Giải Khoa học tự nhiên 7 Bài 4 (Kết nối tri thức): Sơ lược về bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

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

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

A/ Câu hỏi đầu bài

Mở đầu trang 23 Bài 4 Khoa học tự nhiên 7: Ngày nay, người ta đã xác định được hàng chục triệu chất hóa học với các tính chất khác nhau được tạo thành từ hơn một trăm nguyên tố hóa học. Liệu có nguyên tắc nào sắp xếp các nguyên tố để dễ dàng nhận ra tính chất của chúng không?

Lời giải:

Bảng tuần hoàn được xây dựng theo nguyên tắc sau:

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

- Các nguyên tố trong cùng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

- Các nguyên tố trong cùng một cột có tính chất gần giống nhau.

B/ Câu hỏi giữa bài

I. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn

Giải KHTN 7 trang 23

Hoạt động trang 23 Khoa học tự nhiên 7: Sắp xếp các nguyên tố hóa học

Chuẩn bị:

- 18 thẻ ghi thông tin của 18 nguyên tố đầu tiên theo mẫu trong Hình 4.1.

- Bảng mẫu:

Tiến hành: gắn các thẻ vào bảng mẫu ở trên từ trái qua phải, từ trên xuống dưới, mỗi thẻ vào 1 ô theo chiều tăng dần số đơn vị điện tích hạt nhân của các nguyên tố.

Thảo luận nhóm và nhận xét về các đặc điểm của bảng sau khi đã sắp xếp:

1. Sự thay đổi số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong một hàng khi đi từ trái sang phải.

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong cùng một cột.

Lời giải:

Các tấm thẻ được gắn như sau:

1. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong một hàng khi đi từ trái sang phải tăng dần từ 1 đến 8.

2. Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong cùng một cột bằng nhau.

Giải KHTN 7 trang 24

Câu hỏi 1 trang 24 Khoa học tự nhiên 7: Dựa vào đặc điểm nào về cấu tạo nguyên tử để sắp xếp các nguyên tố vào hàng, vào cột trong bảng tuần hoàn?

Lời giải:

Dựa vào các đặc điểm về điện tích hạt nhân, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố để sắp xếp chúng vào hàng, cột trong bảng tuần hoàn.

Bảng tuần hoàn được xây dựng theo nguyên tắc sau:

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

- Các nguyên tố trong cùng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

- Các nguyên tố trong cùng một cột có tính chất gần giống nhau. (Các nguyên tố trong cùng một cột có số electron lớp ngoài cùng bằng nhau, chính các electron lớp ngoài cùng này quyết định tính chất của nguyên tố).

Câu hỏi 2 trang 24 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết các nguyên tố nào trong số các nguyên tố Li, Na, C, O có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

Lời giải:

- Nguyên tử Li (Z = 3): Có 3 electron được sắp xếp vào hai lớp

+ Lớp thứ nhất có 2 electron.

+ Lớp thứ hai có 1 electron

- Nguyên tử Na (Z = 11): có 11 electron được sắp xếp vào ba lớp

+ Lớp thứ nhất có 2 electron.

+ Lớp thứ hai có 8 electron.

+ Lớp thứ ba có 1 electron.

- Nguyên tử C (Z = 6): có 6 electron được sắp xếp vào hai lớp

+ Lớp thứ nhất có 2 electron.

+ Lớp thứ hai có 4 electron

- Nguyên tử O (Z = 8): có 8 electron được sắp xếp vào hai lớp

+ Lớp thứ nhất có 2 electron

+ Lớp thứ hai có 6 electron.

Vậy nguyên tố lithium (Li), carbon (C), oxygen (O) đều cùng có 2 lớp electron trong nguyên tử.

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

1. Ô nguyên tố

Giải KHTN 7 trang 26

Câu hỏi 1 trang 26 Khoa học tự nhiên 7: Quan sát Hình 4.2, cho biết số proton, electron trong nguyên tử oxygen.

