Hoạt động mở đầu (trang 31) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Chu kì 2 gồm các nguyên tố cùng có hai lớp electron. Hỏi các nguyên tố nào sau đây thuộc về chu kì 2? Mg (Z = 12), Li (Z = 3), P (Z = 15), F (Z = 9)
Trả lời:
- Cấu hình electron nguyên tử các nguyên tố hóa học:
+ Mg (Z = 12): 1s22s22p63s2
⟹ Mg có 3 lớp electron
+ Li (Z = 3): 1s22s1
⟹ Mg có 2 lớp electron
+ P (Z = 15): 1s22s22p63s23p3
⟹ Mg có 3 lớp electron
+ F (Z = 9): 1s22s22p5
⟹ Mg có 2 lớp electron
- Các nguyên tố thuộc chu kì 2 là: Li, F
I. Lịch sử phát minh
Câu hỏi 1 (trang 32) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Mendeleev sắp xếp 9 nguyên tố như bảng 6.1 theo những nguyên tắc nào?
Trả lời:
- Mendeleev sắp xếp 9 nguyên tố như bảng 6.1 theo nguyên tắc:
- Tăng dần khối lượng nguyên tử từ trái sang phải, từ trên xuống dưới.
- Các nguyên tố trong cùng 1 dãy có tính chất tương tự nhau.
Câu hỏi 2 (trang 32) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Hãy chỉ ra nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố vào bảng tuần hoàn năm 1869 của Mendeleev (nguyên tắc theo hàng ngang, theo cột dọc).
Trả lời:
- Nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố vào bảng tuần hoàn năm 1869 của Mendeleev:
- Các nguyên tố có tính chất hóa học tương tự nhau được sắp xếp vào cùng một hàng.
- Theo hàng dọc, các nguyên tố được sắp xếp theo thứ tự tăng dần khối lượng nguyên tử.
Luyện tập 1 (trang 32) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Trong hình 6.1, Mendeleev có ghi: Au = 197? và Bi = 210?. Theo em, ý nghĩa của dấu hỏi chấm ở đây là gì?
Lời giải
- Dấu ? biểu thị cho dự đoán của ông và các chất đó có thể còn thiếu chưa phát hiện được.
II. Nguyên tắc sắp xếp của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
Câu hỏi 3 (trang 33) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Quan sát bảng tuần hoàn ở phụ lục 1 và cho biết trong bảng có bao nhiêu hàng, bao nhiêu cột và bao nhiêu nguyên tố hóa học.
Trả lời:
- Tổng số hàng: 8
- Tổng số cột: 18
- Tổng số nguyên tố hóa học: 118
III. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
1. Ô nguyên tố
Câu hỏi 4 (trang 34) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Hãy cho biết những thông tin thu được từ ô nguyên tố vanadium.
Trả lời:
Từ ô nguyên tố vanadium ta biết:
+ Số hiệu nguyên tử: 23
+ Kí hiệu hóa học: V
+ Tên nguyên tố: Vanadium
+ Nguyên tử khối trung bình: 50,942.
2. Chu kì
Vận dụng 1 (trang 34) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Nguyên tố phổ biến nhất Trái Đất nằm ở ô số bao nhiêu trong bảng tuần hoàn?
Lời giải:
- Nguyên tố phổ biến nhất Trái Đất là oxygen, oxygen nằm ở ô số 8 trong bảng tuần hoàn
Vận dụng 2 (trang 34) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Nguyên tố được bổ sung vào muối ăn để giảm nguy cơ bướu cổ thuộc chu kì nào trong bảng tuần hoàn?
Lời giải:
- Nguyên tố được bổ sung vào muối ăn là iodine, iodine nằm ở ô số 53 trong bảng tuần hoàn.
3. Nhóm
Câu hỏi 5 (trang 34) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Sử dụng bảng tuần hoàn (Phụ lục 1) và cho biết các nguyên tố nhóm IA có đặc điểm về cấu hình electron tương tự nhau như thế nào.
