Lý thuyết Hóa học 10 Bài 6 (Cánh diều): Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học ngắn gọn, chi tiết sách Cánh diều sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt Hóa học 10.
Lý thuyết Hóa học 10 Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
A. Lý thuyết Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
I. Lịch sử phát minh
- D. I. Mendeleev (1834 – 1907), một nhà Hóa học người Nga, được coi là cha đẻ của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.
- Mendeleev nhận thấy có mối liên hệ giữa khối lượng nguyên tử và tính chất các nguyên tố tương ứng qua dãy một số nguyên tố có tính chất tương tự nhau: dãy halogen (Cl, Br, I), kim loại kiềm (K, Rb, Cs), kim loại kiềm thổ (Ca, Sr, Ba). Ông sắp xếp chúng vào một bảng với khối lượng nguyên tử tương ứng như sau:
Bảng 6.1. Cách sắp xếp 9 nguyên tố hóa học theo khối lượng nguyên tử của Mendeleev
Cl = 35,5 |
Br = 80 |
I = 127 |
K = 39 |
Rb = 85,4 |
Cs = 133 |
Ca = 40 |
Sr = 87,6 |
Ba = 137 |
- Sau đó bằng cách thêm các nguyên tố khác theo mô hình này Mendeleev đã công bố phiên bản mở rộng của bảng tuần hoàn vào năm 1869, bao gồm tất cả các nguyên tố đã biết, cũng như dự đoán nhiều nguyên tố mới. Ông cho rằng “Nếu các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử, sẽ xuất hiện sự tuần hoàn về các tính chất của chúng”.
Hình 6.1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học của Mendeleev năm 1869
- Năm 1871, Mendeleev đã đưa ra định luật tuần hoàn “Tính chất của các đơn chất, cấu tạo và tính chất các hợp chất của chúng có tính tuần hoàn theo khối lượng nguyên tử của các nguyên tố”. Nhờ định luật này, Mendeleev đã dự đoán tới 10 nguyên tố mới, trong đó có 3 nguyên tố được tiên đoán khá tỉ mỉ về tính chất của đơn chất và hợp chất của chúng (các nguyên tố Se, Ga và Ge).
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại ngày nay được xây dựng trên cơ sở sử dụng mối liên hệ “số hiệu nguyên tử - tính chất” thay vì mối liên hệ “khối lượng nguyên tử - tính chất”. Cách xây dựng này không những giúp nhanh chóng so sánh, suy luận về tính chất của đơn chất và hợp chất, mà còn cung cấp thông tin phong phú về mỗi nguyên tố hóa học.
II. Nguyên tắc sắp xếp của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
- Các nguyên tố hóa học được sắp xếp từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử.
- Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron được xếp vào cùng một hàng.
- Các nguyên tố mà nguyên tử có số electron hóa trị như nhau được xếp vào cùng một cột.
Lưu ý: Electron hóa trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học (thường là những electron ở lớp ngoài cùng).
III. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện nay (gọi tắt là bảng tuần hoàn) gồm 118 nguyên tố hóa học. Vị trí của mỗi nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn được thể hiện qua số thứ tự ô nguyên tố, chu kì và nhóm.
1. Ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô trong bảng tuần hoàn, gọi là ô nguyên tố.
- Mỗi ô chứa một số thông tin của một nguyên tố hóa học như: kí hiệu hóa học, tên nguyên tố, số hiệu nguyên tử và nguyên tử khối trung bình, ...
Hình 6.2. Các thông tin cơ bản trong một ô nguyên tố hóa học
- Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
Ví dụ: Nguyên tử O có số hiệu nguyên tử là 8 nên O nằm ở ô số 8 trong bảng tuần hoàn.
2. Chu kì
- Chu kì là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trái sang phải.
Hình 6.3. Các chu kì nhỏ trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học
- Bảng tuần hoàn gồm 7 chu kì, được đánh số từ 1 đến 7.
- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của các nguyên tố thuộc chu kì đó.
Ví dụ: Nguyên tử của nguyên tố O có 2 lớp electron nên O thuộc chu kì 2 của bảng tuần hoàn.
