Bài 9. Ôn tập chương 2 trang 24, 25, 26

Nhận biết 9.1

Nguyên tử X có Z = 15. Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố X thuộc chu kì

A. 4.                   

B. 2.                     

C. 5.                     

D. 3.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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:

- Cấu hình electron nguyên tử X: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> X ở chu kì 3, nhóm VA, ô số 15

=> Đáp án: D

Nhận biết 9.2

Nguyên tố X thuộc nhóm IA, còn nguyên tố Z thuộc nhóm VIIA của bảng tuần hoàn. Cấu hình electron hoá trị của nguyên tử các nguyên tố X, Z lần lượt là

A. ns¹ và ns²np⁵.   

B. ns¹ và ns²np⁷.   

C. ns¹ và ns²np³.   

D. ns² và ns²np⁵.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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:

- Đáp án: A

Nhận biết 9.3

Cho các nguyên tố sau: ₁₁Na, ₁₃Al và ₁₇Cl. Các giá trị bán kính nguyên tử (pm) tương ứng trong trường hợp nào sau đây là đúng?

A. Na (157); Al (125); Cl (99).          

B. Na (99); Al (125); Cl (157).

C. Na (157); Al (99); Cl (125).         

D. Na (125); Al (157); Cl (99).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử là: Cl < Al < Na

=> Đáp án: A

Nhận biết 9.4

Cho các nguyên tố sau: ₁₄Si, ₁₅P và ₁₆S. Các giá trị độ âm điện tương ứng trong trường hợp nào sau đây là đúng?

A. ₁₄Si (2,19); ₁₅P (1,90); ₁₆S (2,58).   

B. ₁₄Si (2,58); ₁₅P (2,19); ₁₆S (1,90).

C. ₁₄Si (1,90); ₁₅P (2,19), ₁₆S (2,58).   

D. ₁₄Si (1,90); ₁₅P (2,58); ₁₆S (2,19).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần độ âm điện của các nguyên tố là: Si < P < S

=> Đáp án: C

Nhận biết 9.5

Dãy nào sau đây được xếp theo thứ tự tăng dần tính acid?

A. NaOH; Al(OH)₃; Mg(OH)₂; H₂SiO₃.       

B. H₂SiO₃, Al(OH)₃; H₃PO₄; H₂SO₄.

C. Al(OH)₃, H₂SiO₃; H₃PO₄, H₂SO₄.

D. H₂SiO₃, Al(OH)₃, Mg(OH)₂, H₂SO₄.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính acid của hydroxide của các nguyên tố là:

NaOH < Mg(OH)₂ < Al(OH)₃ < H₂SiO₃ < H₃PO₄ < H₂SO₄

=> Đáp án: C

Nhận biết 9.6

Dãy nào sau đây được xếp theo thứ tự tăng dần tính base?

A. K₂O, Al₂O₃, MgO, CaO.               

B. Al₂O₃, MgO, CaO, K₂O.

C MgO, CaO, Al₂O₃, K₂O.                 

D. CaO, Al₂O₃, K₂O, MgO.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

- Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính acid của hydroxide của các nguyên tố là:

NaOH < Mg(OH)₂ < Al(OH)₃ < H₂SiO₃ < H₃PO₄ < H₂SO₄

ð Đáp án: C

Thông hiểu 9.7

Nêu mối quan hệ giữa xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử với độ âm điện của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn và giải thích.

Lời giải chi tiết:

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm dần

=> Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử tỉ lệ nghịch với xu hướng biến đổi độ âm điện

Thông hiểu 9.8

Dựa vào xu hướng biển đổi tính kim loại và phi kim của các nguyên tố trong bảng tuần hoàn, cho biết:

a) Nguyên tố nào có tính kim loại mạnh nhất. Nguyên tố nào có tính phi kim mạnh nhất.

b) Các nguyên tố kim loại và phi kim được phân bố ở khu vực nào trong bảng tuần hoàn.

c) Những nhóm nào gồm các kim loại mạnh nhất và phi kim mạnh nhất.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

Lời giải chi tiết:

a) - Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

=> Nguyên tố có tính phi kim mạnh nhất là nguyên tố ở phía trên cùng bên phải trong bảng tuần hoàn là fluorine (F)