Trả lời:
Các nguyên tố nhóm IA đều có 1 electron ở lớp ngoài cùng. Do đó, cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns1
IV. Liên hệ giữa cấu hình electron nguyên tử với vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn
Câu hỏi 6 (trang 35) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Viết cấu hình electron nguyên tử Na. Cho biết trong bảng tuần hoàn, Na nằm ở ô số 11, chu kì 3, nhóm IA. Nêu mối liên hệ giữa số hiệu nguyên tử, số lớp electron, số electron lớp ngoài cùng và vị trí của Na trong bảng tuần hoàn.
Trả lời:
Cấu hình electron của Na (Z = 11): 1s22s22p63s1
- Trong bảng tuần hoàn, Na nằm ở ô số 11, chu kì 3, nhóm IA.
+ Số hiệu nguyên tử = số thứ tự ô = 11
+ Số lớp electron = số thứ tự chu kì = 3
+ Số electron lớp ngoài cùng = 1e
Luyện tập 2 (trang 35) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Từ cấu hình electron của Fe là 1s22s22p63s23p63d64s2, hãy xác định vị trí của Fe trong bảng tuần hoàn.
Lời giải:
- Cấu hình của Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2
- Vị trí của Fe trong bảng tuần hoàn:
+ Z = 26: ô số 26
+ Có 4 lớp electron: chu kì 4
+ Lớp e ngoài cùng là 3d64s2: nhóm VIIIB
V. Phân loại nguyên tố hóa học
1. Dựa theo cấu hình electron
Luyện tập 3 (trang 36) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Dựa theo cấu hình electron, hãy phân loại các nguyên tố có số hiệu nguyên tử lần lượt là 11, 20, 29.
Lời giải:
+ Với Z = 11 ta có cấu hình electron là: 1s22s22p63s1 ⇒ Là nguyên tố s.
+ Với Z = 20 ta có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p64s2 ⇒ Là nguyên tố s
+ Với Z = 29 ta có cấu hình electron là: 1s22s22p63s23p6 3d104s1 ⇒ thuộc nhóm B ⇒ Là nguyên tố d.
2. Dựa theo tính chất hóa học
Câu hỏi 7 (trang 37) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Thu thập thông tin để cho biết hiện nay có khoảng bao nhiêu nguyên tố là kim loại, phi kim, khí hiếm.
Trả lời:
- Có gần 90 nguyên tố kim loại, chúng nằm ở các vị trí:
+ Nhóm IA (trừ hydrogen) và nhóm IIA.
+ Nhóm IIIA (trừ bor) và một phần các nhóm IVA, VA, VIA.
+ Các nhóm từ IB đến VIIIB.
+ Họ lantan và actini được xếp thành hai hàng ở cuối bảng tuần hoàn.
- Có khoảng 18 nguyên tố phi kim.
- Có 6 nguyên tố nhóm khí hiếm.
Vận dụng 3 (trang 37) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Hãy thu thập thông tin về các vấn đề sau:
a. Ngoài Mendeleev, còn có những nhà khoa học nào cūng có đóng góp vào công việc xây dựng bảng và quy định luật tuần hoàn, dù ở những mức độ khác nhau?
b. Mendeleev đã tiên đoán chi tiết về ba tiền tố nào? Nêu cụ thể những tiên đoán đó.
c. Sưu tầm hình ảnh các bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học khác nhau.
Lời giải:
a) Ngoài Mendeleev, còn có những nhà khoa học khác đóng góp vào công việc xây dựng bảng và quy luật tuần hoàn, dù ở những mức độ khác nhau như:
- Berzelius người Thụy Điển: đề xuất phân loại theo kim loại và phi kim, tuy nhiên cách phân loại trên có những nhược điểm sau:
+ Có những nguyên tố vừa thể hiện tính kim loại và phi kim.
+ Các nguyên tố không có tính kim loại cũng không có tính phi kim (các nguyên tố khí hiếm).
