3. Bài 7. Định luật tuần hoàn - Ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Cấu hình electron nguyên tử iron: (Ar) 3d⁶4s². Iron ở

A. ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIA.                     

B. ô 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

C. ô 26, chu kì 4, nhóm IIA.              

D. ô 26, chu kì 4, nhóm IIB.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Cách xác định nhóm của các nguyên tố nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng là (n-1)d^xns^y

+ TH1: 3 ≤ (x+y) ≤ 7 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B

+ TH2: 8 ≤ (x+y) ≤ 10 => Nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

+ TH3: 11 ≤ (x+y) ≤ 12 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B

Lời giải chi tiết:

- Cấu hình electron nguyên tử iron: (Ar) 3d⁶4s² hay 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

=> Fe ở chu kì 4, nhóm VIIIB, ô số 26

=> Đáp án: B

Nguyên tố X có số hiệu nguyên tử là 8.

a) Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron là

A. 1s²2s²2p³.  

B. 1s²2s¹2p⁵.  

C. 1s¹2s²2p⁵.  

D. 1s²2s²2p⁴.

b) Nguyên tố X thuộc chu kì

A. 1.                           

B. 2.                           

C. 3.                           

D. 4.

c) Nguyên tố X thuộc nhóm

A. VIIIB.                    

B. VIB.                       

C. VIIA.                     

D. VIA.

Phương pháp giải:

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tử X có 8 electron

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁴

=> Cấu hình electron của nguyên tử X: 1s²2s²2p⁴

a)  Đáp án: D

b)  Đáp án: B

c)  Đáp án: D

Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm IIA. Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron là

A. 1s²2s²2p⁶3s¹.         

B. 1s²2s²2p⁶.  

C. 1s²2s²2p⁵3s⁴.         

D. 1s²2s²2p⁶3s².

Phương pháp giải:

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố X thuộc chu kì 3, nhóm IIA

=> Cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²

=> Cấu hình electron của nguyên tố này là 1s²2s²2p⁶3s²

=> Đáp án: D

Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p³.

a) Số electron lớp ngoài cùng của X là

A. 3.                           

B. 2.                           

C. 6.                           

D. 5.

b) X thuộc chu kì

A. 1.                           

B. 2.                         

C. 3.                           

D. 4.

c) X thuộc nhóm

A. IA.             

B. VA.                        

C. IIIA.                       

D. IVA.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

Nguyên tử của nguyên tố X có cấu hình electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

a) Đáp án: D

b) Đáp án: C

c) Đáp án: B

Phosphorus được dùng vào mục đích quân sự như sản xuất bom, đạn cháy, đạn khói. Nguyên tố phosphorus ở ô số 15, chu kì 3, nhóm VA trong bảng tuần hoàn. Hãy cho biết:

- Cấu hình electron của phosphorus.

- Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử phosphorus

- Phosphorus là kim loại hay phi kim.

- Công thức oxide cao nhất của phosphorus.

- Công thức hợp chất khí của phosphorus với hydrogen.

- Công thức hydroxide cao nhất của phosphorus.

- Oxide và hydroxide cao nhất của phosphorus có tính acid hay base.

Phương pháp giải:

- Khi có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử

+ TH1: các lớp trước đó đã được lấp đầy electron

+ TH2: trước lớp ngoài cùng vẫn có lớp chưa được lấp đầy electron (do có phân lớp d hoặc phân lớp f). Áp dụng với nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng từ 4s trở lên

- Từ cấu hình electron của nguyên tử

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố phosphorus ở chu kì 3, nhóm VA

=> Cấu hình electron lớp ngoài cùng: 3s²3p³

=> Cấu hình electron của nguyên tố này là 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử phosphorus: 5

=> Vì có 5 electron lớp ngoài cùng nên phosphorus là phi kim

- Nguyên tố phosphorus ở nhóm VA

=> Công thức oxide cao nhất của phosphorus là P₂O₅

=> Công thức hợp chất khí với hydrogen: PH₃

=> Công thức hydroxide cao nhất: H₃PO₄

- Do phosphorus có tính phi kim nên P₂O₅ và H₃PO₄ có tính acid

Hợp chất khí với hydrogen của nguyên tố X có công thức XH₄, được sử dụng làm tác nhân ghép nối để bám dính các sợi như sợi thuỷ tinh và sợi carbon. Oxide cao nhất của X chứa 53,3% oxygen về khối lượng, thường được dùng đề sản xuất kính cửa sổ, lọ thuỷ tinh.

a) Tính nguyên tử khối của X.

b) X là nguyên tố nào?

Phương pháp giải:

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

=> Xác định nhóm của nguyên tố

- Công thức thành phần phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {m_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{A_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\%  = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

            Trong đó:        + A_X là nguyên tử khối của nguyên tố X

                                    + A_Y là nguyên tử khối của nguyên tố Y

Lời giải chi tiết:

a) - Hợp chất khí với hydrogen của nguyên tố X có công thức XH₄ " X thuộc nhóm IVA " Công thức oxide cao nhất của X là XO₂

- Có \(\% {m_O} = \frac{{2.{A_O}}}{{1.{A_X} + 2.{A_O}}}.100\%  = \frac{{2.16}}{{1.{A_X} + 2.16}}.100\%  = 53,3\% \) " A_X = 28

b) - X có A_X = 28 " X là nguyên tố Silicon (Si)

Một nguyên tố tạo hợp chất khí với hydrogen có công thức RH₃, được sử dụng đề trung hoà các thành phần acid của dầu thô, bảo vệ thiết bị không bị ăn món trong ngành công nghiệp dầu khí. Nguyên tố này chiếm 25,93% về khối lượng trong oxide cao nhất. Xác định tên nguyên tố.