=> Nguyên tố có tính kim loại mạnh nhất là nguyên tố ở phía dưới cùng bên trái trong bảng tuần hoàn là caesium (Cs) (Không tính nguyên tố phóng xạ francium (Fr) do kém bền)

b) Trong bảng tuần hoàn, nếu kẻ một đường chéo qua ₅B, ₁₄Si, ₃₃As, ₅₂Te và ₈₅At thì:

- Phần bên phải (trừ các nguyên tố nhóm VIIIA là khí hiếm) là các phi kim

- Phần bên trái (trừ ₁H) là các kim loại

- Dãy lanthanide và actinide đều là các kim loại

c) - Nhóm IA gồm các kim loại mạnh nhất (được gọi là kim loại kiềm)

- Nhóm VIIA gồm các phi kim mạnh nhất (được gọi là halogen)

Thông hiểu 9.9

Methadone (C₂₁H₂₇NO), thưởng được sử dụng để giảm đau và được xem như là chất thay thế cho heroin (thuốc chữa cai nghiện).

a) Nêu vị trí các nguyên tố tạo nên methadone trong bảng tuần hoàn.

b) So sánh bán kính nguyên tử, độ âm điện và tính phi kim của các nguyên tố đó.  Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm dần

- Xu hướng biến đổi tính kim loại, tính phi kim:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại giảm dần, tính phi kim tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính kim loại tăng dần, tính phi kim giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi

+ Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

          Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử của các nguyên tố là: O < N < C

=> Chiều tăng dần bán kính nguyên tử của các nguyên tố là: H < O < N < C (Do H ở chu kì 1 chỉ có 1 lớp electron < so với các chu kì 2 có 2 lớp electron)

+ Xu hướng biến đổi độ âm điện:

          Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần độ âm điện của các nguyên tố là: C < N < O

=> Chiều tăng dần độ âm điện của các nguyên tố là: H < C < N < O (Dựa vào số liệu trong bảng độ âm điện)

+ Xu hướng biến đổi tính phi kim:

          Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính phi kim của các nguyên tố là: C < N < O

=> Chiều tăng dần bán kính nguyên tử của các nguyên tố là: H < C < N < O (Tỉ lệ thuận với xu hướng biến đổi độ âm điện)

Thông hiểu 9.10

Nguyên tử X có kí hiệu $${}_{16}^{32}X$$.

a) Xác định các giá trị số proton, số electron, số neutron, số đơn vị điện tích hạt nhân và số khối của X.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử X và nêu vị trí của X trong bảng tuần hoàn.

c) X là kim loại, phi kim hay khí hiếm? Giải thích.

d) Xác định công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của X và nêu tính acid - base của chúng.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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

- Dự đoán tính kim loại/ phi kim dựa vào số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố nhóm A (bao gồm các nguyên tố s và p)

+ Các nguyên tử có 1, 2, 3 electron ở lớp ngoài cùng là các nguyên tử của nguyên tố kim loại (trừ H, B, He)

+ Các nguyên tử có 5, 6, 7 electron ở lớp ngoài cùng thường là nguyên tử của các nguyên tố phi kim

+ Các nguyên tử có 4 electron ở lớp ngoài cùng có thể là nguyên tử của nguyên tố kim loại hoặc phi kim

+ Các nguyên tử có 8 electron ở lớp ngoài cùng là nguyên tử của nguyên tố khí hiếm (trừ He có 2 electron lớp ngoài cùng)

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

a) - Số đơn vị điện tích hạt nhân = số p = số e = 16

- Số khối A = 32 => Số n = 32 - 16 = 16

b) Cấu hình electron của nguyên tố X là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁴

c) X có 6 electron lớp ngoài cùng => X là phi kim do X dễ nhận thêm 2 electron để tạo thành cấu hình bền vững của khí hiếm (tuân theo quy tắc octet)

d) X có 6 electron lớp ngoài cùng => X thuộc nhóm VIA => Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của X lần lượt là XO₃ và H₂XO₄ (đều có tính acid)

Thông hiểu 9.11

Cho hai nguyên tố có số hiệu nguyên tử Z = 15 và Z = 62.

a) Xác định vị trí của hai nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn.