3. Nhóm
- Nhóm là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, được xếp thành cột theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trên xuống dưới.
- Các nguyên tố được chia thành nguyên tố nhóm A và nguyên tố nhóm B dựa theo sự khác nhau về đặc điểm cấu hình electron.
- Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm A (hoặc nhóm B) có cấu hình electron tương tự nhau nên có tính chất hóa học tương tự nhau.
- Bảng tuần hoàn gồm 18 cột, được chia thành 8 nhóm A, đánh số từ IA đến VIIIA; 8 nhóm B, được đánh số từ IB đến VIIIB. Mỗi nhóm A hay B đều chỉ có một cột, trừ nhóm VIIIB có ba cột.
Hình 6.4. Một số nhóm nguyên tố trong bảng tuần hoàn
IV. Liên hệ giữa cấu hình electron nguyên tử với vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Từ cấu hình electron nguyên tử của một nguyên tố hóa học, có thể xác định được vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn theo quy tắc sau:
- 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 tử của nguyên tố thuộc chu kì đó.
- Nguyên tố nhóm A có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns1÷2 hoặc ns2np1÷6 và nguyên tố nhóm B có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng dạng ( n - 1)d1÷10ns1÷2.
Với nguyên tố nhóm A, số thứ tự của nhóm bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố đó (trừ He).
Ví dụ: Nguyên tử Na (Z = 11) với cấu hình electron nguyên tử là 1s22s22p63s1 có:
+ Số electron = số hiệu nguyên tử = số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn = 11
+ Số lớp electron = số thứ tự chu kì = 3
+ Cấu hình electron lớp ngoài cùng của Na là 3s1, có 1 electron nên nguyên tố Na thuộc nhóm IA.
Lưu ý:
- Nguyên tố nhóm B còn bao gồm các nguyên tố thuộc họ lanthanide và actinide.
- Với nguyên tố nhóm B, số thứ tự của nhóm bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp (n - 1)d và ns. Nếu tổng số electron của hai phân lớp (n - 1)d và ns là 8, 9, 10 thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB.
Ví dụ: Nguyên tử Fe (Z = 26) 1s22s22p63s23p63d64s2 có:
+ Số electron = số hiệu nguyên tử = số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn = 26
+ Số lớp electron = số thứ tự chu kì = 4.
+ Cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát ngoài cùng của Fe là 3d64s2, có 8 electron nên nguyên tố Fe thuộc nhóm VIIIB.
V. Phân loại nguyên tố hóa học
1. Dựa theo cấu hình electron
- Dựa vào cấu hình electron nguyên tử, người ta phân loại các nguyên tố hóa học thành các khối nguyên tố s, p, d, f.
- Nguyên tố s là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns1÷2.
Ví dụ: Nguyên tử Na (Z = 11) có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s1 nên Na là nguyên tố s.
- Nguyên tố p là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns2np1÷6.
Ví dụ: Nguyên tử O (Z = 8) có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s22p4 nên O là nguyên tố p.
- Nguyên tố d là nguyên tố nhóm B mà nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng là (n-1)d1÷10ns1÷2.
Ví dụ: Nguyên tử Fe (Z = 26) có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng là 3d64s2 nên Fe là nguyên tố d.
- Nguyên tố f là nguyên tố nhóm B mà nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng là (n-2)f0÷14 (n-1)d0÷10ns1÷2. Các nguyên tố f được xếp riêng bên dưới bảng tuần hoàn.
Chú ý: Các khối nguyên tố d và f đều là kim loại.
2. Dựa theo tính chất hóa học
- Dựa vào tính chất hóa học, các nguyên tố hóa học được phân loại thành kim loại, phi kim và khí hiếm.
