Giải Khoa học tự nhiên 7 Bài 4 (Chân trời sáng tạo): Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Bài 4: Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Video giải bài tập Khoa học tự nhiên 7 Bài 4: Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Mở đầu trang 22 Bài 4 KHTN lớp 7: Khi nghiên cứu quy luật biến đổi tính chất của các nguyên tố, các nhà khoa học đã tìm cách sắp xếp các nguyên tố vào một bảng theo nguyên tắc nhất định, gọi là bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học. Các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo nguyên tắc nào? Chúng ta biết được thông tin gì từ bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?

Trả lời:

Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn:

- Các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân nguyên tử.

- Các nguyên tố hóa học có cùng số lớp electron trong nguyên tử được sắp xếp thành một hàng.

- Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau được xếp thành một cột.

Chúng ta biết được một số thông tin từ bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học:

- Sử dụng bảng tuần hoàn để biết các thông tin của một nguyên tố hóa học, như:

+ Tên nguyên tố

+ Số hiệu nguyên tử

+ Kí hiệu nguyên tố hóa học

+ Khối lượng nguyên tử.

+…

- Sử dụng bảng tuần hoàn để biết vị trí của nguyên tố hóa học (ô, chu kì, nhóm). Từ đó nhận ra được tính chất cơ bản của nguyên tố (kim loại, phi kim, khí hiếm)

1. Nguyên tắc xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Câu hỏi thảo luận 1 trang 23 KHTN lớp 7: Quan sát Hình 4.1, em hãy cho biết

a) nguyên tử của những nguyên tố nào có cùng số lớp electron.

b) nguyên tử của những nguyên tố nào có số electron ở lớp ngoài cùng bằng nhau.

Trả lời:

a) Nguyên tử của những nguyên tố trong một hàng có cùng số lớp electron. Cụ thể trong Hình 4.1:

Hàng thứ nhất gồm hai nguyên tố H và He đều có 1 lớp electron.

Hàng thứ hai gồm 8 nguyên tố Li, Be, B, C, N, O, F, Ne đều có 2 lớp electron

Hàng thứ ba gồm 8 nguyên tố Na, Mg, Al, Si, P, S, Cl, Ar đều có 3 lớp electron.

Hàng thứ tư gồm K và Ca đều có 4 lớp electron.

b) Nguyên tử của những nguyên tố trong cùng một cột có số electron ở lớp ngoài cùng bằng nhau. Ví dụ:

Cột thứ nhất gồm H, Li, Na, K đều có 1 electron lớp ngoài cùng

Cột thứ hai gồm Be, Mg, Ca đều có 2 electron lớp ngoài cùng.

Cột thứ ba gồm B, Al đều có 3 electron lớp ngoài cùng.

Luyện tập trang 23 KHTN lớp 7: Dựa vào cơ sở nào để xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn?

Trả lời:

Các nhà khoa học đã dựa vào số proton mang điện tích dương trong hạt nhân (điện tích hạt nhân) để làm cơ sở sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn.

2. Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Câu hỏi thảo luận 2 trang 23 KHTN lớp 7: Dựa vào thông tin được cung cấp và Hình 4.2, em hãy cho biết bảng tuần hoàn được cấu tạo như thế nào?

Trả lời:

Dựa vào Hình 4.2 và thông tin được cung cấp ta có bảng tuần hoàn được cấu tạo gồm các ô nguyên tố được sắp xếp thành các hàng và cột (chu kỳ và nhóm).

- Các ô nguyên tố được sắp xếp lần lượt theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.

- Các nguyên tố hóa học có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng (gọi là chu kì).

- Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau được xếp thành một cột (gọi là nhóm).

Câu hỏi thảo luận 3 trang 25 KHTN lớp 7: Số hiệu nguyên tử của một nguyên tố hóa học cho biết những thông tin gì về nguyên tố đó.

Trả lời:

Số hiệu nguyên tử bằng số đơn bị điện tích hạt nhân (bằng số proton trong hạt nhân) và bằng số electron trong nguyên tử.

