Lý thuyết bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Lý thuyết: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. Lịch sử phát minh

- D.I.Mendeleev (1834 – 1907), một nhà hóa học người Nga, được coi là cha đẻ của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

-  Mendeleev nhận thấy có mối liên hệ giữa khối lượng nguyên tử và tính chất của các nguyên tố tương ứng qua dãy một số nguyên tố có tính chất tương tự nhau.
- Năm 1869, ông đã công bố phiên bản mở rộng của bảng tuần hoàn.

- Năm 1871, Mendeleev đã đưa ra định luật tuần hoàn: “ Tính chất của các đơn chất, cấu tạo và tính chất các hợp chất của chúng có tính tuần hoàn theo khối lượng nguyên tử của các nguyên tố”.

II. Nguyên tắc sắp xếp của bảng tuần hoàn của các nguyên tố hóa học

- Các nguyên tố hóa học được sắp xếp từ trái qua phải và từ trên xuống dưới theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân của nguyên tử.

- Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron được sắp xếp vòa cùng một hàng.

- Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số electron hóa trị được sắp xếp vào cùng một cột.

III. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

1. Ô nguyên tố

- Trong bảng tuần hoàn, mỗi nguyên tố được xếp vào một ô, gọi là ô nguyên tố, số thứ tự của ô là số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó

- Mỗi ô nguyên tố chứa các thông tin quan trọng nhất về nguyên tố hóa học. Tùy theo từng loại bảng, các thông tin có thể là số hiệu nguyên tử, kí hiệu nguyên tố, tên nguyên tố, nguyên tử khối trung bình

2. Chu kì

- Chu kì là dãy các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần.

- Bảng tuần hoàn hiện nay có 7 chu kì. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron của nguyên tử các nguyên tố trong chu kì.

   + Chu kì 1: gồm 2 nguyên tố H và He, đều có 1 lớp electron.

   + Chu kì 2: gồm 8 nguyên tố từ Li đến Ne, đều có 2 lớp electron.

   + Chu kì 3: gồm 8 nguyên tố từ Na đến Ar, đều có 3 lớp electron.

   + Chu kì 4: gồm 18 nguyên tố từ K đến Kr, đều có 2 lớp electron.

   + Chu kì 5: gồm 18 nguyên tố từ Rb đến Xe, đều có 5 lớp electron.

   + Chu kì 6(*): gồm 32 nguyên tố từ Cs đến Rn, đều có 6 lớp electron.

   + Chu kì 7(*): gồm 32 nguyên tố từ Fr đến Og, đều có 7 lớp electron.

3. Nhóm nguyên tố

- Nhóm nguyên tố gồm các nguyên tố mà nguyên tử của chúng có cấu hình electron tương tự nhau, do đó có tính chất hóa học gần giống nhau và được xếp thành một cột.

- Bảng tuần hoàn hiện nay có 18 cột, chia thành 8 nhóm A (IA đến VIIIA) và 8 nhóm B (IB đến VIIIB). Mỗi nhóm là một cột, riêng nhóm VIIIB gồm 3 cột.

Ví dụ: Nhóm IA -nhóm các kim loại kiềm, nhóm VIIA - nhóm các halogen.

- Nguyên tử các nguyên tố trong cùng 1 nhóm A có số electron hóa trị bằng nhau và bằng số thứ tự của nhóm (trừ He).

IV. Mối liên hệ giũa cấu hình electron nguyên tử với vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Từ cấu hình electron nguyên tử => xác định được vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn theo quy tắc:

- Số thứ tự của ô nguyên tố bằng số hiệu nguyên tử của nguyên tố đó

- Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của nguyên tố

- Với các nguyên tố nhóm A, số thứ tự của nhóm bằng số lớp electron ngoài cùng của nguyên tử nguyên tố đó (trừ He)

V. Phân loại nguyên tố

1. Dựa theo cấu hình electron

- Các nguyên tố s, p, d, f là những nguyên tố mà nguyên tử có electron cuối cùng được điền vào phân lớp s, p, d, f tương ứng

Ví dụ:

₁₁Na: 1s²2s²2p⁶3s¹ (nguyên tố s)

₁₃Al: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹ (nguyên tố p)

- Các nhóm A: gồm các nguyên tố nhóm s (IA, IIA) và các nguyên tố p (từ IIA đến VIIIA trừ He)

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

2. Dựa theo tính chất hóa học

- Các nhóm IA, IIA, IIIA: gồm các nguyên tố s và p là kim loại (trừ H và B)

- Các nhóm VA, VIA, VIIA: gồm các nguyên tố p, thường là phi kim

- Nhóm VIIIA: gồm các nguyên tố khí hiếm

- Các nhóm B: gồm các nguyên tố d và f đều là kim loại chuyển tiếp

Sơ đồ tư duy