Lý thuyết trọng tâm hóa học 10 kết nối bài 5: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. LỊCH SỬ PHÁT MINH BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC

Năm 1829, A. Lavoisier là người đầu tiên phân loại các nguyên tố hóa học thành các nhóm: chất khí, kim loại, phi kim, đất.

Năm 1929, J.W. Döbereiner phân loại các nhóm có tính chất hóa học giống nhau. Năm 1866, J. Newlands xếp lại các nguyên tố theo chiều tăng khối lượng nguyên tử thành các octave. Năm 1969, D. I. Mendeleev và J. L. Meyer, sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng khối lượng vào từng hàng từng cột và nhận thấy tính chất hóa học của các nguyên bắt đầu tố lặp lại, ngoài ra D.I.M thay đổi một số vị trí cho phù hợp. Năm 2016, các nhà khoa học thống nhất sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng điện tích hạt nhân.

Theo em cách sắp xếp của D.I.M và J.L.M là hợp lý nhất. Vì các nguyên tố ở vị trí còn trống đều phù hợp với cách sắp xếp này.

Trả lời câu hỏi ?1 sgk trang 31:

Theo tiến trình lịch sử, các nhà khoa học đã phân loại các nguyên tố hóa học dựa trên các sơ sở:

• Tính chất hóa học
• Hóa trị
• Khối lượng nguyên tử
• Điện tích hạt nhân nguyên tử

II. NGUYÊN TẮC SẮP XẾP CÁC NGUYÊN TỐ TRONG BẢNG TUẦN HOÀN

Electron hóa trị là các electron có khả năng tham tạo thành liên kết hóa học, chúng thường nằm ở lớp electron ngoài cùng và phân lớp sát lớp ngoài cùng.

Kết luận:

• Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân.
• Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.
• Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.

=> Đây là những cơ sở trong nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn.

?2 sgk trang 32: Đáp án C

III. CẤU TẠO CỦA BẢNG TUẦN HOÀN

1. Ô nguyên tố

2. Chu kì

Nhận xét về các hàng của bảng tuần hoàn: 

• Điện tích hạt nhân tăng dần. 
• Trong 1 hàng số lớp electron bằng. nhau. Ví dụ, trong chu kì 2, mỗi nguyên tố đều có 2 lớp electron trong nguyên tử: 
• B (Z = 5) : 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{1}$
• C (Z = 6) : 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{2}$
• N (Z = 7) : 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{3}$

=> Kết luận: Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron được xếp theo chiều tăng dần của điện tích nguyên tử.

• Trong chu kì 3, mỗi nguyên tố đều có 3 lớp electron trong nguyên tử: 
• Al (Z = 13): 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{1}$
• Si (Z = 14) :1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{2}$
• P (Z = 15) : 1s$^{2}$2s$^{2}$2p$^{6}$3s$^{2}$3p$^{3}$

=> Nhận xét: Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.

3. Nhóm nguyên tố

Nhận xét về các cột của bảng tuần hoàn: 

• Trong một nhóm số điện tích hạt nhân tăng dần.
• Cấu hình electron lớp ngoài cùng tương tự nhau.

Ví dụ:

• Nhóm IA:

H ( Z=1) : 1s¹

Li (Z=3) : 1s²2s¹

Na (Z=11) : 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Cấu hình lớp ngoài cùng chung : ns¹

=> Kết luận: Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron gần giống nhau và được xếp thành một cột.

• Nhóm IIVA:

F (Z = 9) : 1s²2s²2p⁵

Cl (Z = 17) : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

=> Cấu hình lớp ngoài cùng chung: (n-1)s² np⁵.

=> Nhận xét: Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm A có số electron bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He)

4. Phân loại nguyên tố:

a) Theo cấu hình electron

(Nhóm IA) ₁₉K : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

Electron cuối cùng điền vào phân lớp s

(Nhóm VIA) ₁₆S : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

Electron cuối cùng điền vào phân lớp p

(Nhóm VB) ₂₅Mn : 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 4s² 3d⁵

Electron cuối cùng điền vào phân lớp d

(Nhóm lanthanides) ₆₀Nd : [Xe] 6s⁶4f⁴

Electron cuối cùng điền vào phân lớp f

=> GV Nhận xét: Các nhóm A gồm các nguyên tố s ( IA,IIA) và nguyên tố p (từ IIIA đến VIIA, trừ He)

Các nhóm B gồm các nguyên tố d (từ IB đến VIIB) và các nguyên tố f (lanthanides và actinides)

b) Theo tính chất hóa học

Các nhóm IA, IIA, IIIA là kim loại ( trừ H và B)

Các nhóm VA, VIA, VIIA thường là phi kim.

Nhóm VIIIA gồm các nguyên tố khí hiếm.

Các nhóm B là kim loại chuyển tiếp