Số hiệu nguyên tử cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Luyện tập trang 25 KHTN lớp 7: Cho biết những thông tin cơ bản về nguyên tố hóa học đã cho dưới đây

Trả lời:

Ô nguyên tố trên cho biết:

+ Tên nguyên tố: Oxygen

+ Kí hiệu hóa học: O

+ Số hiệu nguyên tử = số đơn bị điện tích hạt nhân (bằng số proton trong hạt nhân) = số electron trong nguyên tử = số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn = 8.

+ Khối lượng nguyên tử: 16 amu.

Câu hỏi thảo luận 4 trang 25 KHTN lớp 7: Quan sát Hình 4.4 và trả lời các câu hỏi sau:

a) Mỗi chu kì bắt đầu từ nhóm nào và kết thúc ở nhóm nào?

b) Em hãy chỉ ra sự tuần hoàn ở mỗi chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

Trả lời:

a) Mỗi chu kì bắt đầu từ nhóm IA và kết thúc ở nhóm VIIIA.

b) Các nguyên tố trong chu kì được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân. Bắt đầu mỗi chu kì là nhóm IA (gồm các kim loại hoạt động mạnh, trừ chu kì 1), kết thúc chu kì là nguyên tố nhóm VIIIA (nguyên tố khí hiếm).

Sự lặp đi lặp lại giống nhau ở các chu kì người ta gọi là sự tuần hoàn.

Câu hỏi thảo luận 5 trang 26 KHTN lớp 7: Quan sát Hình 4.5, cho biết những nguyên tố nào có tính chất tương tự nhau:

Trả lời:

Các nguyên tố nằm trong cùng một cột (thuộc cùng nhóm) có tính chất tương tự nhau.

Ví dụ: Nhóm IA gồm các nguyên tố kim loại hoạt động mạnh (trừ H). Nhóm VIIA gồm các nguyên tố phi kim hoạt động mạnh (trừ At, Ts). Nhóm VIIIA gồm các nguyên tố trơ về mặt hóa học.

Luyện tập trang 26 KHTN lớp 7: Dựa vào Hình 4.2, hãy hoàn thành các thông tin còn thiếu trong bảng sau:

Trả lời:

3. Các nguyên tố kim loại

Câu hỏi thảo luận 6 trang 27 KHTN lớp 7: Dựa vào bảng tuần hoàn (Hình 4.2), em hãy cho biết vị trí (nhóm, chu kì) của các nguyên tố K, Mg, Al.

Trả lời:

Dựa vào bảng tuần hoàn xác định được:

- Nguyên tố K thuộc nhóm IA, chu kì 4;

- Nguyên tố Mg thuộc nhóm IIA, chu kì 3;

- Nguyên tố Al thuộc nhóm IIIA, chu kì 3.

Câu hỏi thảo luận 7 trang 27 KHTN lớp 7: Một kim loại ở thể lỏng trong điều kiện thường, được ứng dụng để chế tạo nhiệt kế. Đó là kim loại nào? Cho biết vị trí (chu kì, nhóm) của nguyên tố kim loại đó.

Trả lời:

Ở điều kiện thường, kim loại duy nhất tồn tại ở thể lỏng là thủy ngân (mercury) kí hiệu là Hg. Thủy ngân được ứng dụng để chế tạo nhiệt kế.

Thủy ngân (mercury) thuộc ô số 80, chu kì 6, nhóm IIB trong bảng tuần hoàn.

Vận dụng 1 trang 28 KHTN lớp 7: Mỗi kim loại đều có vai trò và ứng dụng khác nhau trong đời sống, em hãy cho biết những kim loại nào thường được sử dụng để làm trang sức. Dựa vào Hình 4.2, hãy cho biết vị trí (ô, chu kì, nhóm) của chúng trong bảng tuần hoàn.

Trả lời:

Những kim loại thường được sử dụng làm đồ trang sức: Vàng (gold), bạc (silver), platinum.

- Vàng (gold) thuộc ô 79, chu kì 6, nhóm IB.

- Bạc (silver) thuộc ô 47, chu kì 5, nhóm IB.

- Platinum thuộc ô 78, chu kì 6, nhóm VIIIB.