B. Trắc nghiệm Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Câu 1. Cha đẻ của bảng tuần hoàn hóa học là
A. Rutherford
B. Niu-tơn
C. Tôm-xơn
D. Men-đê-lê-ép
Đáp án: D
Giải thích: Cha đẻ của bảng tuần hoàn hóa học là Đ. I. Men-đê-lê-ép
Câu 2. Men-đê-lê-ép sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn dựa theo quy luật về
A. khối lượng nguyên tử
B. cấu hình electron
C. số hiệu nguyên tử
D. số khối
Đáp án: A
Giải thích:
Men-đê-lê-ép sắp xếp các nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn dựa theo quy luật về
khối lượng nguyên tử.
Câu 3. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại ngày nay được xây dựng dựa trên cơ sở sử dụng mối liên hệ
A. khối lượng nguyên tử - tính chất;
B. số hiệu nguyên tử - tính chất;
C. số khối – tính chất;
D. cấu hình electron – tính chất.
Đáp án: B
Giải thích: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại ngày nay được xây dựng dựa trên cơ sở sử dụng mối liên hệ số hiệu nguyên tử - tính chất.
Câu 4. Các nguyên tố hóa học được sắp xếp vào bảng tuần hoàn dựa theo nguyên tắc
A. Các nguyên tố hóa học được sắp xếp từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử;
B. Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron được xếp vào cùng một hàng;
C. Các nguyên tố mà nguyên tử có số electron hóa trị như nhau được xếp vào cùng một cột;
D. Cả A, B và C đều đúng.
Đáp án: D
Giải thích:
Các nguyên tố hóa học được sắp xếp vào bảng tuần hoàn dựa trên những nguyên tắc sau:
- Các nguyên tố hóa học được sắp xếp từ trái sang phải và từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử;
- Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron được xếp vào cùng một hàng;
- Các nguyên tố mà nguyên tử có số electron hóa trị như nhau được xếp vào cùng một cột;
Câu 5. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện nay gồm
A. 108 nguyên tố hóa học, 7 chu kì, 18 cột
B. 118 nguyên tố hóa học, 7 chu kì, 16 cột
C. 118 nguyên tố hóa học, 7 chu kì, 18 cột
D. 108 nguyên tố hóa học, 7 chu kì, 16 cột
Đáp án: C
Giải thích: Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện nay gồm: 118 nguyên tố hóa học, 7 chu kì, 18 cột (được chia thành 8 nhóm A; 8 nhóm B, mỗi nhóm tương ứng với một cột, riêng nhóm VIIIB có ba cột).
Câu 6. Chu kì là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có
A. cùng số electron, được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trái sang phải;
B. cùng số lớp electron, được xếp thành cột theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trên xuống dưới;
C. cùng số lớp electron, được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trái sang phải;
D. cấu hình electron tương tự nhau, được xếp thành cột theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trên xuống dưới;
Đáp án: C
Giải thích:
Chu kì là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trái sang phải.
Câu 7. Khẳng định nào sau đây sai?
A. Số thứ tự ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó;
B. Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử nguyên tố thuộc chu kì đó;
C. Số thứ tự của nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố đó (trừ He);
D. Số thứ tự của nhóm B bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố đó.
Đáp án: D
Giải thích:
Từ cấu hình electron nguyên tử của nguyên tố hóa học, ta có thể xác định được vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn theo nguyên tắc:
- Số thứ tự ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó;
- Số thứ tự chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử nguyên tố thuộc chu kì đó;
- Số thứ tự của nhóm A bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố đó (trừ He);
- Số thứ tự của nhóm B bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp (n – 1)d và ns. Nếu tổng là 8, 9, 10 thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB).
Câu 8. Cho cấu hình electron nguyên tử của K là 1s22s22p63s23p64s1. Vị trí của K trong bảng tuần hoàn là
A. ô số 19, chu kì 1, nhóm IVA;
B. ô số 19, chu kì 4, nhóm IA;
C. ô số 19, chu kì 4, nhóm IB;
D. ô số 19, chu kì 1, nhóm IVB.
Đáp án: B
Giải thích:
Cấu hình electron nguyên tử của K là 1s22s22p63s23p64s1
⇒ ZK = 19 ⇒ K ở ô số 19;
Nguyên tử K có 4 lớp electron ⇒ K thuộc chu kì 4;
Nguyên tử K có cấu hình electron lớp ngoài cùng: 4s1, có 1 electron lớp ngoài cùng ⇒ thuộc nhóm IA.
