Bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

${X^ - }$ : [Ne]3s²3p⁶ $ \to $ X: [Ne]3s²3p⁵ (Z = 17) $ \to $ X có số thứ tự 17, chu kì 3, nhóm VIIA

Y²⁺: [Ne]3s²3p⁶ $ \to $ Y: [Ar]4s² (Z = 20) $ \to $ X có số thứ tự 20, chu kì 4, nhóm IIA

X³⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵

Vì nguyên tử X mất 3e tạo thành ion X³⁺

=> Cấu hình X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

$ \to $ X thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB

Ta có: Tổng số hạt của nguyên tử là 52 => p +n + e =52

Mà p = e = Z

=> 2Z + n = 52 (1)

Số n nhiều hơn số p là 1 hạt => n - Z = 1 (2)

Từ (1) và (2) ta có hệ:

\(\left\{ \begin{array}{l}2Z{\rm{ }} + {\rm{ }}n{\rm{ }} = {\rm{ }}52\\n{\rm{ }} - {\rm{ }}Z{\rm{ }} = {\rm{ }}1{\rm{ }}\end{array} \right.\) => \(\left\{ \begin{array}{l}{\rm{Z }} = {\rm{ 17}}\\{\rm{n }} = {\rm{ 18 }}\end{array} \right.\)

=> Cấu hình electron của X: \({\rm{[}}Ne{\rm{]}}3{s^2}3{p^5}\)

=> X thuộc chu kì 3, nhóm VIIA

R⁺ có p + (e – 1) + n = 57 => R có 2p + n = 57 + 1 = 58

Trong R⁺ có : p + (e – 1) = n + 17 => 2p – n = 18

=> p = 19 và n = 20 

=> R thuộc ô 19, chu kì 4, nhóm IA

Bước 1: Viết lại cấu hình electron của X

Cấu hình electron của X^2-: 1s²2s²2p²3s²3p⁶

→ Cấu hình electron của X là: 1s²2s²2p²3s²3p⁴

Bước 2: Xác định nhóm và chu kì của X

- X có 3 lớp e ⟹ Chu kì 3.

- Lớp ngoài cùng (3s²3p⁴) có 6 electron và e cuối cùng điền vào phân lớp p → Nhóm VIA.

Một ô nguyên tố biểu diễn số hiệu nguyên tử, cấu hình electron và kí hiệu nguyên tố

Đa số các nguyên tố được xếp theo cột trong bảng tuần hoàn hóa học có tính chất hóa học gần giống nhau do có cấu hình electron tương tự nhau

X có số hạt mang điện chiếm 63,04% tổng số hạt \( \Rightarrow \dfrac{{p + e}}{{p + e + n}}.100\%  = 63,04\% \)

Mà p=e \( \Rightarrow \dfrac{{2p}}{{2p + n}}.100\%  = 63,04\% (1)\)

Số khối của X là 63 ⇒ p + n = 63 (2)

Từ (1) và (2) ⇒ p=29, n=34

Cấu hình electron của X (p=29): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

- Số thứ tự ô: 29

- Chu kì 4 vì có 4 lớp electron

- Nhóm B vì electron cuối cùng điền vào phân lớp 3d. Số thứ tự của nhóm là I ⇒ Nhóm IB

Chú ý trường hợp đặc biệt: Các nguyên tố có cấu hình nguyên tử bán bão hòa và bão hòa:

+ Cr (Z=24) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s² chuyển thành 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹

+ Cu (Z=29) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁹4s¹ chuyển thành 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹

Trong bảng tuần hoàn có 8 nhóm A và 8 nhóm B được đánh số thứ tự từ I cho đến VIII. Nhóm A có 8 cột, nhóm B có 10 cột (vì nhóm VIIIB chiếm 3 cột) trong bảng tuần hoàn

- Xác định số thứ tự nhóm:

+ Nhóm A có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns^1-2 hoặc ns²np^1-6: 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)s^1-10ns^1-2: 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

- Ô 21

- Chu kì 4 vì có 4 lớp electron

- Nhóm B vì electron cuối cùng được điền vào phân lớp 3d. Số thứ tự của nhóm là IIIB

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s²

suy ra Z=p=23

Do phân lớp s chứa tối đa là 2 electron nên ta có hai trường hợp:

- TH1: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ ⇒ Ô 19, chu kì 4, nhóm IA

- TH2: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s² ⇒ Ô 20, chu kì 4, nhóm IIA

Đáp án D