4. Các nguyên tố phi kim

Câu hỏi thảo luận 8 trang 28 KHTN lớp 7: Carbon, nitrogen, oxygen và chlorine là những nguyên tố phi kim phổ biến và gần gũi trong đời sống. Em hãy cho biết vị trí (nhóm, chu kì) của chúng trong bảng tuần hoàn.

Trả lời:

- Carbon (C) thuộc chu kì 2, nhóm IVA.

- Nitrogen (N) thuộc chu kì 2, nhóm VA.

- Oxygen (O) thuộc chu kì 2, nhóm VIA.

- Chlorine (Cl) thuộc chu kì 3, nhóm VIIA.

Vận dụng 2 trang 28 KHTN lớp 7: Tìm hiều qua thực tế, hãy cho biết nguyên tố phi kim nào có trong thành phần của kem đánh răng. Nguyên tố phi kim nào có trong thành phần muối ăn? Chúng thuộc chu kì và nhóm nào trong bảng tuần hoàn.

Trả lời:

- Nguyên tố phi kim có trong thành phần của kem đánh răng là fluorine. Nguyên tố fluorine (F) thuộc chu kì 2, nhóm VIIA.

- Trong thành phần của muối ăn có nguyên tố phi kim chlorine (Cl). Nguyên tố chlorine (Cl) thuộc chu kì 3, nhóm VIIA.

5. Nhóm các nguyên tố khí hiếm

Câu hỏi thảo luận 9 trang 29 KHTN lớp 7: Sử dụng Hình 4.1, em hãy nhận xét về số electron lớp ngoài cùng trong nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm.

Trả lời:

Nguyên tử của các nguyên tố khí hiếm đều có 8 electron lớp ngoài cùng (riêng He có 2 electron lớp ngoài cùng).

Vận dụng trang 29 KHTN lớp 7: Vào những dịp Tết hay lễ hội ở một số thành phố hoặc khu vực vui chơi giải trí công cộng, chúng ta thường nhìn thấy những khinh khí cầu đủ màu sắc bay trên bầu trời. Theo em, người ta bơm khí nào trong số các khí: oxygen, helium, hydrogen vào khinh khí cầu? Giải thích sự lựa chọn đó.

Trả lời:

Người ta bơm khí helium vào khinh khí cầu. Do khí helium nhẹ và trơ trong không khí (không phản ứng với oxygen gây ra hiện tượng cháy nổ).

Bài tập (trang 30)

Bài 1 trang 30 KHTN lớp 7: Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo

A. thứ tự chữ cái trong từ điển;

B. thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân;

C. thứ tự tăng dần số hạt electron lớp ngoài cùng;

D. thứ tự tăng dần số hạt neutron.

Trả lời:

Đáp án đúng là: B

Trong bảng tuần hoàn, các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo thứ tự tăng dần điện tích hạt nhân

Bài 2 trang 30 KHTN lớp 7: Những nguyên tố hóa học nào sau đây thuộc cùng một nhóm?

A. O, S, Se;

B. N, O, F;

C. Na, Mg, K;

D. Ne, Na, Mg.

Trả lời:

Đáp án đúng là: A

Các nguyên tố O, S, Se thuộc cùng nhóm VIA.

Bài 3 trang 30 KHTN lớp 7: Những nguyên tố hóa học nào sau đây thuộc cùng một chu kì?

A. Li, Si, Ne;

B. Mg, P, Ar;

C. K, Fe, Ag;

D. B, Al, In.

Trả lời:

Đáp án đúng là: B

Các nguyên tố Mg, P, Ar cùng thuộc chu kì 3.

Bài 4 trang 30 KHTN lớp 7: Cho các nguyên tố sau: Ge, S, Br, Pb, C, Mo, Ba, Ar, Hg. Hãy sắp xếp chúng vào bảng dưới đây.

Trả lời:

Bài 5 trang 30 KHTN lớp 7: Xác định vị trí (ô nguyên tố, chu kì, nhóm) của các nguyên tố sau trong bảng tuần hoàn:

a) Magnesium (Mg)

b) Neon (Ne)

Trả lời:

a) Magnesium (Mg) thuộc ô số 12, chu kì 3, nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.

b) Neon (Ne) thuộc ô số 10, chu kì 2, nhóm VIIIA trong bảng tuần hoàn.

