I. Cấu tạo bảng tuần hoàn
1. Nguyên tắc sắp xếp
- 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.
2. Ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hóa học được sắp xếp vào một ô trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, gọi là ô nguyên tố.
- Số thứ tự của một ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố hóa học trong ô đó.
3. Chu kì
- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng, gọi là chu kì.
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì
- Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì:
+ Các chu kì 1, 2 và 3 là các chu kì nhỏ
+ Các chu kì 4, 5, 6 và 7 là các chu kì lớn
4. Nhóm
- Nhóm là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau (trừ nhóm VIIIB), do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp theo cột
- Bảng tuần hoàn gồm 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 A hay B đều chỉ có một cột, trừ nhóm VIIIB có ba cột
+ Nhóm A: Số thứ tự bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm
II. Xu hướng biến đổi trong bảng tuần hoàn
1. Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử
+ Trong một chu kì: bán kính nguyên tử giảm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân
Giải thích: Trong cùng một chu kì, nguyên tử của các nguyên tố có cùng số lớp electron. Từ trái sang phải, điện tích hạt nhân nguyên tử tăng dần \( \Rightarrow \) Electron lớp ngoài cùng sẽ bị hạt nhân hút mạnh hơn \( \Rightarrow \) Bán kính nguyên tử giảm
+ Trong một nhóm A: bán kính nguyên tử tăng theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân
Giải thích : Trong cùng nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân \( \Rightarrow \) Số lớp electron tăng \( \Rightarrow \) Bán kính nguyên tử tăng
2. Xu hướng biến đổi độ âm điện
+ Trong một chu kì: độ âm điện tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
Giải thích: Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân \( \Rightarrow \) Lực hút giữa hạt nhân với các lớp electron lớp ngoài cùng tăng \( \Rightarrow \) Độ âm điện tăng
+ Trong một nhóm A: độ âm điện giảm dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
Giải thích: Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân \( \Rightarrow \) Bán kính nguyên tử tăng nhanh \( \Rightarrow \) Lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm \( \Rightarrow \) Độ âm điện giảm
3. Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim
+ Trong một chu kì: tính kim loại giảm dần và tính phi kim tăng dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
Giải thích: Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân \( \Rightarrow \) Bán kính nguyên tử giảm \( \Rightarrow \) Lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng tăng \( \Rightarrow \) Khả năng nhường electron giảm; khả năng nhận electron tăng \( \Rightarrow \) Tính kim loại giảm; tính phi kim tăng
+ Trong một nhóm A: tính kim loại tăng dần và tính phi kim giảm dần theo chiều tăng của điện tích hạt nhân
Giải thích: Trong một nhóm A, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân \( \Rightarrow \) Bán kính nguyên tử tăng nhanh \( \Rightarrow \) Lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm \( \Rightarrow \) Khả năng nhường electron tăng; khả năng nhận electron giảm \( \Rightarrow \) Tính kim loại tăng; tính phi kim giảm
4. Xu hướng biến đổi tính acid – base của oxide cao nhất
Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính acid của oxide cao nhất tăng dần, tính base của oxide cao nhất giảm dần
5. Xu hướng biến đổi tính acid – base của hydroxide
Trong một chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, tính acid của các hydroxide tăng dần, tính base của các hydroxide giảm dần
III. Bảng tuần hoàn và cấu tạo nguyên tử
Xác định vị trí nguyên tố dựa vào cấu hình electron
- Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tửu của nguyên tố thuộc chu kì
- Xác định số thứ tự nhóm:
+ Nhóm A có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns1-2 hoặc ns2np1-6: số thứ tự của nhóm bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố đó
+ Nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng dạng (n-1)s1-10ns1-2: số thứ tự của nhóm bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp (n-1)d và ns. Nếu tổng số electron của nguyên tử là 8, 9, 10 thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB
IV. Định luật tuần hoàn
Tính chất của các nguyên tố và đơn chất, cũng như thành phần và tính chất của các hợp chất tạo nên từ các nguyên tố đó biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử