Hoạt động mở đầu (trang 43) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Kim loại kiềm là các kim loại nhóm IA, bao gồm: lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), caesium (Cs), francium (Fr). Chúng phản ứng được với nước và giải phóng khí hydrogen. Vậy khả năng phản ứng với nước của các kim loại trên có giống nhau hay không? Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, chúng ta có thể giải thích được xu hướng biến đổi tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố không?
Trả lời:
- Các kim loại nhóm IA: Khả năng phản ứng với nước của các kim loại không giống nhau, khả năng phản ứng với nước giảm dần
- Dựa vào bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, ta có thể giải thích được xu hướng biến đổi tính chất hóa học cơ bản của nguyên tử các nguyên tố
1. Bán kính nguyên tử
Câu hỏi 1 (trang 43) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Quan sát Hình 6.1, cho biết bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong mỗi chu kì và trong mỗi nhóm A biến đổi như thế nào?
Trả lời:
- Trong mỗi chu kì, bán kính nguyên tử của các nguyên tố có xu hướng giảm dần từ trái sang phải.
- Trong mỗi nhóm, bán kính nguyên tử có xu hướng tăng dần từ trên xuống dưới.
Câu hỏi 2 (trang 43) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong mỗi chu kì và trong mỗi nhóm A do yếu tố nào gây ra?
Trả lời:
- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong mỗi chu kì và trong mỗi nhóm A do điện tích hạt nhân nguyên tử gây ra.
- Trong một chu kì, điện tích hạt nhân nguyên tử tăng dần nên electron lớp ngoài cùng sẽ bị hạt nhân hút mạnh hơn, vì vậy bán kính nguyên tử của các nguyên tố có xu hướng giảm dần
- Trong một nhóm, theo chiều từ trên xuống dưới, số lớp electron tăng dần nên bán kính nguyên tử có xu hướng tăng.
Luyện tập (trang 44) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Dựa vào xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, em hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều tăng dần bán kính nguyên tử: Li, N, O, Na, K.
Lời giải:
- Li, N, O cùng thuộc chu kì 2
- Li, Na, K cùng thuộc nhóm IA
- Trong 1 chu kì, tính từ trái sang phải, bán kính nguyên tử giảm => Bán kính: Li > N > O (1)
- Trong 1 nhóm, đi từ trên xuống dưới, bánh kính nguyên tử tăng => Bán kính: K > Na > Li (2)
- Từ (1) và (2)
=> Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần bán kính nguyên tử: O < N < Li < Na < K
2. Độ âm điện
Câu hỏi 3 (trang 44) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Từ số liệu trong Bảng 6.1, nhận xét sự biến đổi giá trị độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong một nhóm và trong một chu kì. Giải thích.
Trả lời:
Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng cũng tăng. Do đó, độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố có xu hướng tăng dần.
Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng nhanh, lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm, do đó độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố có xu hướng giảm dần.
Câu hỏi 4 (trang 44) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Hãy cho biết vì sao trong bảng 6.1, giá trị độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố nhóm VIIIA còn để trống
Trả lời:
- Vì các nguyên tố nhóm VIIIA là khí trơ. Mà do khí trơ không nhường nhận electron, và độ âm điện lại đại diện cho khả năng hút electron nên không xác định được độ âm điện.
Luyện tập (trang 45) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Dựa vào xu hướng biến đổi độ âm điện của nguyên tử các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, em hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều tăng dần độ âm điện của nguyên tử: Na, K, Mg, Al
Lời giải:
- Na, Mg Al cùng thuộc chu kì 2
- Na, K đều cùng nhóm IA
- Trong 1 chu kì, tính từ trái sang phải, giá trị độ âm điện tăng => Giá trị độ âm điện: Na < Mg < Al (1)
- Trong 1 nhóm, đi từ trên xuống dưới, giá trị độ âm điện giảm => Giá trị độ âm điện: K < Na (2)
- Từ (1) và (2)
=> Sắp xếp các nguyên tố theo chiều tăng dần giá trị độ âm điện: K < Na < Mg < Al
3. Tính kim loại, tính phi kim
Câu hỏi 5 (trang 45) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Giải thích sự hình thành ion Na+ và ion F-
Trả lời:
Na → Na+ + 1e
Na nhường 1 electron để trở thành Na+
F + 1e → F-
F nhận 1 electron để trở thành F-
Câu hỏi 6 (trang 45) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Khả năng nhường hoặc nhận electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố nhóm A thay đổi như thế nào khi:
a. đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì?
b. đi từ đầu nhóm đến cuối nhóm?
Trả lời:
- Khả năng nhường hoặc nhận electron hóa trị của nguyên tử các nguyên tố nhóm A:
a. đi từ đầu chu kì đến cuối chu kì, khả năng nhường electron hóa trị giảm dần, khả năng nhận electron hóa trị tăng dần
b. đi từ đầu nhóm đến cuối nhóm, khả năng nhường electron hóa trị tăng dần, khả năng nhận electron hóa trị giảm dần
Luyện tập (trang 46) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Dựa vào xu hướng biến đổi tính kim loại – phi kim của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, hãy sắp xếp các nguyên tố sau đây theo chiều giảm dần tính kim loại: sodium, magnesium và potassium
Lời giải:
- Na, Mg thuộc cùng chu kì 2
- Na, K thuộc cùng nhóm IA
- Trong cùng 1 chu kì, tính theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần => Tính kim loại Na > Mg (1)
- Trong cùng 1 nhóm, tính theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần => Tính kim loại K > Na (2)
- Từ (1) và (2)
=> Sắp xếp các nguyên tố theo chiều giảm dần tính kim loại: K > Na > Mg
4. Tính acid - base của oxide và hydroxide
Câu hỏi 7 (trang 46) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Từ các phản ứng của các oxide và hydroxide: Na2O, NaOH, Al2O3, Al(OH)3, SO3, H2SO4 với các dung dịch HCl, KOH, hãy nhận xét tính acid, base của các oxide và hydroxide trên.
Na2O phản ứng với acid ⇒ Na2O là basic oxide
Al2O3 phản ứng với cả acid và base ⇒ Al2O3 là oxide lưỡng tính
SO3 phản ứng với base ⇒ SO3 là acidic oxide
NaOH phản ứng với acid ⇒ NaOH là base
Al(OH)3 phản ứng với cả acid và base ⇒ Al(OH)3 là hydroxide lưỡng tính
H2SO4 phản ứng với base ⇒ H2SO4 là acid
Câu hỏi 8 (trang 47) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Quan sát bảng 6.2, hãy liên hệ xu hướng biến đổi tính acid tính base của oxide và hydroxide tương ứng với tính kim loại, phi kim của các nguyên tố trong chu kì
Trả lời:
- Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base oxide của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid chúng tăng dần.
Luyện tập (trang 47) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide tương ứng của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, hãy sắp xếp các hợp chất sau đây theo chiều giảm dần tính acid của chúng: H2SiO3, HClO4, H2SO4, H3PO4
Lời giải:
- Trong cùng 1 chu kì, tính từ trái trang phải, tính acid của hydroxide tương ứng của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn tăng dần
=> Sắp xếp theo chiều giảm dần tính acid: HClO4 > H2SO4 > H3PO4 > H2SiO4
Vận dụng (trang 47) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Aspartame là một chất làm ngọt nhân tạo, được sử dụng trong một số loại soda dành cho người ăn kiêng. Xác định vị trí của các nguyên tố tạo nên aspartame trong bảng tuần hoàn. Trong số các nguyên tố đó, nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất?