b) Viết cấu hình electron nguyên tử của hai nguyên tố đó và cho biết chúng là nguyên tố s, p, d hay f.

c) Viết công thức oxide ứng với hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của mỗi nguyên tố.

d) Nêu tính chất đơn chất và tính chất mỗi hợp chất trên

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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

- Cách xác định nhóm của các nguyên tố nhóm B có cấu hình electron lớp ngoài cùng là (n-1)d^xns^y

+ TH1: 3 ≤ (x+y) ≤ 7 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y)B

+ TH2: 8 ≤ (x+y) ≤ 10 => Nguyên tố thuộc nhóm VIIIB

+ TH3: 11 ≤ (x+y) ≤ 12 => Nguyên tố thuộc nhóm (x+y-10)B

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

Lời giải chi tiết:

a) - Cấu hình electron của nguyên tố Z = 15 là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> Nguyên tố này thuộc chu kì 3, nhóm VA, ô số 15 trong bảng tuần hoàn

- Cấu hình electron của nguyên tố Z = 62 là:

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f⁶5s²5p⁶6s²

=> Nguyên tố này thuộc chu kì 6, nhóm IIIB, ô số 62 trong bảng tuần hoàn

b) - Nguyên tố có Z = 15 là nguyên tố p do electron cuối cùng điền vào phân lớp p

- Nguyên tố có Z = 62 là nguyên tố f do electron cuối cùng điền vào phân lớp f (4f⁶)

c + d) - Công thức oxide cao nhất và hydroxide tương ứng của nguyên tố có Z = 15 là: X₂O₅ và H₃XO₄ (đều có tính acid). Nguyên tố có Z = 15 có tính phi kim

- Công thức oxide cao nhất và hydroxide tương ứng của nguyên tố có Z = 62 là: R₂O₃ và R(OH)₃ (đều có tính base). Nguyên tố có Z = 62 có tính kim loại

Vận dụng 9.12

Hãy so sánh và giải thích kích thước tương đối của:

a) nguyên tử lithium và nguyên tử fluorine.

b) nguyên tử lithium và ion của nó (Li⁺).

c) nguyên tử oxygen và ion của nó (O^2-).

d) ion nitride (N^3-) và ion fluoride (F^-).

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào các xu hướng biến đổi để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử là: F < Li

b) - Khi một nguyên tố nhường đi electron => Số electron trên lớp vỏ nguyên tử giảm, điện tích hạt nhân không đổi => Electron bị hút vào hạt nhân dễ hơn và tương tác đẩy giữa các electron giảm đi

=> Bán kính cation luôn nhỏ hơn bán kính nguyên tử ứng: $$r_{L{i}^{+}}$$<$$r_{Li}$$

c) - Khi một nguyên tố nhận thêm electron => Số electron trên lớp vỏ nguyên tử tăng, điện tích hạt nhân không đổi => Electron bị hút vào hạt nhân khó hơn và tương tác đẩy giữa các electron tăng lên

=> Bán kính anion luôn lớn hơn bán kính nguyên tử ứng: $$r_{O^{2-}}$$>$$r_O$$

d) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong cùng một chu kì 2, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử là: F < N

=> Bán kính ion: F^- < N^3-

Vận dụng 9.13

Ba nguyên tố X, Y, Z thuộc cùng một chu kì và có tổng số hiệu nguyên tử là 39. Số hiệu của nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z. Nguyên tử của ba nguyên tố này hầu như không phản ứng với H₂O ở điều kiện thường.

a) Hãy xác định vị trí của X, Y, Z trong bảng tuần hoàn. Viết cấu hình electron nguyên tử và tên từng nguyên tố.

b) So sánh độ âm điện, bán kính nguyên tử của X, Y, Z.

c) So sánh tính base của các hydroxide của X, Y, Z.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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

- Xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, độ âm điện giảm dần

- Xu hướng biến đổi bán kính nguyên tử:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử giảm dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, bán kính nguyên tử tăng dần

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Gọi số hiệu nguyên tử của các nguyên tố X, Y, Z lần lượt là z₁, z₂, z₃

- Có tổng số hiệu nguyên tử là 39 => z₁ + z₂ + z₃ = 39 (1)

