- Nguyên tắc 3: Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được sắp xếp thành một cột.
+ Electron hóa trị là những electron có khả năng tham gia hình thành liên kết hóa học [electron lớp ngoài cùng hoặc phân lớp kế ngoài cùng chưa bão hòa].
II. CẤU TẠO CỦA BẢNG TUẦN HOÀN CÁC NGUYÊN TỐ HÓA HỌC
1. Ô nguyên tố
- Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô của bảng gọi là ô nguyên tố.
- Số thứ tự của ô nguyên tố đúng bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó.
2. Chu kì
a] Định nghĩa
- Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được sắp xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.
b] Giới thiệu các chu kì
- Chu kì 1: gồm 2 nguyên tố $H\,[Z=1]$ đến $He\,[Z=2]$.
- Chu kì 2: gồm 8 nguyên tố $Li\,[Z=3]$ đến $Ne\,[Z=10]$.
- Chu kì 3: gồm 8 nguyên tố $Na\,[Z=11]$ đến $Ar\,[Z=18]$.
- Chu kì 4: gồm 18 nguyên tố $K\,[Z=19]$ đến $Kr\,[Z=36]$.
- Chu kì 5: gồm 18 nguyên tố $Rb\,[Z=37]$ đến $Xe\,[Z=54]$.
- Chu kì 6: gồm 32 nguyên tố $Cs\,[Z=55]$ đến $Rn\,[Z=86]$.
- Chu kì 7: Bắt đầu từ nguyên tố $Fr\,[Z=87]$ đến nguyên tố có $Z=110$, đây là một chu kì chưa hoàn thành.
c] Phân loại chu kì
- Chu kì $1,\, 2,\, 3$ là các chu kì nhỏ.
- Chu kì $4,\, 5,\, 6,\, 7$ là các chu kì lớn.
$ \Rightarrow$ Nhận xét:
- Các nguyên tố trong cùng chu kì có số lớp electron bằng nhau và bằng số thứ tự của chu kì.
- Mở đầu chu kì là kim loại kiềm, gần cuối chu kì là halogen [trừ chu kì 1]; cuối chu kì là khí hiếm.
- 2 hàng cuối bảng là 2 họ nguyên tố có cấu hình electron đặc biệt: Lantan và Actini.
+ Họ Lantan: gồm 14 nguyên tố đứng sau $La\,[Z=57]$ thuộc chu kì 6.
+ Họ Actini: gồm 14 nguyên tố sau $Ac\,[Z=89]$ thuộc chu kì 7.
3. Nhóm nguyên tố
a] Định nghĩa
- Nhóm nguyên tố là tập hợp các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được sắp xếp thành một cột.
b] Phân loại
- Bảng tuần hoàn chia thành 8 nhóm A [đánh số từ IA đến VIIIA] và 8 nhóm B [đánh số từ IB đến VIIIB]. Mỗi nhóm là một cột, riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột.
- Nguyên tử các nguyên tố trong cùng một nhóm có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm [trừ hai cột cuối của nhóm VIIIB].
* Nhóm A:
- Nhóm A gồm 8 nhóm từ IA đến VIIIA.
- Các nguyên tố nhóm A gồm nguyên tố $s$ và nguyên tố $p$:
+ Nguyên tố $s$: Nhóm IA [nhóm kim loại kiềm, trừ $H$] và nhóm IIA [kim loại kiềm thổ].
+ Nguyên tố $p$: Nhóm IIIA đến VIIIA [trừ $He$].
- STT nhóm = Số $e$ lớp ngoài cùng = Số $e$ hóa trị [Ngoại lệ: Số $e$ hóa trị = 9, 10 thuộc nhóm VIIIB]
Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của số hiệu nguyên tử. Trong bảng tuần hoàn này, các nguyên tố có cùng cấu hình electron trong lớp ngoài cùng sẽ được sắp xếp vào cùng một nhóm.
