Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
I. Lý thuyết và phương pháp giải
1. Lịch sử phát minh bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Khi đã biết một số đáng kể các nguyên tố hóa học, người ta đã tìm cách phân loại chúng. Cách phân loại đầu tiên được A. Lavoisier (La-voa-di-ê, người Pháp) thực hiện năm 1789, xếp 33 nguyên tố hóa học thành nhóm các chất khí, kim loại, phi kim và “đất”.
Năm 1829, J. W. Dobereiner (Đô-be-rai-nơ, người Đức) phân loại các nguyên tố thành các nhóm có tính chất hóa học giống nhau.
Năm 1866, J. Newlands (Niu-lan, người Anh) đã xếp các nguyên tố hóa học theo chiều tăng khối lượng nguyên tử thành các octave (quãng tám), trong đó nguyên tố thứ tám lặp lại tính chất của nguyên tố đầu tiên.
Năm 1869, hai nhà hóa học, D. I. Mendeleev (Men-đê-lê-ép, người Nga) và J. L. Mayer (May-ơ, người Đức) đều sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng khối lượng nguyên tử vào các hàng và cột, bắt đầu mỗi hàng (bảng của Mendeleev) hoặc cột mới (bảng của Mayer) khi các tính chất của nguyên tố bắt đầu lặp lại. Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của mình, Mendeleev đã thay đổi vị trí một số nguyên tố để tính chất của nguyên tố phù hợp với quy luật, đồng thời để trống một số chỗ cho các nguyên tố chưa biết.
Sau này, các nguyên tố ở vị trí còn trống đó được tìm ra và tính chất của chúng đều phù hợp với dự đoán của Mendeleev.
Đến năm 2016, với những hiểu biết về cấu tạo nguyên tử, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sắp xếp 118 nguyên tố theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.
2. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Bảng tuần hoàn chứa 118 nguyên tố được sắp xếp theo các nguyên tắc sau:
- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.
- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.
- Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.
3. Cấu tạo của bảng tuần hoàn
a. Ô nguyên tố
Trong bảng tuần hoàn, mỗi nguyên tố được xếp vào một ô, gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của ô là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
Tùy theo từng loại bảng, các thông tin của một ô nguyên tố có thể là số hiệu nguyên tử, kí hiệu nguyên tố, tên nguyên tố, nguyên tử khối trung bình, …
Ví dụ: Nguyên tử nguyên tố sodium có Z = 11. Nguyên tố sodium ở ô 11 trong bảng tuần hoàn.
b. Chu kì
Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
Bảng tuần hoàn hiện nay có 7 chu kì. Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.
Ví dụ: Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố oxygen (Z = 8): 1s22s22p4.
Nguyên tử oxygen có 2 lớp electron.
Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 2.
Nguyên tố oxygen thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.
c. Nhóm nguyên tố
Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.
Bảng tuần toàn hiện nay có 18 cột, chia thành 8 nhóm A (IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (IB đến VIIIB). Mỗi nhóm là một cột, riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột.
Ví dụ: Nhóm kim loại kiềm – nhóm IA, nhóm halogen – nhóm VIIA.
Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
d. Phân loại nguyên tố
- Theo cấu hình electron
Các nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s, p, d, f tương ứng.
Ví dụ: 11Na: 1s22s22p63s1 (nguyên tố s).
Các nhóm A: gồm các nguyên tố s và nguyên tố p.
Các nhóm B: gồm các nguyên tố d và nguyên tố f.
- Theo tính chất hóa học
Các nhóm IA, IIA, IIIA: gồm các nguyên tố s và p là kim loại (trừ H và B).
Các nhóm VA, VIA, VIIA: gồm các nguyên tố p, thường là phi kim.
Nhóm VIIIA: gồm các nguyên tố khí hiếm.
Các nhóm B: gồm các nguyên tố d và f đều là kim loại chuyển tiếp.
Ví dụ: Nguyên tố chlorine có Z = 17. Xác định vị trí của nguyên tố chlorine trong bảng tuần hoàn và cho biết chúng thuộc loại nguyên tố s, p hay d; là kim loại, phi kim hay khí hiếm.
Hướng dẫn giải:
Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố chlorine (Z = 17): 1s22s22p63s23p5.
Số thứ tự ô = số electron = 17.
Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 3.
Nguyên tử chlorine có electron cuối cùng điền vào phân lớp p nên chlorine là nguyên tố p và thuộc nhóm A.
Số thứ tự nhóm A = số electron hóa trị = 7 nhóm VIIA.
Vậy, nguyên tố chlorine thuộc ô 17, chu kì 3, nhóm VIIA.
