Bài giảng Chương II : định luật tuần hoàn và hệ thống tuần hoàn các nguyên tố hóa học

CHƯƠNG II : ĐỊNH LUẬT TUẦN HOÀN VÀ HỆ THỐNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC I. KIẾN THỨC CƠ BẢN 1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong Bảng Tuần Hoàn - Các nguyên tố được xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân . - Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hảng. - Các nguyên tố có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau thì được xếp thành 1 cột. 2. Cấu tạo bảng tuần hoàn a. Ô nguyên tố Số TT nguyên tố = Z = p = e b. Chu kì - Số TT của chu kì = số lớp electron . - Trong BTH có 7 chu kì : 3 chu kì nhỏ và 4 chu kì lớn . c. Nhóm - BTH có 18 cột được chia thành 8 nhóm A đánh số từ IA đến VIIIA và 8 nhóm B đánh số từ IB đến VIIIB , mỗi nhóm là 1 cột , riêng nhóm VIIIB có 3 cột . - Nhóm A (Phân nhóm chính) + Nhóm A gồm nguyên tố s và nguyên tố p . Nhóm A gồm các nguyên tố thuộc chu kì lớn và chu kì nhỏ . STT nhóm = số electron lớp ngoài cùng . + Nhóm B gồm nguyên tố d và nguyên tố f . Nhóm B gồm các nguyên tố ở chu kì lớn và đều là kim loại . Xác định STT nhóm thì xét tổng số e trên hai phân lớp (n-1)dx nsy . x + y < 8 thì STT nhóm = x + y 8 £ x + y £ 10 thì STT nhóm = VIIIB x + y > 10 thì STT nhóm = x + y – 10 ­ Chú ‎yù : + Hai nguyên tố kế nhau trong cùng 1 chu kì thì điện tích hạt nhân của chúng chỉ khác nhau 1 đơn vị . + Hai nguyên tố thuộc cùng một phân nhóm ở hai chu kì kế tiếp , điện tích hạt nhân của chúng khác nhau 8 hay 18 hay 32 đơn vị . 3. Sự biến đổi tính chất nguyên tử , tính chất đơn chất và hợp chất a. Bán kính nguyên tử - Trong cùng 1 chu kì : khi đtích hạt nhân tăng dần thì nói chung BKNT giảm dần. - Trong cùng 1 nhóm : khi điện tích hạt nhân tăng dần thì BKNT tăng dần. b. Năng lượng ion hóa (kí hiệu I , đo bằng kJ/mol) - Trong cùng 1 chu kì : khi đtích hạt nhân tăng dần thì nói chung năng I tăng dần. - Trong cùng 1 nhóm : khi điện tích hạt nhân tăng dần thì I giảm dần. c. Độ âm điện - Trong cùng 1 chu kì : khi đtích hạt nhân tăng dần thì độ âm điện tăng dần. - Trong cùng 1 nhóm : khi đtích hạt nhân tăng dần thì độ âm điện giảm dần. d. Sự biến đổi về hóa trị của các nguyên tố - Trong cùng 1 chu kì đi từ trái sang phải , hóa trị cao nhất với oxi tăng dần từ từ 1 đến 7 , còn hóa trị với hidro của các phi kim giảm dần từ 4 đến 1. Đối với phi kim : Hóa trị cao nhất với oxi + hóa trị với hidro = 8 - Trong cùng 1 nhóm A , hóa trị cao nhất với oxi của các nguyên tố bằng nhau và bằng STT của nhóm . e. Sự biến đổi tính kim loại – phi kim - Trong cùng 1 chu kì : khi đtích hạt nhân tăng dần thì tính kim loại của các nguyên tố giảm dần , đồng thời tính phi kim tăng dần . - Trong cùng 1 nhóm : khi điện tích hạt nhân tăng dần thì tính kim loại của các nguyên tố tăng dần , đồng thời tính phi kim giảm dần . f. Sự biến đổi tính axit – bazơ của oxit và hidroxit - Trong cùng 1 chu kì : khi đtích hạt nhân tăng dần thì tính bazơ của các oxit và hidroxit tương ứng giảm dần , đồng thời tính axit của chúng tăng dần . - Trong cùng 1 nhóm : khi điện tích hạt nhân tăng dần thì tính bazơ của các oxit và hidroxit tương ứng tăng dần , đồng thời tính axit của chúng giảm dần . II. BÀI TẬP 1. Oxit cao nhất của một nguyên tố RO3 , trong hợp chất của nó với hidro có 5,88% hidro về khối lượng . Xác định nguyên tố đó . 