Câu 9. Cho nguyên tố X có số hiệu nguyên tử là 22. Vị trí của X trong bảng tuần hoàn là
A. ô số 22, chu kì 4, nhóm IVA;
B. ô số 22, chu kì 2, nhóm IVB;
C. ô số 22, chu kì 2, nhóm IVA;
D. ô số 22, chu kì 4, nhóm IVB.
Đáp án: D
Giải thích:
ZX = 22 ⇒ Cấu hình electron nguyên tử của X: 1s22s22p63s23p63d24s2
ZX = 22 ⇒ X ở ô số 22
X có 4 lớp electron ⇒ X ở chu kì 4
Cấu hình electron của phân lớp ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng là 3d24s2 có tổng số e là 2 + 2 = 4 nên X ở nhóm IVB.
Vậy X ở ô số 22, chu kì 4, nhóm IVB.
Câu 10. Nguyên tố Y ở chu kì 3 nhóm VA. Cấu hình electron nguyên tử của Y là
A. 1s22s22p63s23p5
B. 1s22s22p63s23p3
C. 1s22s22p63s23p63d54s2
D. 1s22s22p63s23p63d34s2
Đáp án: B
Giải thích:
Nguyên tố Y ở chu kì 3 ⇒ Y có 3 lớp electron
Nhóm VA nên cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng hoặc và có 5 electron lớp ngoài cùng ⇒ cấu hình electron lớp ngoài cùng có dạng ns2np3
Cấu hình electron nguyên tử của Y là: 1s22s22p63s23p3
Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học 10 sách Cánh diều hay, chi tiết khác:
Lý thuyết Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Lý thuyết Bài 9: Quy tắc octet
Xem thêm các chương trình khác:
- Soạn văn lớp 10 (hay nhất) – Cánh Diều
- Tác giả tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Tóm tắt tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Bố cục tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Nội dung chính tác phẩm Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Soạn văn lớp 10 (ngắn nhất) – Cánh Diều
- Giải sbt Ngữ văn lớp 10 – Cánh Diều
- Văn mẫu lớp 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề học tập Ngữ văn 10 – Cánh diều
- Giải sgk Toán 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Toán 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Toán 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Toán 10 – Cánh Diều
- Chuyên đề dạy thêm Toán 10 Cánh diều (2024 có đáp án)
- Giải sgk Tiếng Anh 10 – Explore new worlds
- Giải sgk Tiếng Anh 10 – ilearn Smart World
- Trọn bộ Từ vựng Tiếng Anh 10 ilearn Smart World đầy đủ nhất
- Ngữ pháp Tiếng Anh 10 i-learn Smart World
- Giải sbt Tiếng Anh 10 - iLearn Smart World
- Giải sgk Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Vật lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Vật lí 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Sinh học 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Sinh học 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Sinh học 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Sinh học 10 – Cánh diều
- Giải sgk Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Lịch sử 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Lịch sử 10 – Cánh diều
- Giải sgk Địa lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Địa Lí 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Địa lí 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Địa lí 10 – Cánh Diều
- Lý thuyết Công nghệ 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Công nghệ 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Giáo dục Kinh tế và Pháp luật 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Kinh tế pháp luật 10 – Cánh diều
- Lý thuyết KTPL 10 – Cánh diều
- Lý thuyết Giáo dục quốc phòng 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Giáo dục quốc phòng - an ninh 10 – Cánh diều
- Giải sbt Giáo dục quốc phòng - an ninh 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Hoạt động trải nghiệm 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Hoạt động trải nghiệm 10 – Cánh Diều
- Giải sgk Tin học 10 – Cánh Diều
- Giải sbt Tin học 10 – Cánh Diều
- Giải Chuyên đề Tin học 10 – Cánh diều
- Lý thuyết Tin học 10 - Cánh diều
- Giải sgk Giáo dục thể chất 10 – Cánh Diều