Nguyên tố chlorine thuộc nhóm VIIA Chlorine là nguyên tố phi kim
4. Phương pháp giải
+ Bước 1: Tính số mol các chất đề bài đã cho số liệu và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
+ Bước 2: Tính toán luôn theo phương trình phản ứng hóa học hoặc đặt ẩn nếu đề bài là hỗn hợp.
+ Bước 3: Lập phương trình toán học và giải phương trình Số mol các chất cần tìm.
+ Bước 4: Tính toán theo yêu cầu đề bài.
Lưu ý: Trong một hỗn hợp mà có nhiều phản ứng xảy ra thì phản ứng trung hoà được ưu tiên xảy ra trước.
II. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1. Nhóm VIIIA gồm
A. các nguyên tố kim loại.
B. các nguyên tố phi kim.
C. các nguyên tố khí hiếm.
D. các nguyên tố phóng xạ.
Đáp án: C
Giải thích:
Nhóm VIIIA: gồm các nguyên tố khí hiếm.
Ví dụ 2. Cho các phát biểu sau:
(a) Các nhóm IA, IIA, IIIA gồm các nguyên tố s và p là kim loại (trừ H và B).
(b) Các nhóm VA, VIA, VIIA: gồm các nguyên tố p, thường là khí hiếm.
(c) Các nhóm B gồm các nguyên tố d và f đều là kim loại chuyển tiếp.
(d) Nhóm VIIIA gồm các nguyên tố khí hiếm.
Trong các phát biểu trên, số phát biểu đúng là
A. 4.
B. 3.
C. 2.
D. 1.
Đáp án: B
Giải thích:
Phát biểu đúng: (a), (c), (d).
Phát biểu không đúng: (b). Vì: Các nhóm VA, VIA, VIIA: gồm các nguyên tố p, thường là phi kim.
Ví dụ 3. Nguyên tố sulfur có Z = 16. Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố sulfur thuộc
A. ô 16, chu kì 3, nhóm VIA.
B. ô 17, chu kì 3, nhóm VIIA.
C. ô 16, chu kì 3, nhóm VIIA.
D. ô 16, chu kì 2, nhóm VIA.
Đáp án: A
Giải thích:
Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố sulfur (Z = 16): 1s22s22p63s23p4.
Số thứ tự ô = số electron = 16.
Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 3.
Số thứ tự nhóm A = số electron hóa trị = 6 ® nhóm VIA.
Vậy, nguyên tố sulfur thuộc ô 16, chu kì 3, nhóm VIA.
III. Bài tập tự luyện (có hướng dẫn giải)
Câu 1. Bảng tuần hoàn hiện nay có
A. 5 chu kì.
B. 6 chu kì.
C. 7 chu kì.
D. 8 chu kì.
Đáp án: C
Giải thích:
Bảng tuần hoàn hiện nay có 7 chu kì. Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.
Câu 2. Nhóm nguyên tố gồm
A. các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số khối.
B. các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số neutron.
C. các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số proton.
D. các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron tương tự nhau.
Đáp án: D
Giải thích:
Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.
Câu 3. Bảng tuần hoàn hiện nay có 18 cột, chia thành
A. 8 nhóm A và 10 nhóm B.
B. 10 nhóm A và 8 nhóm B.
C. 8 nhóm A và 8 nhóm B.
D. 10 nhóm A và 10 nhóm B.
Đáp án: C
Giải thích:
Bảng tuần toàn hiện nay có 18 cột, chia thành 8 nhóm A (IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (IB đến VIIIB). Mỗi nhóm là một cột, riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột.
Câu 4. Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có
A. số lớp electron bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
B. số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
C. số phân lớp electron bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
D. số khối bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
Đáp án: B
Giải thích:
Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).
Câu 5. Nguyên tố s là nguyên tố mà
A. nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s.
B. nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp p.
C. nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp d.
D. nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp f.
Đáp án: A
Giải thích:
Các nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s, p, d, f tương ứng.
Câu 6. Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo ba nguyên tắc, nguyên tắc nào sau đây không đúng?
A. Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.
B. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.
C. Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.
D. Các nguyên tố có cùng số electron lớp ngoài cùng xếp thành một đường chéo.
Đáp án: D
Giải thích:
Bảng tuần hoàn chứa 118 nguyên tố được sắp xếp theo các nguyên tắc sau:
+ Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.
+ Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.
+ Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.
Nguyên tắc không đúng: Các nguyên tố có cùng số electron lớp ngoài cùng xếp thành một đường chéo.
