Lý thuyết Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại (mới 2024 + Bài Tập) - Hóa học 12

Lý thuyết Hoá 12 Bài 17: Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại

Bài giảng Hoá 12 Bài 17: Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại

I. Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn

Các nguyên tố hóa học được phân thành kim loại và phi kim. Trong bảng tuần hoàn nguyên tố kim loại có mặt ở:

- Nhóm IA (trừ hiđro), nhóm IIA: các kim loại này là những nguyên tố s.
- Nhóm IIIA (trừ B), một phần của các nhóm IVA, VA, VIA: các kim loại này là những nguyên tố p.
- Các nhóm B (từ IB đến VIIIB): các kim loại chuyển tiếp, chúng là những nguyên tố d.
- Họ lantan và actini (xếp riêng thành hai hàng ở cuối bảng): các kim loại thuộc hai họ này là những nguyên tố f.

Vị trí của các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn

II. Cấu tạo của kim loại

1. Cấu tạo nguyên tử

- Nguyên tử của hầu hết các nguyên tố kim loại có 1, 2 hoặc 3 electron ở lớp ngoài cùng.

Ví dụ:

+ Na: [Ne]3s¹ có 1electron ở lớp ngoài cùng.

+ Mg: [Ne]3s² có 2 electron ở lớp ngoài cùng.

+ Al: [Ne]3s²3p¹ có 3 electron ở lớp ngoài cùng.

- Trong chu kì, nguyên tử của nguyên tố kim loại có bán kính nguyên tử lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với các nguyên tử của nguyên tố phi kim.

Ví dụ xét với chu kì 3:

Nguyên tử	11Na	12Mg	13Al	14Si	15P	16S	17Cl
rnt	0,157	0,136	0,125	0,117	0,110	0,104	0,099

2. Cấu tạo tinh thể

- Ở nhiệt độ thường, trừ thủy ngân ở thể lỏng, còn các kim loại khác ở thể rắn, có cấu tạo tinh thể.

- Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút mạng của tinh thể. Các electron hóa trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách ra khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể.

- Có ba kiểu mạng tinh thể kim loại đặc trưng là: lập phương tâm khối, lập phương tâm diện và lục phương.

a) Mạng tinh thể lục phương

- Đặc điểm: Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lục giác đứng và ba nguyên tử, ion nằm phía trong của hình lục giác.

Mạng tinh thể lục phương

- Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiểm 74%, còn lại 26% là không gian trống.

- Thuộc loại này có các kim loại: Be, Mg, Zn …

b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện

- Đặc điểm: Các nguyên tử và ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương.

Mạng tinh thể lập phương tâm diện

- Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiểm 74%, còn lại 26% là không gian trống.

- Thuộc loại này có các kim loại: Cu, Ag, Au, Al …

c) Mạng tinh thể lập phương tâm khối

- Đặc điểm: Các nguyên tử và ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương.

Mạng tinh thể lập phương tâm khối

- Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chỉ chiếm 68%, còn lại 32% là các không gian trống.

- Thuộc loại này có các kim loại: Li, Na, K, V, Mo …

3. Liên kết kim loại

Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron tự do.

Trắc nghiệm Hóa học 12 Bài 17: Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại

Câu 1: Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron của nguyên tử Na (Z = 11) là

A. 1s²2s²2p⁶3s².

B. 1s²2s²2p⁵3s².

C. 1s²2s²2p⁴3s¹.

D. 1s²2s²2p⁶3s¹.

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích: Ở trạng thái cơ bản, cấu hình electron của nguyên tử Na (Z = 11) là: 1s²2s²2p⁶3s¹

Câu 2: Độ âm điện của các nguyên tố: Na, Mg, Al, Si. Xếp theo chiều tăng dần là:

A. Na < Mg < Al < Si

B. Si < Al < Mg < Na

C. Si < Mg < Al < Na

D. Al < Na < Si < Mg

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Trong một chu kì, đi từ trái sang phải theo chiều tăng của điện tích hạt nhân, giá trị độ âm điện của các nguyên tử tăng dần.

Na, Mg, Al, Si đều thuộc chu kì 3 và Z_Na < Z_Mg < Z_Al < Z_Si

→ Chiều tăng dần độ âm điện là: Na < Mg < Al < Si

Câu 3: Nhóm nào trong bảng tuần hoàn hiện nay chứa toàn bộ là các nguyên tố kim loại?

A. VIIIA.

B. IVA.

C. IIA.

D. IA.

Hiển thị đáp án

Đáp án: C

Giải thích: Trong bảng tuần hoàn hiện nay nhóm IIA chứa toàn bộ là các nguyên tố kim loại.