Lời giải:

Số hiệu nguyên tử = số đơn vị điện tích hạt nhân = số proton = Số electron trong nguyên tử = 8

Vậy nguyên tử oxygen có 8 proton và 8 electron trong nguyên tử.

Câu hỏi 2 trang 26 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn và cho biết kí hiệu hóa học, tên nguyên tố, số hiệu nguyên tử, khối lượng nguyên tử và số electron trong nguyên tử của các nguyên tố ở ô số 6, 11.

Lời giải:

2. Chu kì

Giải KHTN 7 trang 27

Hoạt động trang 27 Khoa học tự nhiên 7: Tìm hiểu mối quan hệ giữa số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố với số thứ tự của chu kì

Chuẩn bị: 6 mô hình sắp xếp electron ở vỏ nguyên tử của sáu nguyên tố H, He, Li, Be, C. N theo mẫu được mô tả trong Hình 4.4.

Quan sát các mô hình đã chuẩn bị, thảo luận và thực hiện các yêu cầu sau:

1. Hãy cho biết số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trên.

2. So sánh số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trên với số thứ tự chu kì của các nguyên tố đó.

Lời giải:

Mô hình sắp xếp các electron ở nguyên tử

1.

2. Nguyên tố H, He thuộc chu kì 1

Nguyên tố Li, Be, C, N thuộc chu kì 2

⇒ Số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố = số thứ tự chu kì của các nguyên tố đó.

Câu hỏi 1 trang 27 Khoa học tự nhiên 7: Quan sát Hình 4.3 và cho biết tên, kí hiệu hóa học và điện tích hạt nhân của nguyên tử các nguyên tố xung quanh nguyên tố carbon.

Lời giải:

Xung quanh carbon có 3 nguyên tố là boron, nitrogen, silicon

- Boron (kí hiệu là B) có điện tích hạt nhân +5.

- Nitrogen (kí hiệu là N) có điện tích hạt nhân là +7.

- Silicon (kí hiệu là Si) có điện tích hạt nhân là +14.

Câu hỏi 2 trang 27 Khoa học tự nhiên 7: Hãy cho biết số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố thuộc chu kì 3. Giải thích.

Lời giải:

Số thứ tự chu kì = số lớp electron nguyên tử nguyên tố.

Các nguyên tố thuộc chu kì 3 ⇒ nguyên tử của nguyên tố có 3 lớp electron.

3. Nhóm

Giải KHTN 7 trang 28

Hoạt động trang 28 Khoa học tự nhiên 7: Tìm hiểu mối quan hệ giữa số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố với số thứ tự của nhóm

Chuẩn bị: 4 mô hình sắp xếp electron ở vỏ nguyên tử của Li, Na, F, Cl theo mẫu mô tả trong Hình 4.4.

Quan sát các mô hình đã chuẩn bị, thảo luận và trả lời các câu hỏi:

1. Hãy cho biết nguyên tử các nguyên tố nào có cùng số electron ở lớp ngoài cùng.

2. Hãy so sánh số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố với số thứ tự nhóm của các nguyên tố đó.

Lời giải:

Mô hình sắp xếp các electron ở vỏ nguyên tử

1. Nguyên tử các nguyên tố Li, Na cùng có 1 electron ở lớp ngoài cùng.

Nguyên tử các nguyên tố F, Cl cùng có 7 electron ở lớp ngoài cùng.

2. Các nguyên tố Li, Na thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn.

Các nguyên tố F, Cl thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn.

⇒ Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố = số thứ tự nhóm A

Giải KHTN 7 trang 29

Câu hỏi trang 29 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết:

1. Số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử hai nguyên tố Al và S. Giải thích.

2. Hãy kể tên nguyên tố thuộc chu kì nhỏ và cùng nhóm với nguyên tố beryllium.

Lời giải:

1. Số thứ tự nhóm A = Số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố.

Dựa vào bảng tuần hoàn ta thấy:

- Nguyên tố Al thuộc nhóm IIIA ⇒ nguyên tử Al có 3 electron lớp ngoài cùng.

