Bài 5. Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học trang 13, 14

Nhận biết 5.1

Bảng tuần hoàn hiện nay không áp dụng nguyên tắc sắp xếp nào sau đây?

A. Mỗi nguyên tố hoá học được xếp vào một ô trong bảng tuần hoàn.

B. Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần khối lượng nguyên tử.

C. Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành một hàng.

D. Các nguyên tố có cùng số electron hóa trị trong nguyên tử được xếp thành một cột.

Phương pháp giải:

Dựa vào nguyên tắc sắp xếp các nguyên tố trong bảng tuần hoàn:

- Các nguyên tố được sắp xếp theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân nguyên tử

- Các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp cùng một chu kì (cùng một hàng)

- Các nguyên tố mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau được xếp thành cùng một nhóm (cùng một cột)

Lời giải chi tiết:

Đáp án: B

Nhận biết 5.2

Ô nguyên tố không cho biết thông tin nào sau đây?

A. Kí hiệu nguyên tố.                        

B. Tên nguyên tố.

C. Số hiệu nguyên tử.                        

D. Số khối của hạt nhân.

Phương pháp giải:

Lời giải chi tiết:

Đáp án: D

Nhận biết 5.3

Chu kì là dãy các nguyên tố được xếp theo chiều điện tích hạt nhân tăng dần, nguyên tử của chúng có cùng

A. số electron.                                                

B. số lớp electron.

C. số electron hóa trị.                         

D. số electron ở lớp ngoài cùng.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa chu kì: Chu kì là dãy các nguyên tố có cùng số lớp electron trong nguyên tử được xếp thành 1 hàng

Lời giải chi tiết:

Đáp án: B

Nhận biết 5.4

Bảng tuần hoàn hiện nay có số chu kì và số hàng ngang lần lượt là

A. 7 và 9.            

B. 7 và 8.                    

C. 7 và 7.                    

D. 6 và 7.

Lời giải chi tiết:

- Đáp án: A

- Giải thích: 7 chu kì và 9 hàng ngang gồm: 7 chu kì và 2 hàng ngang của các nguyên tố họ Lantan và Actini

Nhận biết 5.5

Nguyên tố Al (Z = 13) thuộc chu kì 3, có số lớp electron là

A. 1.                           

B. 2.                           

C. 3.                           

D. 4.

Phương pháp giải:

Dựa vào số lớp electron = số chu kì

Lời giải chi tiết:

Đáp án: C

Nhận biết 5.6

Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm A (trừ He) có cùng

A. số electron.                                                

B. số lớp electron.

C. số electron hóa trị.                         

D. số electron ở lớp ngoài cùng.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa của nhóm: Nhóm 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 xếp thành một cột

Lời giải chi tiết:

Đáp án: C

Nhận biết 5.7

Bảng tuần hoàn hiện nay có số cột, số nhóm A và số nhóm B lần lượt là

A. 18, 8, 8.                 

B. 18, 8, 10.   

C. 18, 10, 8.   

D. 16, 8, 8.

Lời giải chi tiết:

Đáp án: A

Nhận biết 5.8

Số thứ tự của nhóm (trừ hai cột 9, 10 của nhóm VIIIB) bằng

A. số electron.                                                

B. số lớp electron.

C. số electron hóa trị.                         

D. số electron ở lớp ngoài cùng.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa của nhóm: Nhóm 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 xếp thành một cột

Lời giải chi tiết:

Đáp án: C

Nhận biết 5.9

Nguyên tố Cl (Z = 17) thuộc nhóm VIIA, có số electron hóa trị là

A. 4.                           

B. 5.                           

C. 6.                           

D. 7.

Phương pháp giải:

Dựa vào định nghĩa của nhóm: Nhóm 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 xếp thành một cột

Lời giải chi tiết:

Đáp án: D

Nhận biết 5.10

Vị trí của nguyên tố có Z = 15 trong bảng tuần hoàn là

A. chu kì 4, nhóm VIB.                                 

B. chu kì 3, nhóm VA.

C. chu kì 4, nhóm IIA.                                   

D. chu kì 3, nhóm IIB.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố có Z = 15

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> Cấu hình electron của nguyên tử là 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> Đây là nguyên tố phosphorus (P) thuộc chu kì 3, nhóm VA, ô 15 trong bảng tuần hoàn

=> Đáp án: B

Thông hiểu 5.11

Sự phân bố electron trong nguyên tử của ba nguyên tố như sau:

X: (2, 8, 1); Y: (2, 5); Z: (2, 8, 8, 1).

Hãy xác định vị trí các nguyên tố này trong bảng tuần hoàn.

Phương pháp giải:

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

X: (2, 8, 1); Y: (2, 5); Z: (2, 8, 8, 1).