Câu 7. Trong bảng tuần hoàn, mỗi nguyên tố được xếp vào một ô, gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của ô là
A. số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
B. số neutron của nguyên tử nguyên tố đó.
C. số khối của nguyên tử nguyên tố đó.
D. số electron hóa trị của nguyên tử nguyên tố đó.
Đáp án: A
Giải thích:
Trong bảng tuần hoàn, mỗi nguyên tố được xếp vào một ô, gọi là ô nguyên tố. Số thứ tự của ô là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
Câu 8. Cho ô nguyên tố sau:
Phát biểu nào sau đây không đúng?
A. Nguyên tố là aluminium.
B. Kí hiệu nguyên tố là Al.
C. Số hiệu nguyên tử là 13.
D. Kích thước của nguyên tử là 26,981538 pm.
Đáp án: D
Giải thích:
26,981538 chỉ nguyên tử khối trung bình của aluminium.
Câu 9. Chu kì là
A. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số electron hóa trị, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
B. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số electron hóa trị, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân giảm dần.
C. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
D. dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân giảm dần.
Đáp án: C
Giải thích:
Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
Câu 10. Nguyên tử của nguyên tố oxygen có Z = 8. Nguyên tố oxygen thuộc
A. chu kì 1.
B. chu kì 2.
C. chu kì 3.
D. chu kì 4.
Đáp án: B
Giải thích:
Cấu hình electron của nguyên tử nguyên tố oxygen (Z = 8): 1s22s22p4.
Nguyên tử oxygen có 2 lớp electron.
Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 2.
Nguyên tố oxygen thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.
Câu 11. Nguyên tử của nguyên tố sodium (Na) có Z = 11. Sodium là
A. nguyên tố s.
B. nguyên tố p.
C. nguyên tố d.
D. nguyên tố f.
Đáp án: A
Giải thích:
Cấu hình electron của nguyên tử sodium (Z = 11): 1s22s22p63s1.
Electron cuối cùng điền vào phân lớp s nên sodium là nguyên tố s.
Câu 12. Các nhóm A gồm
A. nguyên tố s và nguyên tố d.
B. nguyên tố p và nguyên tố f.
C. nguyên tố s và nguyên tố p.
D. nguyên tố d và nguyên tố f.
Đáp án: C
Giải thích:
Các nhóm A: gồm các nguyên tố s và nguyên tố p.
Các nhóm B: gồm các nguyên tố d và nguyên tố f.
Đề 2
Bài 1: Biết X có cấu tạo nguyên tử như sau: điện tích hạt nhân là 13+, có 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 3 electron. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn là
A. chu kỳ 3, nhóm IIA.
B. chu kỳ 3, nhóm IIIA.
C. chu kỳ 2, nhóm IIA.
D. chu kỳ 2, nhóm IIIA.
Bài 2: Nguyên tử của nguyên tố X có 3 lớp electron, lớp electron ngoài cùng có 7 electron. Vị trí và tính chất cơ bản của nguyên tố X là:
A. thuộc chu kỳ 3, nhóm VII A là kim loại mạnh.
B. thuộc chu kỳ 7, nhóm III A là kim loại yếu.
C. thuộc chu kỳ 3, nhóm VII A là phi kim mạnh.
D. thuộc chu kỳ 3, nhóm VII A là phi kim yếu.
Bài 3: Nguyên tử của nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron là 52. Trong hạt nhân nguyên tử X có số hạt không mang điện nhiều hơn số hạt mang điện là 1. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học là:
A. chu kỳ 3, VA.
B. chu kỳ 3, VIIA.
C. chu kỳ 2, VIIA.
D. chu kỳ 2, VA.
Bài 4: Trong chu kỳ 2, X là nguyên tố đứng đầu chu kỳ, còn Y là nguyên tố đứng cuối chu kỳ nhưng trước khí hiếm. Nguyên tố X và Y có tính chất sau:
A. X là kim loại mạnh, Y là phi kim yếu.
B. X là kim loại mạnh, Y là phi kim mạnh.
C. X là kim loại yếu, Y là phi kim mạnh.
D. X là kim loại yếu, Y là phi kim yếu.
Bài 5: Một hợp chất khí của R với H có công thức là RH3, trong đó R chiếm 91,1765% về khối lượng. Vị trí của R trong bảng tuần hoàn là
A. chu kì 2, nhóm IIIA.
B. chu kì 2, nhóm IIA.
C. chu kì 3, nhóm VA.
D. chu kì 2, nhóm VA.
Bài 6: Nguyên tố A có số hiệu nguyên tử là 11, chu kỳ 3, nhóm IA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Phát biểu nào sau đây đúng?