Lời giải:
Các nguyên tố có trong phân tử aspartame gồm: C (Z = 6), H (Z = 1), N (Z = 7), O (Z = 8)
Dựa vào bảng tuần hoàn ta xác định được:
C (Z = 6) thuộc ô số 6, nhóm IVA, chu kì 2;
H (Z = 1) thuộc ô số 1 nhóm IA, chu kì 1;
N (Z = 7) thuộc ô số 7, nhóm VA, chu kì 2;
O (Z = 8) thuộc ô số 8, nhóm VIA, chu kì 2;
Các nguyên tố C (Z = 6), N (Z = 7), O (Z = 8) đều thuộc chu kì 2.
Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính phi kim tăng dần.
Bên cạnh đó H có tính phi kim yếu.
⇒ O có tính phi kim mạnh nhất
Bài tập
Bài tập 1 (trang 47) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Nguyên tử của nguyên tố nào sau đây có bán kính nhỏ nhất?
A. Si (Z=14)
B. P (Z=15)
C. Ge (Z= 32)
D. As (Z= 33)
Đáp án: B. P (Z=15)
Bài tập 2 (trang 48) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Bốn nguyên tố D, E, M, Q cùng thuộc một nhóm A trong bảng tuần hoàn, có số hiệu nguyên tử lần lượt là 9, 17, 35, 53. Các nguyên tố này được sắp xếp theo chiều tính phi kim tăng dần theo dãy nào sau đây?
A. D, Q, E, M
B. Q, M, E, D
C. D, E, M, Q
D. D, M, E, Q
Đán án B. Q, M, E, D
D: số hiệu nguyên tử = 9 => nhóm VIIA, chu kì 2
E: số hiệu nguyên tử = 17 => nhóm VIIA, chu kì 3
M: số hiệu nguyên tử = 35 => nhóm VIIA, chu kì 4
Q: số hiệu nguyên tử = 53 => nhóm VIIA, chu kì 5
- Cả 4 nguyên tố đều thuộc nhóm VIIA.
- Trong cùng 1 nhóm, theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân, tính phi kim giảm dần
=> Sắp xếp theo chiều tính phi kim tăng dần: Q < M < E < D
Bài tập 3 (trang 48) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Xét ba nguyên tố có cấu hình electron lần lượt là:
X. 1s22s22p63s1
Q: 1s22s22p63s2
Z: 1s22s22p63s23p1
Tính base tăng dần của các hydroxide là:
A. XOH < Q(OH)2 < Z (OH)3
B. Z(OH)3 < XOH < Q (OH)2
C. Z(OH)3 < Q(OH)2 < XOH
D. XOH < Z(OH)2 < Q(OH)2
Đáp án đúng là: C
Dựa vào cấu hình electron ta thấy các nguyên tố trên đều thuộc chu kì 3 trong bảng tuần hoàn.
Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần.
⇒ Sắp xếp theo chiều tính base tăng dần:Z(OH)3 < Q(OH)2 < XOH.
Bài tập 4 (trang 48) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hãy cho biết các nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất. Giải thích
Lời giải:
- Trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học nguyên tố F có tính phi kim mạnh nhất.
- Vì trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính phi kim tăng dần. Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính phi kim giảm dần.
- Nguyên tố Flo nằm ở cuối chu kì 1 và đầu nhóm VIIA nên có tính phi kim mạnh nhất
Bài tập 5 (trang 48) SGK Hóa 10 Chân trời sáng tạo Bài 6: Cho bảng số liệu sau:
Hãy vẽ đồ thị hoặc biểu đồ với hai đại lượng bán kính nguyên tử và độ âm điện trong bảng số liệu trên. Quan sát và cho biết hai đại lượng này biến thiên như thế nào? Giải thích.
Lời giải:
- Nhận xét:
Trong một nhóm:
+ Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng do số lớp electron tăng.
+ Theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm. Vì số lớp electron tăng dần từ trên xuống dưới nên lực hút giữa hạt nhân với các electron lớp ngoài cùng giảm nên độ âm điện giảm.