Bài 6 trang 30 KHTN lớp 7: Tìm hiểu từ internet hay tài liệu (sách, báo), em hãy viết một đoạn thông tin về nguyên tố hóa học cần thiết cho sự hô hấp của con người và sinh vật trên Trái Đất.

Trả lời:

Oxygen (O) là nguyên tố hóa học cần thiết cho sự hô hấp của con người và sinh vật trên Trái Đất. Một lượng khí oxygen được con người hít vào đi qua phổi vào máu, từ đó oxygen được tim co bóp đưa đi đến khắp các tế bào trên cơ thể, nuôi dưỡng và giúp các bộ phận khác hoạt động ổn định. Con người có thể nhịn ăn, nhịn uống nhiều ngày nhưng nhịn thở thì không thể kéo dài trong vòng vài phút. Nếu não không được cung cấp oxygen thì sau 4 - 5 phút đã bắt đầu bị tổn thương, sau 9 – 10 phút sẽ bị tổn thương không phục hồi. Để cơ thể khỏe mạnh, làm việc có năng suất cần luôn đảm bảo đủ nhu cầu oxygen cho cơ thể. Tạo môi trường sống, làm việc, nghỉ ngơi thông thoáng và có nhiều cây xanh là biện pháp cung cấp oxygen tự nhiên hữu ích.

Lý thuyết Khoa học tự nhiên 7 Bài 4: Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. Nguyên tắc xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Cơ sở chính để sắp xếp các nguyên tố hóa học vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (gọi tắt là bảng tuần hoàn) là dựa vào điện tích hạt nhân nguyên tử.

- Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn:

+ Các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử.

+ Các nguyên tố hóa học có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.

+ Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau được xếp thành một cột.

II. Cấu tạo bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Mô tả cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Bảng tuần hoàn gồm các nguyên tố hóa học mà vị trí được đặc trưng bởi ô nguyên tố, chu kì và nhóm.

- Các nguyên tố họ lanthanide và họ actinide được xếp riêng thành 2 hàng ở cuối bảng tuần hoàn.

2. Ô nguyên tố

- Trong bảng tuần hoàn, mỗi ô nguyên tố cho biết các thông tin cần thiết về một nguyên tố hóa học.

- Số hiệu nguyên tử bằng số đơn vị điện tích hạt nhân (bằng số proton trong hạt nhân) và bằng số electron của nguyên tử.

- Số hiệu nguyên tử cũng là số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

Ví dụ: Dựa vào ô nguyên tố số 8 trong bảng tuần hoàn ta biết được:

+ Số hiệu nguyên tử: 8

+ Kí hiệu hóa học: O

+ Tên nguyên tố: oxygen

+ Khối lượng nguyên tử: 16 amu

+ Ngoài ra:

Điện tích hạt nhân = +8.

Số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = số electron = 8

3. Chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Các nguyên tố hóa học có cùng số lớp electron trong nguyên tử được sắp xếp vào cùng một hàng ngang trong bảng tuần hoàn được gọi là chu kì.

- Hiện nay, bảng tuần hoàn gồm có 7 chu kì, xét về số lượng các nguyên tố trong mỗi chu kì thì chu kì được chia thành:

+ Chu kì nhỏ gồm các chu kì 1, 2, 3.

+ Chu kì lớn gồm các chu kì 4, 5, 6, 7.

- Số thứ tự chu kì = số lớp electron.

4. Nhóm trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

- Nhóm là tập hợp các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau và được xếp thành cột, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân.

- Số thứ tự nhóm được kí hiệu bằng các chữ số La Mã từ I đến VIII.

Ví dụ:

+ Nhóm IA gồm các nguyên tố kim loại hoạt động mạnh (trừ H). Nguyên tử của chúng đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ Li (+3) đên Fr (+87).

+ Nhóm VIIA gồm các nguyên tố phi kim hoạt động mạnh (trừ At, Ts). Nguyên tử của chúng đều có 7 electron ở lớp ngoài cùng. Điện tích hạt nhân tăng từ F (+9) đến Ts (+117).