A. Điện tích hạt nhân 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 1 electron, kim loại mạnh.
B. Điện tích hạt nhân 11+, 1 lớp electron, lớp ngoài cùng có 3 electron, kim loại mạnh.
C. Điện tích hạt nhân 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 3 electron, kim loại yếu.
D. Điện tích hạt nhân 11+, 3 lớp electron, lớp ngoài cùng có 1 electron, kim loại yếu.
Bài 7: Số thứ tự chu kì trong bảng hệ thống tuần hoàn cho biết:
A. Số thứ tự của nguyên tố.
B. Số hiệu nguyên tử.
C. Số electron lớp ngoài cùng.
D. Số lớp electron.
Bài 8: Nguyên tố R thuộc nhóm VA trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Hợp chất khí với hiđro của nguyên tố này chứa 17,64% hiđro về khối lượng. Công thứ hợp chất khí với hiđro của nguyên tố R là:
A. H2S.
B. NH3.
C. AsH3.
D. PH3.
Bài 9: Nguyên tố X ở chu kỳ 3 nhóm VIA, nguyên tố Y ở chu kỳ 2 nhóm VIIA. So sánh tính chất của X và Y thấy:
A. tính phi kim của X mạnh hơn Y.
B. tính phi kim của Y mạnh hơn X.
C. X, Y có tính phi kim tương đương nhau.
D. X, Y có tính kim loại tương đương nhau.
Bài 10: Một hợp chất khí của R với hiđro có công thức RH3. Trong đó R chiếm 91,1765% theo khối lượng. Nguyên tố R thuộc chu kỳ mấy, nhóm mấy?
A. chu kỳ 2, nhóm IIIA.
B. chu kỳ 3, nhóm VA.
C. chu kỳ 3, nhóm VIA.
D. chu kỳ 2, nhóm IIA.
Bài 11: Nguyên tố X có hiệu số nguyên tử là 9. Điều khẳng định nào sau đây không đúng?
A. Điện tích hạt nhân của nguyên tử là 9+, nguyên tử có 9 electron.
B. Nguyên tử X ở gần cuối chu kỳ 2, đầu nhóm VII.
C. X là 1 phi kim hoạt động mạnh.
D. X là 1 kim loại hoạt động yếu.
Bài 12: Một oxit có tỉ khối hơi so với oxi là 2. Trong đó oxi chiếm 50% về khối lượng. Công thức của oxit đó là:
A. CO.
B. CO2.
C. SO2.
D. NO2.
Bài 13: A, B là 2 kim loại nằm ở 2 chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA. Cho 4,4 gam một hỗn hợp gồm A và B tác dụng với dung dịch HCl 1M (dư) thu được 3,36 lít khí (đktc). Xác định hai kim loại A và B?
A. Mg và Ca.
B. Ca và Ba.
C. Be và Mg.
D. Mg và Ba.
Bài 14: Nguyên tố Y là phi kim thuộc chu kì 3, nhóm VIA. Nguyên tố Y tạo với kim loại M hợp chất có công thức MY, trong đó M chiếm 63,64% về khối lượng. Kim loại M là:
A. Zn.
B. Cu.
C. Mg.
D. Fe.
Bài 15: Hai kim loại X và Y thuộc cùng một nhóm A trong bảng tuần hoàn hóa học. Biết tổng số đơn vị điện tích hạt nhân của X và Y là 32 và ZX < ZY. Cho các phát biểu sau:
(1) Số hạt mang điện trong hạt nhân Y nhiều hơn số hạt mang điện trong hạt nhân X là 8.
(2) Bán kính nguyên tử của X lớn hơn Y.
(3) Tính kim loại của X mạnh hơn của Y.
(4) X có độ âm điện lớn hơn Y.
(5) X và Y đều có 2 electron ở lớp ngoài cùng.
(6) X và Y thuộc nhóm IIA.
Các phát biểu đúng là:
A. (1), (2), (5), (6).
B. (2), (3), (4), (5).
C. (1), (2), (3), (5).
D. (1), (4), (5), (6).
Đáp án minh họa
|
1B |
2C |
3B |
4B |
5C |
6A |
7D |
8B |
9B |
10B |
|
11D |
12C |
13A |
14D |
15D |
|
|
|
|
Xem thêm các dạng bài tập liên hay khác:
30 Bài tập về Định luật tuần hoàn (2024) có đáp án chi tiết nhất
30 bài tập về Lớp, phân lớp và cấu hình electron (2024) có đáp án chi tiết nhất
50 Bài tập về cấu trúc lớp vỏ electron nguyên tử (2024) có đáp án chi tiết nhất