- Nguyên tố S thuộc nhóm VIA ⇒ nguyên tử S có 6 electron lớp ngoài cùng.

2. Chú ý:

- Chu kì 1, 2, 3 được gọi là các chu kì nhỏ.

- Chu kì 4, 5, 6, 7 được gọi là các chu kì lớn.

Dựa vào bảng tuần hoàn, ta thấy nguyên tố thuộc chu kì nhỏ và cùng nhóm với nguyên tố beryllium (Be) là magnesium (Mg).

III. Vị trí các nhóm nguyên tố kim loại, phi kim và khí hiếm trong bảng tuần hoàn

1. Các nguyên tố kim loại

Giải KHTN 7 trang 30

Câu hỏi 1 trang 30 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, nhóm) của các nguyên tố Al, Ca, Na.

Lời giải:

Dựa vào bảng tuần hoàn, ta xác định được:

+ Nguyên tố Al nằm ở ô thứ 13, chu kì 3, nhóm IIIA.

+ Nguyên tố Ca nằm ở ô thứ 20, chu kì 4, nhóm IIA.

+ Nguyên tố Na nằm ở ô thứ 11, chu kì 3, nhóm IA.

Câu hỏi 2 trang 30 Khoa học tự nhiên 7: Tính chất nào của nhôm, sắt, đồng đã được dùng trong các ứng dụng ở trong Hình 4.6?

Lời giải:

- Nhôm (Al) được dùng làm màng bọc thực phẩm vì nhôm dễ dát mỏng.

- Đồng (Cu) được dùng làm lõi dây điện vì đồng dễ uốn, dẫn điện tốt.

- Sắt (Fe) được dùng trong các công trình xây dựng vì sắt cứng, chịu lực tốt, bền.

2. Các nguyên tố phi kim

Câu hỏi trang 30 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, nhóm) của các nguyên tố có tên trong Hình 4.7

Lời giải:

Dựa vào bảng tuần hoàn ta xác định được:

- Oxygen (O) thuộc ô số 8, chu kì 2, nhóm VIA.

- Chlorine (Cl) thuộc ô số 17, chu kì 3, nhóm VIIA.

- Sulfur (S) thuộc ô số 16, chu kì 3, nhóm VIA.

- Bromine (Br) thuộc ô số 35, chu kì 4, nhóm VIIA.

3. Các nguyên tố khí hiếm

Giải KHTN 7 trang 31

Câu hỏi 1 trang 31 Khoa học tự nhiên 7: Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy xác định vị trí (số thứ tự, chu kì, nhóm) của khí hiếm neon.

Lời giải:

Dựa vào bảng tuần hoàn, nguyên tố neon (Ne) thuộc ô số 10, chu kì 2, nhóm VIIIA.

Câu hỏi 2 trang 31 Khoa học tự nhiên 7: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học gồm các nguyên tố:

A. Kim loại và phi kim

B. Phi kim và khí hiếm

C. Kim loại và khí hiếm

D. Kim loại, phi kim và khí hiếm.

Hãy chọn đáp án đúng nhất.

Lời giải:

Đáp án đúng là: D

Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học gồm các nguyên tố kim loại, phi kim và khí hiếm.

Câu hỏi 3 trang 31 Khoa học tự nhiên 7: Cho các nguyên tố sau:

a) Sử dụng bảng tuần hoàn, hãy cho biết trong các nguyên tố trên, nguyên tố nào là kim loại, nguyên tố nào là phi kim.

b) Nêu ứng dụng trong đời sống của một nguyên tố trong số các nguyên tố trên.

Lời giải:

a) Chú ý: Trong bảng tuần hoàn:

- Các nguyên tố kim loại được thể hiện bằng màu xanh.

- Các nguyên tố phi kim được thể hiện bằng màu hồng.

- Các nguyên tố khí hiếm được thể hiện bằng màu vàng.

Dựa vào bảng tuần hoàn ta xác định được

Nguyên tố kim loại: Ba, Rb, Cu, Fe.