- Nguyên tố X có Z = 2 + 8 + 1 = 11

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Cấu hình electron của nguyên tử là 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Đây là nguyên tố sodium (Na) thuộc chu kì 3, nhóm IA, ô 11 trong bảng tuần hoàn

- Nguyên tố Y có Z = 2 + 5 = 7

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p³

=> Cấu hình electron của nguyên tử là 1s²2s²2p³

=> Đây là nguyên tố nitrogen (N) thuộc chu kì 2, nhóm VA, ô 7 trong bảng tuần hoàn

- Nguyên tố Z có Z = 2 + 8 + 8 + 1 = 19

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

=> Cấu hình electron của nguyên tử là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

=> Đây là nguyên tố potassium (K) thuộc chu kì 4, nhóm IA, ô 19 trong bảng tuần hoàn

Thông hiểu 5.12

Anion X^- và cation Y²⁺ đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²3p⁶. Hãy xác định vị trí của các nguyên tố X, Y trong bảng tuần hoàn.

Phương pháp giải:

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Viết cấu hình electron của ion nguyên tử:

+ Nếu ion mang điện tích dương => bớt đi bấy nhiêu electron ở phân lớp ngoài cùng

+ Nếu ion mang điện tích âm => thêm vào bấy nhiêu electron ở phân lớp ngoài cùng

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Anion X^- có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²3p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử X là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

=> Đây là nguyên tố chlorine (Cl) thuộc chu kì 3, nhóm VIIA, ô 17 trong bảng tuần hoàn

- Cation Y²⁺ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 3s²3p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử Y là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

=> Đây là nguyên tố calcium (Ca) thuộc chu kì 4, nhóm IIA, ô 20 trong bảng tuần hoàn

Thông hiểu 5.13

Cation M³⁺ và anion Y^2- đều có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s²2p⁶. Hãy xác định vị trí của các nguyên tố M, Y trong bảng tuần hoàn.

Phương pháp giải:

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

Lời giải chi tiết:

- Cation M³⁺ có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s²2p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử M là 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Đây là nguyên tố aluminium (Al) thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, ô 13 trong bảng tuần hoàn

- Anion Y^2- có cấu hình electron lớp ngoài cùng là 2s²2p⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử Y là 1s²2s²2p⁴

=> Đây là nguyên tố oxygen (O) thuộc chu kì 2, nhóm VIA, ô 8 trong bảng tuần hoàn

Thông hiểu 5.14

Hãy xác định vị trí của nguyên tố có Z = 26 trong bảng tuần hoàn và giải thích.

Phương pháp giải:

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Nguyên tố có Z = 26

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d⁶

=> Cấu hình electron của nguyên tử là 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s²

=> Đây là nguyên tố iron (Fe) thuộc chu kì 4, nhóm VIIIB, ô 26 trong bảng tuần hoàn

Vận dụng 5.15

Nguyên tử nguyên tố X có tổng số proton, neutron, electron là 18. Hãy xác định vị trí của X trong bảng tuần hoàn và giải thích.

Lời giải chi tiết:

- Gọi số hạt proton, electron và neutron trong nguyên tử X lần lượt là p, e, n

- Có tổng số hạt cơ bản của nguyên tử X là 18 => 2p + n = 18 (do p = e)

- Có số p ≤ số n ≤ 1,5.số p => p ≤ 18 - 2p ≤ 1,5p => $\frac{18}{3,5}$ ≤ p ≤ $\frac{18}{3}$

=> p = e = 6

- Nguyên tử X có Z = 6

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p²

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p²

=> Đây là nguyên tố carbon (C) thuộc chu kì 2, nhóm IVA, ô 6 trong bảng tuần hoàn

Vận dụng 5.16

Hợp chất ion XY được sử dụng để bảo quản mẫu tế bào trong việc nghiên cứu dược phẩm và hoá sinh vì ion Y^- ngăn cản sự thuỷ phân glycogen. Trong phân tử XY, số electron của cation bằng số electron của anion và tổng số electron trong XY là 20. Biết trong mọi hợp chất, Y chỉ có một mức oxi hoá duy nhất. Hãy xác định vị trí của X, Y trong bảng tuần hoàn. 

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Số electron trong cation bằng số electron trong anion = $\frac{20}{2}$ = 10

- Hợp chất ion XY chứa ion Y^- => ion còn lại là X⁺

- Nguyên tử Y^- chứa 10 electron

=> Nguyên tử Y chứa 9 electron

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁵

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p⁵

=> Đây là nguyên tố fluorine (F) thuộc chu kì 2, nhóm VIIA, ô 9 trong bảng tuần hoàn

- Nguyên tử X⁺ chứa 10 electron

=> Nguyên tử X chứa 11 electron

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Đây là nguyên tố sodium (Na) thuộc chu kì 3, nhóm IA, ô 11 trong bảng tuần hoàn

Vận dụng 5.17

Nguyên tử nguyên tố R có tổng số hạt mang điện và không mang điện là 34. Trong đó số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10. Xác định kí hiệu và vị trí của R trong bảng tuần hoàn.

