3. Bài 8. Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

>> Xem chi tiết: Lý thuyết bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Phương pháp giải:

Dựa vào vị trí của Fr trong bảng tuần hoàn và lý thuyết về xu hướng biến đổi tính kim loại và tính phi kim của nguyên tố.

Lời giải chi tiết:

Fr thuộc chu kì 7, đứng cuối nhóm IA. Vì vậy đây là một nguyên tố kim loại, mức độ hoạt động hóa học mạnh (có tính khử mạnh nhất).

Phương pháp giải:

1.

- Viết cấu hình electron nguyên tử Sr (Z = 38), xác định vị trí của Sr trong bảng tuần hoàn.

- Từ vị trí và đơn vị điện tích hạt nhân dự đoán hydroxide của Sr tính base mạnh hay yếu.

2.

- Viết cấu hình electron nguyên tử Se (Z = 34), xác định vị trí của Se trong bảng tuần hoàn.

- Từ vị trí và đơn vị điện tích hạt nhân dự đoán H₂SeO₄ có tính acid mạnh hay yếu.

Lời giải chi tiết:

1.

- Sr (Z = 38): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²

Cấu hình e rút gọn: [Kr] 5s²

- Sr ở ô số 38, chu kì 5, thuộc nhóm IIA.

- Hydroxit của Sr là: Sr(OH)₂, là một base  mạnh.

2.

- Se (Z = 34): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁴

Cấu hình e rút gọn: [Ar] 3d¹⁰4s²4p⁴

- Se ở ô số 34, chu kì 4, thuộc nhóm VIA

- Acid của Se là: H₂SeO₄, là một acid yếu.

Phương pháp giải:

a) Dựa vào cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng nêu vị trí của X trong bảng tuần hoàn:

- Ô nguyên tố = số đơn vị điện tích hạt nhân

- Chu kì = số lớp electron

- Nhóm = họ nguyên tố và số e ở lớp electron ngoài cùng.

b) Nêu tính chất hóa học cơ bản của X:

- Là kim loại hay phi kim dựa vào số e ở lớp electron ngoài cùng.

- Mức độ hoạt động hóa học của X dựa vào vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

c) Xác định hóa trị của X viết công thức oxide và hydroxide cao nhất.

d) Viết phương trình hóa học khi X tác dụng với Cl₂:

2nX + nCl₂ $\xrightarrow{{{t^o}}}$ 2XCl_n (n là hóa trị cao nhất của X)

Lời giải chi tiết:

a) X có cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng là: 4s²4p⁶5s².

⟹ Vị trí của X trong bảng tuần hoàn:

- Ô số 38.

- Chu kì 5 do có 5 lớp electron.

- Nhóm IIA do X là nguyên tố họ s, có 2e ở lớp electron ngoài cùng.

b) Tính chất hóa học cơ bản của X:

- X là nguyên tố kim loại vì có 2e ở lớp electron ngoài cùng.

- Kim loại X hoạt động hóa học mạnh.

c) X có hóa trị II

⟹ CTHH của oxide: XO ; CTHH của hydroxide: X(OH)₂

d) PTHH khi X tác dụng với Cl₂:

X + Cl₂ $\xrightarrow{{{t^o}}}$ XCl₂

Phương pháp giải:

Xu hướng biến đổi biến đổi bán kinh, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

- Bán kính dựa vào:

   + Trong một chu kì: lực hút electron lớp ngoài cùng của hạt nhân.

   + Trong một nhóm: số lớp electron.

- Tính kim loại, phi kim dựa vào: khả năng nhường và nhận electron của nguyên tử.

- Độ âm điện phụ thuộc đồng thời 2 yếu tố: điện tích hạt nhân và bán kính nguyên tử.

Lời giải chi tiết:

- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

   + Bán kính: xu hướng giảm dần do điện tích tăng dần nên hạt nhân sẽ hút electron lớp ngoài cùng mạnh hơn.