Hơn trăm năm lịch sử, hiện nay có bao nhiêu chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học? Chi tiết từng chu kỳ như thế nào? Cùng Admin tìm hiểu ngay trong bài chia sẻ bên dưới nhé!
Hiện tại, bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện có 7 chu kì. Các chu kì này phân chia các nguyên tố hóa học thành các hàng ngang trên bảng tuần hoàn, với mỗi chu kì bao gồm các nguyên tố hóa học có cùng số lượng electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử.
Các chu kì được đánh số từ 1 đến 7, tương ứng với số lượng lớp vỏ electron của các nguyên tố hóa học trong chu kì đó. Chu kỳ thứ nhất chỉ có 2 nguyên tố [hidro và heli], vì chỉ có thể chứa tối đa 2 electron trên lớp vỏ đầu tiên. Các chu kì tiếp theo tăng dần số lượng nguyên tố hóa học, vì số lượng electron trên lớp vỏ ngoài cùng tăng dần.
Hiện nay có bao nhiêu chu kì trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học?
Mỗi chu kì còn được chia thành các nhóm [hoặc cột] dọc, biểu thị cho cùng một số lượng electron valence, tức là số lượng electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nhóm này được đánh số từ 1 đến 18, và các nguyên tố trong cùng một nhóm có tính chất hoá học tương đồng với nhau.
Xem thêm:
Dưới đây là chi tiết từng chu kỳ trong bảng tuần hoàn hóa học:
Chi tiết từng chu kỳ trong bảng tuần hoàn hóa học
- Chu kỳ 1: Chu kỳ này chỉ bao gồm 2 nguyên tố hóa học là hidro [H] và helium [He]. Các nguyên tố trong chu kỳ này chỉ có thể chứa tối đa 2 electron trên lớp vỏ đầu tiên của nguyên tử. Đây là chu kỳ ngắn nhất trong bảng tuần hoàn và chỉ có hai nguyên tố. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 1s.
- Chu kỳ 2: Chu kỳ này bao gồm 8 nguyên tố hóa học, bắt đầu từ lithium [Li] và kết thúc với neon [Ne]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 8 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 2s và 2p.
- Chu kỳ 3: Chu kỳ này bao gồm 8 nguyên tố hóa học, bắt đầu từ sodium [Na] và kết thúc với argon [Ar]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 18 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 3s và 3p.
- Chu kỳ 4: Chu kỳ này bao gồm 18 nguyên tố hóa học, bắt đầu từ potassium [K] và kết thúc với krypton [Kr]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 32 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 4s và 3d.
- Chu kỳ 5: Chu kỳ này bao gồm 18 nguyên tố hóa học, bắt đầu từ rubidium [Rb] và kết thúc với xenon [Xe]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 50 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 5s và 4d.
- Chu kỳ 6: Chu kỳ này bao gồm 32 nguyên tố hóa học, bắt đầu từ caesium [Cs] và kết thúc với radon [Rn]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 72 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Các nguyên tố trong chu kỳ này có cấu hình electron là 6s và 4f.
- Chu kỳ 7: Chu kỳ này là chu kỳ cuối cùng trong bảng tuần hoàn, bao gồm các nguyên tố bắt đầu từ francium [Fr] và kết thúc với oganesson [Og]. Các nguyên tố trong chu kỳ này có tối đa 126 electron trên lớp vỏ ngoài cùng của nguyên tử. Chu kỳ này mới được dự đoán và chưa chắc chắn xác nhận, do đó cấu hình electron của các nguyên tố trong chu kỳ này cũng chưa được xác định rõ ràng.
Mỗi chu kỳ trong bảng tuần hoàn được xác định bởi số lượng lớp vỏ ngoài cùng của các nguyên tố hóa học trong chu kỳ đó. Mỗi lớp vỏ ngoài cùng bao gồm các electron trong cùng một cấp năng lượng, còn gọi là orbital.