Phương pháp giải:

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

=> Xác định nhóm của nguyên tố

- Công thức thành phần phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {m_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{A_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\%  = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

            Trong đó:        + A_X là nguyên tử khối của nguyên tố X

                                    + A_Y là nguyên tử khối của nguyên tố Y

Lời giải chi tiết:

- Hợp chất khí với hydrogen của nguyên tố R có công thức RH₃ " R thuộc nhóm VA " Công thức oxide cao nhất của R là R₂O₅

- Có \(\% {m_R} = \frac{{2.{A_R}}}{{2.{A_R} + 5.{A_O}}}.100\%  = \frac{{2.{A_R}}}{{2.{A_R} + 5.16}}.100\%  = 25,93\% \) " A_R = 14

- R có A_R = 14 => R là nguyên tố Nitrogen (N)

Oxide cao nhất của nguyên tố R thuộc nhóm VIA có 60% oxygen về khối lượng, là một sản phẩm trung gian để sản xuất acid H₂SO₄ có tầm quan trọng bậc nhất trong công nghiệp. Hãy xác định nguyên tố R và viết công thức oxide cao nhất của nguyên tố R.

Phương pháp giải:

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

- Công thức thành phần phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {m_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{A_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\%  = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

            Trong đó:        + A_X là nguyên tử khối của nguyên tố X

                                    + A_Y là nguyên tử khối của nguyên tố Y

Lời giải chi tiết:

- R thuộc nhóm VIA => Công thức oxide cao nhất của R là RO₃

- Có \(\% {m_O} = \frac{{3.{A_O}}}{{1.{A_R} + 3.{A_O}}}.100\%  = \frac{{3.16}}{{1.{A_R} + 3.16}}.100\%  = 60\% \) => A_R = 32

- R có A_R = 32 => R là nguyên tố Sulfur (S) => Công thức oxide cao nhất của S là SO₃

Oxide cao nhất của nguyên tố R có dạng R₂O₅, được sử dụng làm chất hút ẩm cho chất lỏng và khí. Hợp chất của R với hydrogen ở thể khí có chứa 8,82% hydrogen về khối lượng, là khí rất độc, gây chết với các triệu chứng khó hô hấp, đau đầu, chóng mặt, buồn nôn. Xác định công thức phân tử của hợp chất khí của R với hydrogen.

Phương pháp giải:

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

=> Xác định nhóm của nguyên tố

- Công thức thành phần phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {m_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{A_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\%  = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

            Trong đó:        + A_X là nguyên tử khối của nguyên tố X

                                    + A_Y là nguyên tử khối của nguyên tố Y

Lời giải chi tiết:

- Oxide cao nhất của nguyên tố R có dạng R₂O₅ => R thuộc nhóm VA => Công thức hợp chất khí của R với hydrogen là RH₃

- Có \(\% {m_H} = \frac{{3.{A_H}}}{{1.{A_R} + 3.{A_H}}}.100\%  = \frac{{3.1}}{{1.{A_R} + 3.1}}.100\%  = 8,82\% \) => A_R = 31

- R có A_R = 31 => R là nguyên tố Phosphorus (P) => Hợp chất của Phosphorus với hydrogen là PH₃

Oxide cao nhất của một nguyên tố R chúa 72,73% oxygen. Tuy không phải là khí quá độc nhưng với nồng độ lớn thì sẽ làm giảm nồng độ oxygen trong không khí, gây ra các tác hại như mệt mỏi, khó thở, kích thích thần kinh, tăng nhịp tim và các rối loạn khác. Hợp chất khí với hydrogen chứa 75% nguyên tố đó. Hợp chất này thường được sử dụng làm nhiên liệu cho các lò nướng, nhà cửa, máy nước nóng, lò nung, xe ô tô. Viết công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của nguyên tố R.

Phương pháp giải:

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

=> Xác định nhóm của nguyên tố

- Công thức thành phần phần trăm khối lượng của một nguyên tố trong hợp chất X_aY_b:

\(\% {m_X} = \frac{{a.{A_X}}}{{{A_{{X_a}{Y_b}}}}}.100\%  = \frac{{a.{A_X}}}{{a.{A_X} + b.{A_Y}}}.100\% \)

            Trong đó:        + A_X là nguyên tử khối của nguyên tố X

                                  + A_Y là nguyên tử khối của nguyên tố Y

Lời giải chi tiết:

- Gọi hợp chất với hydrogen của R là RH_x => Hợp chất oxide cao nhất của R là R₂O_8-x

- Có \(\% {m_O} = \frac{{(8 - x).{A_O}}}{{2.{A_R} + (8 - x).{A_O}}}.100\%  = \frac{{(8 - x).16}}{{2.{A_R} + (8 - x).16}}.100\%  = 72,73\% \)(1)

- Có \(\% {m_R} = \frac{{1.{A_R}}}{{1.{A_R} + x.{A_H}}}.100\%  = \frac{{1.{A_R}}}{{1.{A_R} + x.1}}.100\%  = 75\% \) (2)

=> Từ (1) và (2) giải hệ hai phương trình hai ẩn ta có: R = 12 và x = 4

=> Vậy R là nguyên tố Carbon (C) ð Hợp chất của Carbon với hydrogen là CH₄ và công thức oxide cao nhất của Carbon là CO₂