- Phân loại theo nhóm tự nhiên:
+ Dobreiner (1780 – 1849) người Đức: xếp các nguyên tố thành “bộ ba” có tính chất giống nhau là Calcium (40), Stronti (88), Barium (137) có những tính chất tương tự nhau.
+ Newland (1837 – 1898) người Anh: xếp các nguyên tố thành “bộ tám”, ông nhận thấy 8 nguyên tố sắp xếp sau lặp lại tính chất 8 nguyên tố đứng trước như luật “bát bộ” trong âm nhạc.
+ Một số nhà bác học khác chia các nguyên tố thành nhóm kim loại kiềm, nhóm halogen, nhóm oxygen - sulfur ...
+ Mayer – nhà hóa học người Đức: năm 1869 vẽ đồ thị biểu diễn sự thay đổi thể tích nguyên tử, ông nhận thấy có sự biến đổi tuần hoàn.
b) Nhờ định luật tuần hoàn của mình, 3 nguyên tố Sc, Ga và Ge đã được Mendeleev tiên đoán khá tỉ mỉ về tính chất của đơn chất và hợp chất của chúng.
- Năm 1871, Mendeleev đã dự đoán một nguyên tố hóa học cùng “nhóm của nhôm”, có nguyên tử lượng (nguyên tử khối) khoảng 68, tỉ trọng là 5,9 – 6,0.
Đến năm 1875, một nhà khoa học người Pháp đã tạo ra được một nguyên tố mới trong quặng kẽm trắng và đặt tên là Galium (Ga). Sau một thời gian nghiên cứu chính xác, nhà khoa học người Pháp này đã kết luận các chỉ số của nguyên tố Gali đúng như những dự đoán của Mendeleev.
- Năm 1871, Mendeleev đã dự đoán một nguyên tố hóa học nằm trong “nhóm của Bo”.
Đến năm 1879, tại Thụy Điển người ta đã sử dụng phương pháp phân tích quang phổ và tìm thấy một nguyên tố mới trong các khoáng chất euxenit và gadolinit. Nguyên tố này được đặt tên là Scandium (Sc), nó có những tính chất hóa học phù hợp với dự đoán của Mendeleev.
- Năm 1871, germanium (Ge) là một trong các nguyên tố mà Mendeleev dự đoán tồn tại như là nguyên tố tương tự nhưng còn thiếu của nhóm silic (Mendeleev gọi nó là "eka-silicon"). Sự tồn tại của nguyên tố này được Clemens Winkler (nhà hóa học người Đức) chứng minh năm 1886.
c) Một số hình ảnh các bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học khác nhau:
Bài tập
Bài tập 1 (trang 37) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Mendeleev sắp xếp các nguyên tố hóa học vào 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
Bài tập 2 (trang 37) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Nguyên tố X và Y có số liệu nguyên tử lần lượt là 21 và 35. Viết cấu hình electron, từ dó xác định vị trí của X, Y (số thứ tự của ô nguyên tố, chu kì và nhóm) trong bảng tuần hoàn.
Lời giải:
Bước 1: Viết cấu hình electron nguyên tử
- Nguyên tố X: Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d14s2
- Nguyên tố Y: Cấu hình electron: 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Bước 2: Xác định vị trí của X, Y dựa vào cấu hình electron
- Nguyên tố X: ô số 21, chu kì 4, nhóm IIIB
- Nguyên tố T: ô số 35, chu kì 4, nhóm VIIA
Chú ý: Nếu có sự chèn mức năng lượng, khi viết cấu hình electron nguyên tử cần phải đổi lại vị trí các phân lớp theo thứ tự từ trái qua phải.
Bài tập 3 (trang 37) SGK Hóa 10 Cánh diều Bài 6: Bằng cách viết cấu hình electron, hãy xác định trong các nguyên tố thuộc chu kì 2 trong bảng tuần hoàn, những nguyên tố nào thuộc khối s, những nguyên tố nào thuộc khối p.
Lời giải:
Chu kì 2 gồm các nguyên tố có số hiệu nguyên tử từ 3 đến 10.