Như vậy, khi chúng ta di chuyển qua các chu kỳ trong bảng tuần hoàn, số lượng lớp vỏ ngoài cùng sẽ tăng dần, do đó cấu trúc electron của các nguyên tố hóa học sẽ thay đổi theo cách đó. Cụ thể, mỗi chu kỳ sẽ có số lượng nguyên tử tăng lên 1 đơn vị so với chu kỳ trước đó, và số lượng electron trong lớp vỏ ngoài cùng cũng tăng lên 1 đơn vị.
Tuy nhiên, cấu trúc electron của mỗi nguyên tố cũng phụ thuộc vào số lượng electron trong lớp vỏ ngoài cùng và năng lượng của các electron đó. Do đó, các nguyên tố trong cùng một chu kỳ có thể có cấu trúc electron khác nhau, và có thể có các tính chất hóa học khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc electron của chúng.
Bài tập áp dụng về các chu kỳ trong bảng tuần hoàn:
- Liệu các nguyên tố có cùng lớp vỏ ngoài cùng sẽ có tính chất hóa học giống nhau không? Vì sao?
- Hãy so sánh tính chất hóa học giữa nhóm IA và nhóm IIA trong bảng tuần hoàn.
- Tại sao các nguyên tố trong cùng một chu kỳ có cùng số lượng electron trên lớp vỏ ngoài cùng nhưng lại có khả năng tương tác hóa học khác nhau?
- Trong chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn, tại sao natri [Na] có tính khử mạnh hơn magie [Mg]?
- Liệu có nguyên tố nào trong chu kỳ 4 của bảng tuần hoàn có thể có cấu hình electron của chu kỳ 2? Nếu có, hãy chỉ ra nguyên tố đó và giải thích tại sao.
- Natri [Na] và kali [K] đều thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn, tuy nhiên natri lại có tính chất hóa học khác biệt so với kali. Hãy giải thích điều này.
- Tại sao lantan [La] và actini [Ac] được đặt ở vị trí riêng biệt ngoài bảng tuần hoàn hóa học?
- Liệu có nguyên tố nào trong bảng tuần hoàn có cấu hình electron của chu kỳ 3, nhưng lại không nằm trong chu kỳ 3? Nếu có, hãy chỉ ra nguyên tố đó và giải thích tại sao.
- Tại sao các nguyên tố halogen [nhóm VIIA] lại có tính chất oxi hóa mạnh?
- Tại sao oxi [O] lại có tính chất oxi hóa mạnh hơn nitơ [N]?
=> Trả lời:
- Các nguyên tố có cùng lớp vỏ ngoài cùng thường có tính chất hóa học tương đồng nhau, đó là do chúng có cùng số electron ở lớp vỏ ngoài cùng, dẫn đến cấu hình electron giống nhau, vì vậy chúng có khả năng tương tác hóa học giống nhau. Câu trả lời: Đúng.
- Nhóm IA trong bảng tuần hoàn bao gồm các kim loại kiềm như Li, Na, K, Rb, Cs và Fr. Nhóm IIA trong bảng tuần hoàn bao gồm các kim loại kiềm thổ như Be, Mg, Ca, Sr, Ba và Ra. Tính chất hóa học giữa hai nhóm này khác nhau do số electron trên lớp vỏ ngoài cùng của chúng khác nhau. Nhóm IA có một electron trên lớp vỏ ngoài cùng, còn nhóm IIA có hai electron trên lớp vỏ ngoài cùng. Các nguyên tố của nhóm IA có tính chất hóa học mạnh hơn nhóm IIA vì chúng dễ dàng cho mất đi electron trên lớp vỏ ngoài cùng, và do đó có tính khử mạnh hơn. Câu trả lời: Sai.
