớp e = STT chu kì

- số e hóa trị = số e lớp ngoài cùng + số e ở phân lớp d chưa bão hòa = STT nhóm

- Xác định nguyên tố s, p, d, f

- Nguyên tố s và p -> nhóm A

- Nguyên tố d, f -> nhóm B

Lời giải chi tiết:

a - 3, b - 4, c - 1, d - 2

Chi tiết

a) Cấu hình electron 1s²2s²2p⁶ xác định nguyên tố thuộc nhóm VIIIA (do nguyên tố p, cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng ns²np⁶).

b) Cấu hình electron [Ar]3d⁵4s¹ xác định nguyên tố thuộc chu kì 4 (do có 4 lớp electron).

c) Cấu hình electron [He]2s²2p¹ xác định nguyên tố thuộc nhóm IIIA (do nguyên tố p, cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng ns²np¹).

d) Cấu hình electron 1s²2s²2p⁶3s¹ xác định nguyên tử có 11 electron vậy Z = 11, nguyên tố thuộc ô 11 trong bảng tuần hoàn.

Cho cấu hình electron các nguyên tố sau đây: Na: [Ne]3s¹, Cr: [Ar]3d⁵4s¹, Br: [Ar]3d¹⁰4s²4p⁵, F: 1s²2s²2p⁵, Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹. Số nguyên tố thuộc khối s, p, d trong các nguyên tố trên lần lượt là:

A. 2, 1, 2.           

B. 1, 2, 2.

C. 1, 1, 3.           

D. Không xác định được.

Phương pháp giải:

Nguyên tố thuộc khối s là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp s

Nguyên tố thuộc khối p là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp p

Nguyên tố thuộc khối d là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp d

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố s là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns^1÷2. Nguyên tố thuộc khối s: Na: [Ne]3s¹.

- Nguyên tố p là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np^1÷6. Nguyên tố thuộc khối p: Br: [Ar]3d¹⁰4s²4p⁵ và F: 1s²2s²2p⁵.

- Nguyên tố d là nguyên tố nhóm B mà nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng là (n – 1)d^1÷10ns^1÷2. Nguyên tố thuộc khối d: Cr: [Ar]3d⁵4s¹ và Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹.(với Z = 29, cấu hình electron của đồng được điền theo các quy tắc là  [Ar]3d⁹4s² và đồng là nguyên tố khối d. Tuy nhiên do phân lớp 3d chỉ còn thiếu một electron để đạt cấu hình bão hòa nên một electron từ phân lớp 4s sẽ chuyển vào 3s tạo thành cấu hình electron [Ar]3d104s1)

Những nguyên tố được xếp riêng bên dưới bảng tuần hoàn thuộc khối nguyên tố nào?

A. s.     B. p.         C. d.       D. f.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: D

Hãy giải thích vì sao khối nguyên tố s trong bảng tuần hoàn chỉ có hai cột trong khi khối nguyên tố p có sáu cột.

Lời giải chi tiết:

- Khối nguyên tố s là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp s

-> cấu hình e ngoài cùng là: ns¹ hoặc ns²

Phân lớp s chứa tối đa 2 electron => khối nguyên tố s chỉ có 2 cột ứng với 2 cấu hình e ngoài cùng là ns¹ hoặc ns².

- Khối nguyên tố p là các nguyên tố có electron cuối cùng điền vào phân lớp p

 -> cấu hình e ngoài cùng là: np¹ ->  np⁶

Phân lớp p chứa tối đa 6 electron => khối nguyên tố p có 6 cột ứng với 6 cấu hình e ngoài cùng từ np¹ ->  np⁶

Vì sao số lượng các nguyên tố trong các chu kì của bảng tuần hoàn có sự khác biệt: chu kì 1 có 2 nguyên tố, mỗi chu kì 2 và 3 có 8 nguyên tố; chu kì 4 có 18 nguyên tố?

Lời giải chi tiết:

Vì chu kì là tập hợp các nguyên tố có cùng số lớp electron nên số lượng các ô trong một chu kì bằng số lượng electron trong một lớp.

Ở lớp thứ nhất chỉ chứa tối đa 2 electron (vào phân lớp 1s); ở lớp thứ hai chỉ chứa tối đa 8 electron (vào phân lớp 2s, 2p) nên chu kì 1 có 2 nguyên tố và chu kì 2 có 8 nguyên tố.

Với chu kì 3, sau khi điền đầy đủ phân lớp 3s và 3p (8 electron ứng với số lượng 8 nguyên tố), thì chuyển sang điền electron vào phân lớp 4s chứ không phải 3d, nên chu kì 3 chỉ có 8 nguyên tố.

Chu kì 4 sẽ hoàn thiện các phân lớp 4s, 4p (tổng số electron tối đa trên các phân lớp này là 8 electron) và cả phân lớp 3d (tối đa 10 electron) nên chu kì 4 có 18 nguyên tố.

Calcium (Ca) là nguyên tố kim loại chiếm khối lượng nhiều nhất trong cơ thể con người. Răng và xương là các bộ phận chứa nhiều calcium nhất. Số hiệu nguyên tử của Ca là 20. Hãy xác định vị trí của calcium trong bảng tuần hoàn.

Phương pháp giải:

B1: Viết cấu hình e nguyên tử của nguyên tố Ca

B2: Xác định ô nguyên tố bằng cách: Ô nguyên tố = Z

B3: XĐ chu kì theo: STT chu kì = số lớp e

B4:  - số e hóa trị = số e lớp ngoài cùng + số e ở phân lớp d chưa bão hòa = STT nhóm

B5: Xác định nguyên tố s, p, d, f

- Nguyên tố s và p -> nhóm A

- Nguyên tố d, f -> nhóm B

Lời giải chi tiết:

 Cấu hình electron Ca (Z = 20): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s². Vậy Ca ở:

- Ô thứ 20 (do Z = 20)

- Chu kì 4 (do có 4 lớp electron)

- Nhóm IIA (do nguyên tố s, 2 electron ở lớp ngoài cùng).

Em cần giải một mật mã sử dụng các kí hiệu nguyên tố để xác định các chữ cái trong mật mã. Quy tắc của mật mã như sau:

(1) Cho một dãy số, trong đó mỗi số là tổng của số hiệu nguyên tử và số lớp electron của một nguyên tử ứng với một nguyên tố hoá học.

(2) Chữ cái đầu tiên trong kí hiệu hoá học của mỗi nguyên tố thu được từ việc giải mã dãy số ở quy tắc thứ nhất sẽ tương ứng với một chữ cái trong mật mã.

Em hãy thử giải mật mã theo quy tắc trên với dãy số sau: 8, 2, 69, 29, 58, 19, 26, 42, 76 (các chữ cái của mật mã sắp xếp theo đúng thứ tự tương ứng với các con số).

Lời giải chi tiết:

Dựa vào bảng tuần hoàn ta có thể xác định được số thứ tự của chu kì của nguyên tố đó, cũng tức là số lớp electron chỉ có thể nằm trong khoảng từ 1 đến 7. Kết quả thu được như sau:

Mật mã: CHEMISTRY