Câu 4: Kim loại M phản ứng với oxi để tạo thành oxit. Khối lượng oxi đã phản ứng bằng 40% khối lượng kim loại đã dùng. Kim loại M là:

A. Na

B. Ca

C.Fe

D.Al

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

Đặt công thức của oxit kim loại là M₂O_x

Vì M là kim loại nên x có thể nhận các giá trị 1, 2, 3, 4

Theo đề: 16.x = 0,4.2M → M = 20x

Lập bảng

x	1	2	3	4
M	20	40	60	80
	Loại	Thỏa mãn	Loại	Loại

Vậy kim loại M là Ca, oxit tạo thành là CaO

Câu 5: Cho các nguyên tố: ₁₁Na, ₁₂Mg, ₁₃Al, ₁₉K. Dãy các nguyên tố nào sau đây được xếp theo chiều tính kim loại tăng dần:

A. Al, Mg, Na, K.

B. Mg, Al, Na, K.

C. K, Na, Mg, Al.

D. Na, K, Mg, Al.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích:

Na và K thuộc cùng nhóm IA và Z_Na < Z_K → Tính kim loại: Na < K.

Na, Mg và Al thuộc cùng chu kỳ 3 và Z_Na < Z_Mg < Z_Al

→ Tính kim loại Al < Mg < Na

Chiều tăng dần tính kim loại: Al < Mg < Na < K.

Câu 6: Phát biểu nào sau đây là sai?

A. Trong một chu kì, khi điện tích hạt nhân tăng thì tính kim loại tăng dần.

B. Trong một nhóm theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng,

C. Kim loại có độ âm điện bé hơn phi kim trong cùng chu kì.

D. Đa số các kim loại đều có cấu tạo tinh thể.

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích: A. Sai. Vì trong một chu kì, khi điện tích hạt nhân tăng thì tính kim loại giảm dần.

Câu 7: Khi hoà tan hoàn toàn 3 gam hỗn hợp hai kim loại nhóm IA trong dung dịch HCl dư thu được 0,672 lít khí H₂ (đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được a gam muối khan, giá trị của a là

A. 4,90 gam

B. 5,71 gam

C. 5,15 gam

D. 5,13 gam

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Bảo toàn nguyên tố H:

n_HCl = 2.${\mathrm{n}}_{{\mathrm{H}}_2}$

→ n_Cl- = n_HCl = 0,06 mol

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

m_muối = m_KL + m_Cl^- = 3 + 0,06.35,5 = 5,13g

Câu 8: Một viên bi sắt có đường kính 2 cm ngập trong một cốc chứa 100 ml axit có pH = 0, phản ứng xảy ra hoàn toàn. Bán kính viên bi sắt sau phản ứng (coi rằng viên bi bị mòn đều từ mọi phía, khối lượng riêng của sắt là 7,8 g/cm³) là:

A. 0,56cm

B. 0,84cm

C. 0,78cm

D. 0,97cm

Hiển thị đáp án

Đáp án: D

Giải thích:

Số mol H⁺ là 0,1 mol

Fe + 2H⁺ $\to$Fe²⁺ + H₂

Mol 0,05 0,1

Khối lượng sắt bị tan là: 2,8 gam

Vậy thể tích sắt bị mất đi:

V = $\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{D}}$= $\frac{2,8}{7,8}$ = 0,36 cm³

Thể tích ban đầu của viên bi:

V₁ = $\frac{4}{3}{\mathrm{\pi r}}^3$ = $\frac{4}{3}.3,{14.1}^3$

= 4,19 cm³

Vậy thể tích của viên bi sắt còn lại sau phản ứng là:

V₂ = V₁ – V = 4,19 – 0,36

= 3,83 cm³

Bán kính viên bi còn lại:

$\mathrm{r}=\sqrt[3]{\frac{3{\mathrm{V}}_2}{4\mathrm{\pi }}}$ = $\sqrt[3]{\frac{3.3,83}{4.3,14}}$

= 0,97 cm

Câu 9: Cấu hình electron nguyên tử của ba nguyên tố X, Y, Z lần lượt là ls²2s²2p⁶3s², ls²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹, ls²2s²2p⁶3s¹. Nếu xếp theo chiều tăng dần tính kim loại thì cách sắp xếp nào sau đây đúng?

A. Y < Z < X.

B. X < Z < Y.

C. X ≤ Y ≤ Z.

D. Z < X < Y.

Hiển thị đáp án

Đáp án: B

Giải thích:

X và Z cùng chu kì, Z_X > Z_Z nên tính kim loại của X < Z

Y và Z cùng nhóm IA và Z_Y > Z_Z nên tính kim loại của Y > Z

Suy ra tính kim loại: X < Z < Y

Câu 10: Kết luận nào sau đây sai?

A. Các nguyên tố nhóm A có cấu hình e lớp ngoài cùng ns² đều là các kim loại.

B. Nguyên tố có Z = 19 có bán kính lớn hơn nguyên tố có Z = 11

C. Li là kim loại có độ âm điện lớn nhất trong số các kim loại kiềm

D. Các nguyên tố nhóm B đều là kim loại

Hiển thị đáp án

Đáp án: A

Giải thích: A. Sai. Vì He có cấu hình e lớp ngoài cùng là 1s² và là khí hiếm

Xem thêm các bài tổng hợp lý thuyết Hóa học lớp 12 đầy đủ, chi tiết khác:

Lý thuyết Bài 18: Tính chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại

Lý thuyết Bài 19: Hợp kim

Lý thuyết Bài 20: Sự ăn mòn kim loại

Lý thuyết Bài 21: Điều chế kim loại

Lý thuyết Bài 22: Luyện tập tính chất của kim loại