III. Các nguyên tố kim loại

1. Các nguyên tố kim loại nhóm A

- Các nguyên tố kim loại nhóm A gồm nhóm IA (trừ nguyên tố hydrogen); nhóm IIA, nhóm IIIA (trừ nguyên tố boron), …

- Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IA được gọi là nhóm kim loại kiềm.

- Các nguyên tố kim loại thuộc nhóm IIA được gọi là nhóm kim loại kiềm thổ.

2. Các nguyên tố kim loại nhóm B

- Các nguyên tố nhóm B đều là kim loại, mỗi nhóm B tương ứng với một cột trong bảng tuần hoàn (trừ nhóm VIIIB có 3 cột).

- Một số kim loại nhóm B có ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày như:

+ Iron: Làm vật liệu xây dựng, đồ dùng trong gia đình như dao, kéo, búa, kệ sắt, cửa sắt, bàn ghế, … Làm khung cho các loại máy móc, phương tiện giao thông, ...

+ Copper: Làm dây dẫn điện, đúc tượng, làm xoong nồi, …

+ Silver: làm đồ trang sức, linh kiện điện tử, sử dụng trong nha khoa để bọc răng, sản xuất các loại thuốc, chất giặt rửa ứng dụng công nghệ nano bạc, …

Chú ý: Hơn 80% các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn là kim loại, bao gồm một số nguyên tố nhóm A và tất cả các nguyên tố nhóm B.

IV. Các nguyên tố phi kim

1. Vị trí

- Nhóm nguyên tố phi kim chủ yếu tập trung ở góc bên phải của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

- Các nguyên tố phi kim bao gồm:

+ Nguyên tố hydrogen ở nhóm IA.

+ Một số nguyên tố ở nhóm IIIA và IVA.

+ Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm VA, VIA và VIIA.

2. Tính chất

- Ở điều kiện thường, các phi kim có thể ở thể rắn, thể lỏng hoặc thể khí.

- Nhóm nguyên tố phi kim VIIA được gọi là nhóm nguyên tố halogen. Các đơn chất thuộc nhóm halogen có một số đặc điểm như:

+ Có màu sắc đậm dần từ fluorine tới iodine, thể thay đổi từ khí – lỏng – rắn.

+ Độc hại đối với các sinh vật.

V. Nhóm các nguyên tố khí hiếm

1. Vị trí trong bảng tuần hoàn

- Nhóm VIIIA gồm các nguyên tố khí hiếm: Helium (He); Neon (Ne); Argon (Ar); Krypton (Kr); Xenon (Xe); Radon (Rn) và Oganesson (Og – nguyên tố nhân tạo).

2. Tính chất

Ở điều kiện thường, các nguyên tố khí hiếm có những đặc điểm giống nhau như:

+ Chất khí, không màu, tồn tại trong tự nhiên với hàm lượng thấp.

+ Tồn tại dưới dạng đơn nguyên tử.

+ Các nguyên tố của nhóm khí hiếm rất kém hoạt động, hầu như không phản ứng với nhau và với chất khác.

3. Ứng dụng

- Các nguyên tố khí hiếm chiếm tỉ lệ thể tích rất ít trong không khí nhưng có những ứng dụng quan trọng trong đời sống.

- Khí hiếm được ứng dụng nhiều nhất trong công nghệ chế tạo bóng đèn. Các bóng đèn chứa xenon, argon và neon có thể phát ra ánh sáng với các màu sắc khác nhau.

- Xenon được sử dụng làm khí gây mê toàn phần; ứng dụng trong năng lượng hạt nhân; là tác nhân oxi hóa trong hóa học phân tích; ứng dụng trong tinh thể học protein.

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 7 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 5: Phân tử - Đơn chất – Hợp chất

Bài 6: Giới thiệu về liên kết hóa học

Bài 7: Hóa trị và công thức hóa học

Bài 8: Tốc độ chuyển động

Bài 9: Đồ thị quãng đường - thời gian

Xem thêm tài liệu Khoa học tự nhiên lớp 7 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 4: Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Trắc nghiệm Bài 4: Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học