- Mặc dù các nguyên tố trong cùng một chu kỳ có cùng số lượng electron trên lớp vỏ ngoài cùng, tuy nhiên khả năng tương tác hóa học của chúng khác nhau do các yếu tố khác nhau như: kích thước nguyên tử, điện tích hạt nhân và cấu trúc electron bên trong. Các nguyên tố có kích thước nhỏ hơn và có điện tích hạt nhân lớn hơn có khả năng tương tác hóa học tốt hơn, còn các nguyên tố có cấu trúc electron phức tạp hơn có khả năng tương tác hóa học kém hơn. Câu trả lời: Đúng.
- Natri [Na] có tính khử mạnh hơn magie [Mg] trong chu kỳ 3 của bảng tuần hoàn vì natri có electron lớn hơn trên lớp vỏ ngoài cùng, dẫn đến điện tích hạt nhân của Na ít hơn so với Mg. Điều này khiến cho electron của Na dễ dàng bị mất đi hơn, và do đó Na có tính khử mạnh hơn Mg. Câu trả lời: Đúng.
- Nguyên tố Mn trong chu kỳ 4 của bảng tuần hoàn có thể có cấu hóa electron khác nhau, tuy nhiên cấu hình electron phổ biến nhất của Mn là [Ar] 3d5 4s2. Mn có thể hình thành các ion với các cấu hình electron khác nhau như Mn2+ với cấu hình [Ar] 3d5 và Mn7+ với cấu hình [Ar] 3d0. Tùy thuộc vào cấu hình electron của các ion Mn khác nhau, tính chất hóa học của chúng cũng khác nhau. Câu trả lời: Đúng.
- Natri và kali cùng thuộc nhóm IA trong bảng tuần hoàn, nhưng natri lại có tính chất hóa học khác biệt so với kali do kích thước nguyên tử khác nhau. Kali có kích thước nguyên tử lớn hơn natri, do đó khó khả năng liên kết của kali cũng lớn hơn. Kali có năng lượng ion hóa thấp hơn natri, điều này có nghĩa là nó dễ dàng hơn để mất đi một electron và trở thành ion dương. Do đó, các hợp chất của kali có thể có ion dương lớn hơn so với các hợp chất của natri.
- Lantan và actini được đặt ở vị trí riêng biệt ngoài bảng tuần hoàn hóa học vì chúng là những nguyên tố chuyển tiếp nội bộ. Điều này có nghĩa là chúng có các electron ở các lớp nội bộ tham gia vào quá trình hóa học của chúng, không chỉ các electron ở lớp vỏ ngoài cùng.
- Nguyên tố Scandium [Sc] có cấu hình electron của chu kỳ 3 nhưng lại không nằm trong chu kỳ 3. Điều này là do cấu trúc của bảng tuần hoàn hóa học, nơi các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần của số lượng electron trong lớp vỏ ngoài cùng. Tuy nhiên, do một số nguyên tố có cấu trúc electron đặc biệt, chúng có thể được đặt ở các vị trí khác nhau trong bảng tuần hoàn.
- Các nguyên tố halogen [nhóm VIIA] có tính chất oxi hóa mạnh do chúng có 7 electron trong lớp vỏ ngoài cùng và có xu hướng nhận thêm 1 electron để đạt được cấu trúc electron bền nhất của nguyên tử khí. Khi nhận thêm electron, chúng trở thành ion âm và có khả năng oxi hóa cao.
- Oxi có tính chất oxi hóa mạnh hơn nitơ do nó có độ âm điện cao hơn, có nghĩa là nó có khả năng thu hút electron mạnh hơn. Điều này dẫn đến việc oxi có khả năng tạo liên kết cộng hóa trị mạnh hơn, tăng tính oxi hóa của nó. Trong khi đó, nitơ có độ âm điện thấp hơn, do đó tính chất oxi hóa của nó cũng
Các em đã hiểu hết về bảng tuần hoàn hóa học chưa? Đừng ngại việc phải ôn tập hay tổng hợp lại kiến thức nhé. Việc này sẽ giúp các bạn có thể nắm chắc các kiến thức cơ bản và vận dụng vào làm bài tập tốt hơn đó nhé!