Nguyên tố phi kim: P, Si.

Ngoài ra nguyên tố Ne là khí hiếm.

b) Ứng dụng trong đời sống của một nguyên tố trong số các nguyên tố trên:

- Copper (Cu): làm lõi dây dẫn điện, que hàn đồng, đúc tượng, nam châm điện từ, các động cơ máy móc,…

- Iron (Fe): Dùng để chế tạo các đồ dùng gia đình như dao, kéo, bàn ghế, máy giặt, bồn rửa bát; xây dựng công trình (nhà, cầu, đường sắt,…); khung xe (xe máy, xe đạp, ô tô,…);…

- Silicon (Si): là thành phần cơ bản tạo nên thủy tinh, ngoài ra được dùng làm chất bán dẫn trong các linh kiện điện tử, thành phần cấu tạo nên thép, gạch, xi măng,...

- Phosphorus (P): là nguyên liệu để sản xuất diêm, các loại thuốc súng, bom, đạn khói, phân bón,..

Bài giảng Khoa học tự nhiên lớp 7 Kết nối tri thức

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

I. Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn

- Năm 1869, Men-đê-lê-ép (D.I.Mendeleev) (1834 -1907), nhà hóa học người Nga đã xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử. Sau đó, các nhà khoa học đã chứng minh rằng điện tích hạt nhân nguyên tử mới là cơ sở để xây dựng bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

- Ngày nay, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học gồm 118 nguyên tố hóa học, được xây dựng theo nguyên tắc sau:

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

+ Các nguyên tố trong cũng một hàng có cùng số lớp electron trong nguyên tử.

+ Các nguyên tố trong cùng một cột có tính chất gần giống nhau.

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

1. Ô nguyên tố

- Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô của bảng tuần hoàn, gọi là ô nguyên tố.

- Ô nguyên tố cho biết:

+ Kí hiệu hóa học.

+ Tên nguyên tố

+ Số hiệu nguyên tử

+ Khối lượng nguyên tử.

- Số hiệu nguyên tử = Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số electron trong nguyên tử.

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

Ví dụ: Các thông tin về nguyên tố ở ô số 8 trong bảng tuần hoàn chi biết:

+ Kí hiệu hóa học: O

+ Tên nguyên tố: Oxygen

+ Số hiệu nguyên tử Z = 8

+ Khối lượng nguyên tử: 16 amu

Ngoài ra: Số hiệu nguyên tử = Số đơn vị điện tích hạt nhân = Số electron = số proton = 8

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 khi đi từ trái sang phải.

- Bảng tuần hoàn hiện nay gồm 7 chu kì được đánh số từ 1 đến 7, mỗi chu kì là một hàng ngang (riêng chu kì 6 và chu kì 7, mỗi chu kì có thêm 1 hàng xếp tách riêng ở cuối bảng).

+ Chu kì 1, 2, 3 được gọi là các chu kì nhỏ;

+ Chu kì 4, 5, 6, 7 được gọi là các chu kì lớn.

- Trong bảng tuần hoàn, số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì đó.

Ví dụ: Các nguyên tố lithium, carbon, oxygen thuộc chu kì 2 đều có 2 lớp electron trong nguyên tử.

3. Nhóm

- Bảng tuần hoàn gồm có 8 nhóm A được đánh só từ IA đến VIIIA và 8 nhóm B được đánh số từ IB đến VIIIB.

- Các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron ở lớp ngoài cùng bằng nhau (trừ trường hợp nguyên tố He), do vậy chúng có tính chất gần giống nhau.

Ví dụ: Nhóm IA gồm 7 nguyên tố từ H đến Fr. Các nguyên tố trong nhóm IA (trừ H) đều có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ Dễ nhường electron ⇒ Tính kim loại mạnh (nhóm các kim loại điển hình).

- Trong một nhóm, khi đi từ trên xuống dưới điện tích hạt nhân nguyên tử của các nguyên tố tăng dần.

- Số thứ tự của nhóm A bằng số electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử các nguyên tố trong nhóm đó.

