Hóa học Lớp 10. Đọc vị trí và cấu trúc cơ bản của bảng tuần hoàn.
Kiến thức cần nhớ
**1. Bảng tuần hoàn được xây dựng như thế nào?**
- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của **điện tích hạt nhân**, tức là tăng dần **số hiệu nguyên tử $Z$**.
- Những nguyên tố có cùng số lớp electron được xếp trên cùng một hàng gọi là **chu kì**.
- Những nguyên tố có cấu hình electron hóa trị tương tự nhau được xếp trong cùng một cột gọi là **nhóm**. Vì cấu hình electron hóa trị gần giống nhau nên các nguyên tố cùng nhóm A thường có tính chất hóa học gần giống nhau.
- Bảng tuần hoàn hiện đại có **7 chu kì** và **18 cột nhóm**. Theo cách gọi quen thuộc ở phổ thông, có 8 nhóm A (IA đến VIIIA) và các nhóm B của nguyên tố chuyển tiếp.
**2. Ô nguyên tố và những thông tin có thể đọc được**
Mỗi nguyên tố chiếm một **ô nguyên tố**. Số thứ tự của ô chính là số hiệu nguyên tử:
$\text{số thứ tự ô}=Z=p$
Với **nguyên tử trung hòa** còn có $e=Z$. Vì vậy, ô số 16 cho biết hạt nhân có 16 proton và nguyên tử trung hòa có 16 electron. Tuy nhiên, chỉ biết $Z$ thì **không xác định duy nhất số neutron**, vì một nguyên tố có thể có nhiều đồng vị.
Ngoài $Z$ và kí hiệu hóa học, một ô nguyên tố thường còn ghi tên nguyên tố và nguyên tử khối trung bình. Cần phân biệt nguyên tử khối trung bình với số khối của một đồng vị.
**3. Chu kì: hàng ngang của bảng tuần hoàn**
- **Chu kì** là dãy các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều tăng dần của $Z$.
- **Số thứ tự chu kì = số lớp electron = giá trị $n$ lớn nhất** xuất hiện trong cấu hình electron của nguyên tử ở trạng thái cơ bản.
- Chu kì 1 có 2 nguyên tố; chu kì 2 và 3 mỗi chu kì có 8 nguyên tố; chu kì 4 và 5 mỗi chu kì có 18 nguyên tố; chu kì 6 và 7 có thêm các dãy nguyên tố được đặt riêng phía dưới bảng để bảng gọn hơn.
Ví dụ: cấu hình $1s^22s^22p^63s^2$ có lớp ngoài cùng là lớp 3 nên nguyên tố thuộc chu kì 3. Không được lấy tổng electron hoặc số electron hóa trị làm số thứ tự chu kì.
**4. Nhóm nguyên tố: cột dọc của bảng tuần hoàn**
- Các nguyên tố trong cùng một **nhóm A** có cùng số electron hóa trị và cấu hình lớp ngoài cùng tương tự nhau.
- Với nguyên tố nhóm A thuộc khối $s$ hoặc $p$, số electron lớp ngoài cùng thường cho biết số thứ tự nhóm A: $ns^1$ thuộc IA, $ns^2$ thuộc IIA; $ns^2np^1$ đến $ns^2np^6$ lần lượt thuộc IIIA đến VIIIA.
- **Ngoại lệ quan trọng:** helium có cấu hình $1s^2$ nhưng được xếp ở nhóm VIIIA vì lớp electron duy nhất đã bão hòa và helium có tính chất của khí hiếm.
- Quy tắc “đếm electron lớp ngoài cùng để suy nhóm A” không được áp dụng máy móc cho các nguyên tố nhóm B.
**5. Phân loại nguyên tố theo phân lớp nhận electron cuối cùng**
- **Nguyên tố $s$:** electron cuối cùng điền vào phân lớp $s$; phần lớn thuộc nhóm IA hoặc IIA. Helium là nguyên tố $s$ nhưng nằm ở nhóm VIIIA.
- **Nguyên tố $p$:** electron cuối cùng điền vào phân lớp $p$; thuộc các nhóm IIIA đến VIIIA, trừ helium.
- **Nguyên tố $d$:** electron cuối cùng điền vào phân lớp $d$; thuộc các nhóm B và được gọi là nguyên tố chuyển tiếp.
- **Nguyên tố $f$:** electron cuối cùng điền vào phân lớp $f$; gồm các nguyên tố lanthanide và actinide thường đặt thành hai hàng riêng phía dưới bảng.
Phân loại $s,p,d,f$ dựa vào cấu hình electron, không dựa trực tiếp vào việc nguyên tố là kim loại hay phi kim.
**6. Phân loại sơ bộ theo tính chất hóa học**
- Phần bên trái và giữa bảng chủ yếu là **kim loại**; phần phía trên bên phải chủ yếu là **phi kim**.
- Nhóm VIIIA là các **khí hiếm**, có lớp electron ngoài cùng bền vững.
- Các nguyên tố nhóm B và khối $f$ đều là kim loại. Trong nhóm A vẫn có ngoại lệ, vì vậy không được kết luận chỉ từ một quy tắc ghi nhớ đơn lẻ.
Bảng tuần hoàn cho thấy vị trí, cấu hình electron và tính chất có quan hệ với nhau, nhưng để kết luận chính xác cần kết hợp cả chu kì, nhóm và cấu hình electron.
**7. Hai chiều suy luận cần thành thạo**
- **Từ cấu tạo đến vị trí:** $Z$ cho số thứ tự ô; số lớp electron cho chu kì; cấu hình electron hóa trị cho nhóm A và khối nguyên tố.
- **Từ vị trí đến cấu tạo:** số thứ tự ô cho $Z$; chu kì cho số lớp; nhóm A cho số electron lớp ngoài cùng và dạng cấu hình hóa trị.
Ví dụ: nguyên tố ở chu kì 3, nhóm VIIA có 3 lớp electron, 7 electron lớp ngoài cùng và cấu hình lớp ngoài cùng $3s^23p^5$.
**8. Tra cứu nhanh theo dữ kiện**
- **Số thứ tự ô** $\rightarrow$ số hiệu nguyên tử $Z$.
- **$Z$ của nguyên tử trung hòa** $\rightarrow$ số proton và số electron.
- **Số lớp electron hoặc $n$ lớn nhất** $\rightarrow$ chu kì.
- **Cấu hình $ns^1$ hoặc $ns^2$** $\rightarrow$ nguyên tố khối $s$, thường thuộc nhóm IA hoặc IIA.
- **Cấu hình $ns^2np^x$** $\rightarrow$ nguyên tố khối $p$, thuộc nhóm $(x+2)$A.
- **Electron cuối cùng điền vào $d$ hoặc $f$** $\rightarrow$ nguyên tố $d$ hoặc $f$.
**Lỗi cần tránh:** đổi chỗ ý nghĩa chu kì và nhóm; cho rằng cùng chu kì thì cùng tính chất; hoặc dùng $Z$ để đoán một số neutron duy nhất.
ezonthi