I. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
1. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn:
- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử.
- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được sắp xếp thành một hàng(chu kì).
- Các nguyên tố có số electron hóa trị trong nguyên tử như nhau được xếp thành một cột(nhóm).
2. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
- Ô nguyên tố:
Số thứ tự nguyên tố = số đơn vị điện tích hạt nhân (Z) = số proton = số electron
- Chu kì là dãy các nguyên tố của chúng có cùng số lớp electron (Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử)
- Nhóm là dãy các nguyên tố có cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự nhau (cùng số electron hóa trị) , nên tính chất hóa học gần giống nhau được xếp thành một cột.
Có 2 loại nhóm nguyên tố là nhóm A và nhóm B:
+ Nhóm A: bao gồm các nguyên tố s và p. Số thứ tự nhóm A = tổng số e lớp ngoài cùng
+ Nhóm B: bao gồm các nguyên tố d và f có cấu hình e nguyên tử tận cùng dạng (n – 1)dxnsy: (nếu x+y <8 thì thuộc nhóm (x+y)B, còn nếu x+y 8 thì thuộc nhóm VIIIB)
II. Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron và bán kính nguyên tử của các nguyên tố hóa học
1. Sự biến đổi tuần hoàn cấu hình electron nguyên tử:
- Cấu hình electron ngoài cùng của các nguyên tố trong cùng một nhóm được lặp đi lặp lại biến đổi tuần hoàn.
Đầu mỗi chu kì là nguyên tố Kim loại có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là ns1 , kết thúc mỗi chu kì là nguyên tố khí hiếm có cấu hình electron lớp ngoài cùng của nguyên tử là ns2np6 (trừ chu kì 1)
2. Một số nhóm A tiêu biểu
a) Nhóm VIIIA (nhóm khí hiếm)
- gồm các nguyên tố: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
- Cấu hình e lớp ngoài cùng chung ns2np6 (trừ He)
- Hầu hết các khí hiếm không tham gia phản ứng hóa học, tồn tại ở dạng khí có 1 nguyên tử.
b) Nhóm IA (nhóm kim loại kiềm)
- Gồm các nguyên tố Li, Na, K, Rb, Cs, Fr
- Cấu hình e lớp ngoài cùng: ns1
- Tính chất : dễ nhường 1e để đạt cấu hình bền của khí hiếm
c) Nhóm VIIA (nhóm halogen)
- Gồm các nguyên tố F, Cl, Br, I, At
- Cấu hình e lớp ngoài cùng chung: ns2np5
- Tính chất : dễ nhận 1e để đạt cấu hình bền của khí hiếm
III. Sự biến đổi tuần hoàn bán kính nguyê tử của các nguyên tố:
- Trong cùng một nhóm A, theo chiều tăng điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần.
Giải thích: Trong cùng 1 nhóm theo chiều tăng điện tích hạt nhân => số lớp e tăng => bán kính tăng.
- Trong cùng 1 chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần.
Giải thích: Trong cùng 1 chu kì, theo chiều tăng điện tích hạt nhân =>độ âm điện tăng => lực hút giữa hạt nhân với e ngoài cùng tăng =>bán kính giảm.
* Độ âm điện: Đại lượng đặc trưng cho khả năng hút e của nguyên tử đó khi tạo thành liên kết hóa học.
- Trong cùng 1 chu kì : độ âm điện tăng dần theo chiều tăng điện tích hạt nhân
- Trong cùng 1 nhóm : độ âm điên giảm dần theo chiều tăng điện tích hạt nhân
- Cần nhớ thứ tự độ âm điện 4 nguyên tử có độ âm điện lớn nhất: F > O > Cl > N
IV. Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các nguyên tố
1. Sự biến đổi tính kim loại, tính phi kim
- Trong mỗi chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần.
Giải thích:trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trái sang phải) thì độ âm điện tăng dần đồng thời bán kính nguyên tử giảm dần => khả năng nhường electron giảm,khả năng nhận electron tăng
=> tính kim loại giảm, tính phi kim tăng.
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần.
Giải thích: Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân (từ trên xuống dưới) thì độ âm điện giảm dần đồng thời bán kính nguyên tử tăng nhanh => khả năng nhường electron tăng, khả năng nhận electron giảm
=> tính kim loại tăng, nên tính phi kim giảm.
2. Sự biến đổi về hóa trị của các nguyên tố
Chú ý: Tổng hóa trị của nguyên tố trong oxit cao nhất với hóa trị trong hợp chất khí với hiđro bằng 8.
3. Sự biến đổi tính axit – bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng
- Trong một chu kì, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của oxit và hiđroxit tương ứng giảm dần, đồng thời tính axit của chúng tăng dần.
- Trong một nhóm A, theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, tính bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng tăng dần, đồng thời tính axit của chúng giảm dần.
Nhận xét: Tính axit - bazơ của các oxit và hiđroxit tương ứng của các nguyên tố biến đổi tuần hoàn theo chiều tăng của điện tích hạt nhân nguyên tử.
*** Tính chất của cá 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.
4. Ý nghĩa của bảng tuần hoàn
- Từ vị trí => Cấu hình electron => Tính chất
Ví dụ: Nguyên tố M thuộc chu kì 3 nhóm IIA => Cấu hình electron của M: 1s22s22p63s2 => Nhường 2 electron => M là kim loại
- Ngược lại từ Cấu hình electron => Vị trí và tính chất
Ví dụ: Nguyên tử nguyên tố N có cấu hình electron: 1s22s22p5 => N thuộc chu kì 2 nhóm VIIA và N nhận 1 electron => N là phi kim.