Ví dụ:

Nguyên tử các nguyên tố Li, Na cùng có 1 electron ở lớp ngoài cùng ⇒ thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn.

Nguyên tử các nguyên tố F, Cl cùng có 7 electron ở lớp ngoài cùng ⇒ thuộc nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn.

Mở rộng:

+ Một số nhóm có tên gọi riêng như: nhóm IA (nhóm kim loại kiềm); nhóm IIA (nhóm kim loại kiềm thổ); nhóm VIIA (nhóm halogen); nhóm VIIIA (nhóm khí hiếm).

+ Nguyên tố H có nhiều tính chất gần giống với nguyên tố nhóm VIIA; nên có thể được xếp ở vị trí đầu nhóm VIIA.

III. Vị trí nhóm các nguyên tố kim loại, phi kim và khí hiếm trong bảng tuần hoàn

1. Các nguyên tố kim loại

- Trong số 118 nguyên tố hóa học đã biết có hơn 90 nguyên tố kim loại.

- Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố kim loại ở góc dưới, bên trái của bảng và được thể hiện bằng màu xanh, gồm:

+ Hầu hết các nguyên tố thuộc nhóm IA, IIA, IIIA và một số nguyên tố ở các nhóm IVA, VA, VIA.

+ Các nguyên tố thuộc nhóm IB đến VIIIB, các nguyên tố lathanide và các nguyên tố actinide được xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng.

- Một số nguyên tố kim loại thông dụng và ứng dụng của chúng trong đời sống:

+ Aluminium (Al) được dùng nằm màng bọc thực phẩm vì nhôm dễ dát mỏng, nhẹ, dẫn nhiệt tốt.

+ Copper(Cu) được dùng làm lõi dây điện vì đồng dễ uốn, dẫn điện tốt.

+ Iron (Fe) được dùng trong các công trình xây dựng vì sắt cứng, chịu lực tốt, bền.

+ Gold (Au) được ứng dụng là đồ trang sức vì có tính ánh kim, sáng lấp lánh và dễ dát mỏng.

2. Các nguyên tố phi kim

- Trong 118 nguyên tố hóa học đã biết, có chưa đến 20 nguyên tố là phi kim.

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

Ví dụ:

+ Iodine, sulfur, carbon ở thể rắn

+ Bromine ở thể lỏng

+ Oxygen, nitrogen ở thể khí

- Trong bảng tuần hoàn, các phi kim chủ yếu ở góc bên phải của bảng, được thể hiện bằng màu hồng, gồm:

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

+ Một số nguyên tố thuộc nhóm IVA, IIIA.

+ Nguyên tố H ở nhóm IA.

- Các nguyên tố phi kim có nhiều ứng dụng như:

+ Oxygen là phi kim không thể thiếu với sự sống của hầu hết các sinh vật, được tạo ra trong quá trình quang hợp và được sử dụng trong quá trình hô hấp.

+ Chlorine có thể được dùng để khử trùng nước sinh hoạt.

3. Các nguyên tố khí hiếm

- Trong số 118 nguyên tố đã biết có 7 nguyên tố là nguyên tố khí hiếm.

- Nguyên tử của chúng có lớp electron ngoài cùng bền vững nên khó bị biến đổi hóa học.

- Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố khí hiếm nằm ở nhóm VIIIA và được thể hiện bằng màu vàng.

- Một số ứng dụng trong đời sống của khí hiếm như: He được sử dụng trong khinh khí cầu; Ne được sử dụng trong đèn LED…

Mở rộng:

- Các nguyên tử kim loại có xu hướng nhường electron (để tạo ion dương), còn các phi kim có xu hướng nhận electron (để tạo ion âm) để đạt được lớp electron ngoài cùng bền vững giống khí hiếm là 8 electron hoặc 2 electron (với trường hợp He).

Xem thêm lời giải bài tập Khoa học tự nhiên lớp 7 Kết nối tri thức với cuộc sống 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: Đo tốc độ