- Số hiệu của nguyên tử Y bằng trung bình cộng số hiệu của nguyên tử X và Z

=> z₁ < z₂ < z₃ và $$z_2=\frac{z_1+z_3}{2}$$(2)

- Từ (1) và (2) => z₂ = 13 => Cấu hình nguyên tử của Y là: 1s²2s²2p⁶3s²3p¹

=> Y là nguyên tố aluminium (Al) thuộc chu kì 3, nhóm IIIA, ô số 13

- Vì X, Y, Z thuộc cùng 1 chu kì và 3 nguyên tố hầu như không phản ứng với nước

=> X là magnesium (Z = 12) và silicon (Z = 14)

- Cấu hình nguyên tử của X là: 1s²2s²2p⁶3s²

=> X thuộc chu kì 3, nhóm IIA, ô số 12

- Cấu hình nguyên tử của Z là: 1s²2s²2p⁶3s²3p²

=> Z thuộc chu kì 3, nhóm IVA, ô số 14

b) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi độ âm điện:

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần độ âm điện của các nguyên tố là: Mg < Al < Si

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần bán kính nguyên tử là: Si < Al < Mg

c) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính base của hydroxide của các nguyên tố là:

H₂SiO₃ < Al(OH)₃ < Mg(OH)₂

Vận dụng 9.14

Quá trình sản xuất aluminium từ quặng bauxite gồm tinh chế bauxite và trộn Al₂O₃ thu được với cryolite (Na₃AlF₆) rồi điện phân nóng chảy. Trường hợp bể điện phân chưa đúng tiêu chuẩn, sản phẩm là Al có lẫn Na. Cho 1,0 g hỗn hợp sản phẩm phản ứng với dung dịch sulfuric acid loãng, dư, thoát ra 1336,7 mL khí hydrogen (25 °C và 1 bar).

a) Xác định độ tinh khiết của aluminium trong sản phẩm.

b) Viết công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của các kim loại trên.

c) So sánh tính acid - base giữa các oxide, hydroxide tương ứng đó. Giải thích.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

- Xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide:

+ Trong một chu kì, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng giảm dần, tính acid của chúng tăng dần

+ Trong một nhóm, theo chiều tăng dần của điện tích hạt nhân, tính base của oxide và hydroxide tương ứng tăng dần, tính acid của chúng giảm dần

- Cách thực hiện:

+ Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn (chu kì nào? Nhóm nào?)

+ Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide để xác định đáp án đúng

          Trong trường hợp, có nguyên tố không cùng chu kì và không cùng nhóm với một nguyên tố khác, ta so sánh thông qua một nguyên tố trung gian có cùng chu kì với một nguyên tố và cùng nhóm với nguyên tố còn lại.

Lời giải chi tiết:

a) - Gọi n_Na = x mol, n_Al = y mol

- Có $$n_{H_2}=\frac{p.V}{R.T}=\frac{1.1,3367}{0,082.(273+25)}=0,0547$$mol

- Xét phương trình hóa học:

2Al + 3H₂SO₄ -> Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

2Na + H₂SO₄ -> Na₂SO₄ + H₂

- Theo 2 phương trình ta có: $$n_{H_2}=0,5x+1,5y=0,0547$$(1)

- Giả thiết: m_hh = 23x + 27y = 1 (2)

- Từ (1) và (2) ta có x = 0,0011 và y = 0,0361

=> m_Al = 0,0361.27 = 0,9747 (gam)

=> Độ tinh khiết của aluminium trong sản phẩm là: $$\frac{0,9747}{1}.100\%=97,47\%$$

b) - Công thức oxide có hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của Na lần lượt là Na₂O và NaOH

- Công thức oxide có hóa trị cao nhất và hydroxide tương ứng của Al lần lượt là Al₂O₃ và Al(OH)₃

c) - Bước 1: Xác định vị trí các nguyên tố trong bảng tuần hoàn

- Bước 2: Dựa vào xu hướng biến đổi tính acid - base của oxide và hydroxide

+ Trong cùng một chu kì 3, theo chiều tăng dần về điện tích hạt nhân, ta có chiều tăng dần tính base của oxide và hydroxide của các nguyên tố là:

Al₂O₃ < Na₂O và Al(OH)₃ < NaOH

Vận dụng 9.15

Oxide ứng với hoá trị cao nhất của một nguyên tố có công thức thực nghiệm là R₂O₅. Oxide này là một chất hút nước mạnh, được sử dụng trong tổng hợp chất hữu cơ. Khả năng hút ẩm của nó đủ mạnh để chuyển nhiều acid vô cơ thành các alhydrite (oxide tương ứng) của chúng. Hợp chất khí của R với hydrogen có chứa 8,82% khối lượng hydrogen và là chất khí không màu, rất độc, kém bền sinh ra trong quá trình phân huỷ xác động thực vật.

a) Nêu vị trí của R trong bảng tuần hoàn.

b) Viết cấu hình electron theo ô orbital của nguyên tử R.

c) Nêu một số tính chất hoá học cơ bản của R và hợp chất.

Phương pháp giải:

Dựa vào

- Công thức oxide cao nhất và hợp chất khí với hydrogen của các nguyên tố từ IA đến VIIA

- Mối liên hệ giữa cấu hình electron và vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

+ 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:

a) - Oxide ứng với hoá trị cao nhất của một nguyên tố là R₂O₅

=> R thuộc nhóm VA => Hợp chất khí với hydrogen của R là RH3

- Có $$\frac{M_R}{1.3}=\frac{91,18}{8,82}$$ => M_R = 31 => R là phosphorus (P)

- Cấu hình electron của nguyên tử P là: 1s²2s²2p⁶3s²3p³

=> P ở chu kì 3, nhóm VA, ô số 15

b) Cấu hình electron theo ô lượng tử là:

c) - Một số tính chất hóa học cơ bản của đơn chất phosphorus là:

+ P là một phi kim trung bình

+ Phản ứng với oxygen tạo ra oxide

+ Phản ứng với kim loại tạo ra muối phosphide

+ Phản ứng với hydrogen tạo ra phosphine

+ Phản ứng với halogen tạo thành phosphorus halide

- Công thức oxide ứng với hoá trị cao nhất, hydroxide tương ứng của P lần lượt là P₂O₅ và H₃PO₄ (đều có tính acid trung bình)

Vận dụng 9.16

Hoà tan hết 2,3 g hỗn hợp có chứa kim loại barium và hai kim loại kiềm kế tiếp nhau trong nhóm IA của bảng tuần hoàn vào nước, thu được dung dịch X và 611 mL khi (25 °C và 1 bar). Nếu thêm 1,278 g Na₂SO₄ vào dung dịch X và khuấy đều thì sau khi phản ứng kết thúc, nước lọc vẫn còn ion Ba²⁺. Nếu thêm 1,491 g Na₂SO₄ vào dung dịch X và khuấy đều thì sau khi phản ứng kết thúc, nước lọc có mặt ion SO₄^2-. Dựa vào bảng tuần hoàn, hãy xác định tên hai kim loại kiềm ở trên

Lời giải chi tiết:

- Có $$n_{H_2}=0,025$$mol; $$n_{N{a}_{2}S{O}_4}=0,009$$mol (TH1); $$n_{N{a}_{2}S{O}_4}=0,0105$$mol (TH2)

- Gọi CTTQ của 2 kim loại kiềm là R: x mol và Ba: y mol

- Ta có các phương trình phản ứng:

2R + 2H₂O -> ROH + 2H₂

Ba + 2H₂O -> Ba(OH)₂ + H₂

Ba(OH)₂ + Na₂SO₄ -> BaSO₄ + 2NaOH

- TH1: khi thêm 0,009 mol Na₂SO₄, Ba²⁺ dư

-> $$n_{Ba}=n_{B{a}^{2+}}$$> 0,009 mol

- TH1: khi thêm 0,0105 mol Na₂SO₄, SO₄^2- dư

-> $$n_{Ba}=n_{B{a}^{2+}}$$< 0,0105 mol

- Từ giả thiết ta có các phương trình:

+ m _{hỗn hợp KL} = M_R.x + 137.y = 2,3 (1)

+ $$n_{H_2}=0,025$$= 0,5x + y (2)

+ 0,009 < y < 0,0105 (3)

- Từ (1), (2), (3) ta có: 26,92 < M_R < 36,79

=> Hai kim loại kiềm là sodium (₂₃Na) và potassium (₃₉K)