Phương pháp giải:

Dựa vào mối liên hệ giữa các hạt proton (p), neutron (n) và electron (e) trong nguyên tử:

- Tổng số hạt trong nguyên tử = p + n + e

- Trong nguyên tử trung hòa về điện có p = e

- Số hạt không mang điện = n

- Proton mang điện tích dương, electron mang điện tích âm

* Các bước viết cấu hình electron của nguyên tử

+ Bước 1: Xác định số electron của nguyên tử

+ Bước 2: Các electron được phân bố theo thứ tự các AO có mức năng lượng tăng dần, theo các nguyên lí và quy tắc phân bố electron trong phân tử

+ Bước 3: Viết cấu hình electron theo thứ tự các phân lớp trong một lớp và theo thứ tự của các lớp electron

- Từ cấu hình electron của nguyên tử => các dữ kiện cần thiết

+ Số lớp electron = số chu kì

+ Số electron lớp ngoài cùng = số nhóm (đối với các nguyên tố nhóm A)

+ Ô số thứ tự = điện tích hạt nhân = số proton = số electron

Lời giải chi tiết:

- Gọi số hạt proton, electron và neutron trong nguyên tử R lần lượt là p, e, n

- Nguyên tử R có tổng số hạt cơ bản là 34 => 2p + n = 34 (1) (do p = e)

- Số hạt mang điện nhiều hơn số hạt không mang điện là 10 => 2p - n = 10 (2) (do p = e)

=> Từ (1), (2) giải hệ hai phương trình hai ẩn ta có p = e = 11, n = 12

- Nguyên tử R có Z = 11

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Cấu hình electron của nguyên tử là: 1s²2s²2p⁶3s¹

=> Đây là nguyên tố sodium (Na) thuộc chu kì 3, nhóm IA, ô 11 trong bảng tuần hoàn

Vận dụng 5.18

A, B là hai nguyên tố thuộc cùng một nhóm A ở hai chu kì liên tiếp trong là bảng tuần hoàn và Z_A + Z_B = 32. Hãy xác định vị trí của A, B trong bảng tuần hoàn

Lời giải chi tiết:

- Gọi số hạt proton trong nguyên tử X lần lượt là p₁

- Gọi số hạt proton trong nguyên tử Y lần lượt là p₂

- Giả sử X đứng trước Y, hai nguyên tố thuộc cùng nhóm A và ở hai chu kì liên tiếp trong bảng tuần hoàn => ta có 4 trường hợp

* Xét TH1: hai nguyên tố hơn kém nhau 2 đơn vị điện tích hạt nhân (chỉ có ₁H và ₃Li) => Loại vì tổng số proton trong hai hạt nhân là 32

* Xét TH2: hai nguyên tố hơn kém nhau 8 đơn vị điện tích hạt nhân (hai nguyên tố nằm trong chu kì 2, 3 và 4) => p₁ - p₂ = 8 (1)

- Tổng số proton trong hai hạt nhân là 32 => p₁ + p₂ = 32 (2)

=> Từ (1) và (2) giải hệ 2 phương trình 2 ẩn ta có p₁ = 20, p₂ = 12

- Nguyên tử X có 20 electron => X là nguyên tố Calcium (Ca)

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

=> Cấu hình electron của nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²

- Nguyên tử Y có 12 electron => Y là nguyên tố Magnesium (Mg)

=> Phân mức năng lượng electron: 1s²2s²2p⁶3s²

=> Cấu hình electron của nguyên tử Y: 1s²2s²2p⁶3s²

*Xét TH3: hai nguyên tố hơn kém nhau 18 đơn vị điện tích hạt nhân (hai nguyên tố nằm trong chu kì 4, 5 và 6) => p₁ - p₂ = 18 (1)

- Tổng số proton trong hai hạt nhân là 32 => p₁ + p₂ = 32 (2)

=> Từ (1) và (2) giải hệ 2 phương trình 2 ẩn ta có p₁ = 25, p₂ = 7

- Nguyên tử X có 25 electron => X là nguyên tố Manganese (Mn)

- Nguyên tử Y có 7 electron => Y là nguyên tố Nitrogen (N)

=> Loại

*Xét TH4: hai nguyên tố hơn kém nhau 32 đơn vị điện tích hạt nhân (hai nguyên tố nằm trong chu kì 6 và 7) => Loại vì tổng số proton trong hai hạt nhân là 32

=> Vậy X là nguyên tố Calcium (Ca) và Y là nguyên tố Magnesium (Mg)