2. Hợp chất khí với hidro của một nguyên tố là RH4 . Oxit cao nhất của nó chứa 53,3% oxi về khối lượng . Tìm nguyên tố đó . 3. Cho 8,8g một hỗn hợp hai kim loại nằm ở hai chu kì liên tiếp nhau và thuộc nhóm IIIA , tác dụng với HCl dư thì thu được 6,72 lit khí hidro (ở đktc) . Dựa vào bảng tuần hoàn cho biết tên hai kim loại đó . 4. Nguyên tố A thuộc nhóm A trong bảng hệ thống tuần hoàn . Hợp chất X của A với hidro có 97,26% A về khối lượng . Xác định tên của A . 5. B là kim loại nhóm A có hai electron ở lớp ngoài cùng . 14,6g B tác dụng vừa đủ với 200g dd HCl 14,6% tạo ra khí C và dd D . Xác định B và tính nồng độ % của dd D . 6. Hòa tan 46g một hỗn hợp Ba và hai kim loại kiềm A , B thuộc hai chu kì kế tiếp nhau vào nước thu được dd C và 11,2 lit khí (đktc) . Nếu thêm 0,18 mol Na2SO4 vào dd C thì dd sau phản ứng vẫn chưa kết tủa hết Ba . Nếu thêm 0,21 mol Na2SO4 vào dd C thì dd sau phản ứng còn dư Na2SO4 . Xác định tên hai kim loại đó . 7. Cho hidroxit của một kim loại nhóm IIA tác dụng với dd H2SO4 20% thu được dd muối có nồng độ 21,9% . Xác định tên kim loại đó . 8. Cho 3 nguyên tố X , Y , Z thuộc nhóm A của bảng HTTH các nguyên tố . Nguyên tố Y thuộc cùng chu kì với X , X và Y thuộc hai nhóm liên tiếp , Z và X thuộc cùng nhóm ở 2 chu kì liên tiếp . Hidroxit của Z , X , Y có tính bazơ giảm dần theo thứ tự đó . Nguyên tử X có 2 electron lớp ngoài cùng thuộc phân lớp 3s . a. Xác định vị trí của X , Y , Z trong bảng HTTH các nguyên tố . b. Viết cấu hình electron của Y và Z . c. Xếp các nguyên tố theo thứ tự tính kim loại tăng dần . 9. Cho biết các nguyên tử của các nguyên tố X , Y , Z : các electron có mức năng lượng cao nhất được xếp vào các phân lớp để có cấu hình lần lượt là : 2p3 ; 4s1 ; 3d1 . a. Viết lại cấu hình electron đầy đủ của các nguyên tố trên . b. Xác định vị trí của các nguyên tố trên trong bảng HTTH các nguyên tố . 10. Một hợp chất ion được cấu tạo từ ion M2+ và ion X- . Trong phân tử MX2 có tổng số hạt (p , n , e) là 186 hạt , trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 54 hạt . Số khối của ion M2+ lớn hơn số khối của ion X- là 27 . a. Viết cấu hình electron của các ion M2+ và ion X- . b. Xác định vị trí của M và X trong bảng HTTH các nguyên tố . 11. A , B là hai nguyên tố ở cùng một nhóm và thuộc hai chu kì liên tiếp trong bảng HTTH . Tổng số proton trong hai hạt nhân nguyên tử bằng 32 . Hãy viết cấu hình electron của A , B và của các ion mà A , B có thể tạo thành . Nêu tính chất hóa học đặc trưng của 2 nguyên tố này . 12. Phi kim X có electron sau cùng ứng với 4 số lượng tử có tổng đại số bằng 2,5 . Xác định phi kim X và cho biết vị trí của X trong bảng HTTH .