Lý thuyết Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (Kết nối tri thức 2024) Hóa 10

Lý thuyết Hóa học lớp 10 Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Video giải Hóa học 10 Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Kết nối tri thức

A. Lý thuyết Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. 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.

II. 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.

III. Cấu tạo của bảng tuần hoàn

1. 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.

2. 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.

$\to$Nguyên tố oxygen thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn.

3. 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).

4. Phân loại nguyên tố

a) 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.

b) 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 $\to$nhóm VIIA.

Vậy, nguyên tố chlorine thuộc ô 17, chu kì 3, nhóm VIIA.

Nguyên tố chlorine thuộc nhóm VIIA $\to$ Chlorine là nguyên tố phi kim

B. Trắc nghiệm Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Câu 1. 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.

Câu 2. 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.

Câu 3. 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 4. 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 5. 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 6. 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 7. 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  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 10. 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 11. 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 12. 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 13. 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 14. 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.

Câu 15. 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.

Bài giảng Hóa học 10 Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học - Kết nối tri thức