   + Tính kim loại có xu hướng giảm dần còn tính phi kim có xu hướng tăng dần. Do lực hút của hạt nhân tới electron hóa trị tăng, làm giảm khả năng nhường electron của nguyên tố.

   + Độ âm điện: xu hướng tăng dần do điện tích hạt nhân tăng lên, bán kính nguyên tử giảm dần nên khả năng hút cặp e liên kết càng mạnh.

- Trong một nhóm, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố:

   + Bán kính: xu hướng tăng dần do số lớp electron tăng dần.

   + Tính kim loại có xu hướng tăng dần còn tính phi kim có xu hướng giảm dần.. Do lực hút của hạt nhân tới electron hóa trị giảm dần, làm tăng khả năng nhường electron.

   + Độ âm điện: xu hướng giảm dần do theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, lực hút của hạt nhân tới cặp electron liên kết giảm.

Ghi chú: Các quy luật về xu hướng biến đổi bán kinh, tính kim loại, tính phi kim, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một chu kì và trong một nhóm chỉ áp dụng cho nguyên tố nhóm A.

Phương pháp giải:

- Vì hydroxide của T có tính base rất mạnh, tác dụng với HCl nên T là kim loại ⟹ T có thể thuộc những nhóm nào?

- Tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2 ⟹ CTHH của muối tạo thành là TCl₂ ⟹ T có hóa trị là mấy?

Từ hai dự đoán trên ⟹ T thuộc nhóm nào trong bảng tuần hoàn?

Lời giải chi tiết:

- Vì hydroxide của T có tính base rất mạnh, tác dụng với HCl nên T là kim loại ⟹ T có thể thuộc nhóm IA hoặc IIA.

- Tỉ lệ mol giữa hydroxide của T và HCl là 1 : 2 ⟹ CTHH của muối tạo thành là TCl₂ ⟹ T có hóa trị II.

⟹ T thuộc nhóm IIA, nhóm kim loại kiềm thổ nên hydroxide có tính base rất mạnh.

Phương pháp giải:

a) Oxide cao nhất của hai nguyên tố X và Y khi tan trong nước tạo dung dịch làm giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh ⟹ Oxide của X và Y tan trong nước tạo hydroxide có tính base mạnh.

⟹ X và Y là nguyên tố kim loại hay phi kim? Nếu là kim loại thì là kim loại gì?

b) Tỉ lệ nguyên tử X cũng như Y với oxygen trong các oxide cao nhất là bằng nhau.

⟹ Viết CT oxide của X và Y.

⟹ Hóa trị của X và Y.

⟹ Kết luận X và Y thuộc cùng một chu kì hay cùng một nhóm.

c) Khối lượng phân tử oxide cao nhất của Y lớn hơn oxide cao nhất của X

⟹ So sánh nguyên tử khối của X và Y.

⟹ So sánh số hiệu nguyên tử của X và Y.

Lời giải chi tiết:

a) Oxide cao nhất của hai nguyên tố X và Y khi tan trong nước tạo dung dịch làm giấy quỳ tím chuyển sang màu xanh ⟹ Oxide của X và Y tan trong nước tạo hydroxide có tính base mạnh.

⟹ X và Y là nguyên tố kim loại.

⟹ X và Y có thể là kim loại kiềm hoặc kiềm thổ. Do oxide các nguyên tố này tan trong nước tạo hdroxide mạnh.

b) Tỉ lệ nguyên tử X cũng như Y với oxygen trong các oxide cao nhất là bằng nhau.

⟹ CT oxide của X và Y là: XO, YO.

⟹ X và Y có hóa trị II.

⟹ X và Y thuộc cùng một nhóm IIA.

c) Khối lượng phân tử oxide cao nhất của Y lớn hơn oxide cao nhất của X

⟹ M_XO < M_YO ⟹ M_X < M_Y

⟹ Z_X < Z_Y