Lý thuyết Hóa học 10 Cánh diều Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

Với tóm tắt lý thuyết Hóa 10 Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học sách Cánh diều hay nhất, chi tiết sẽ giúp học sinh nắm vững kiến thức trọng tâm, ôn luyện để học tốt môn Hóa học 10.

Lý thuyết Hóa học 10 Cánh diều Bài 6: Cấu tạo của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học

I. Lịch sử phát minh

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

- Năm 1871, Mendeleev đã đưa ra định luật tuần hoàn, phát biểu như sau: “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”. Nhờ định luật này, Mendeleev đã dự đoán tới 10 nguyên tố mới. Các nguyên tố còn lại do vị trí trong bảng không thuận lợi nên ông chỉ đưa ra ước lượng về khối lượng nguyên tử của chúng.

- Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học hiện đại ngày nay được xây dựng trên cơ sở sử dụng mối liên hệ “số hiệu nguyên tử - tính chất” thay vì mối liên hệ “khối lượng nguyên tử - tính chất”. Cách xây dựng này không những giúp nhanh chóng so sánh, suy luận về tính chất của đơn chất và hợp chất, mà còn cung cấp thông tin phong phú về mỗi nguyên tố hóa học.

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

Các nguyên tố hóa học được sắp xếp vào một bảng, gọi là bảng tuần hoàn dựa trên những nguyên tắc sau:

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

2. Các nguyên tố mà nguyên tử có cùng số lớp electron được xếp vào cùng một hàng.

3. Các nguyên tố mà nguyên tử có số electron hóa trị như nhau được xếp vào cùng một cột.

Chú ý: Electron hóa trị là những electron có khả năng tham gia vào việc hình thành liên kết hóa học (thường là những electron ở lớp ngoài cùng).

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

Vị trí của mỗi nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn được thể hiện qua số thứ tự ô nguyên tố, chu kì và nhóm.

1. Ô nguyên tố

Mỗi nguyên tố hóa học được xếp vào một ô trong bảng tuần hoàn, gọi là ô nguyên tố.

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

Ví dụ: Nguyên tử nguyên tố nitrogen có số hiệu nguyên tử là 7.

$\to$ Số thứ tự ô nguyên tố = số hiệu nguyên tử Z = 7

Vậy: Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố nitrogen ở ô số 7.

2. Chu kì

Chu kì là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử của chúng có cùng số lớp electron, được xếp thành hàng theo chiều tăng dần điện tích hạt nhân từ trái sang phải.

Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của các nguyên tố thuộc chu kì đó.

Ví dụ: Nguyên tử Na (Z = 11) có cấu hình electron là: 1s²2s²2p⁶3s¹.

Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 3.

$\to$Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố Na thuộc chu kì 3.

3. Nhóm

Nhóm là tập hợp các nguyên tố hóa học mà nguyên tử có cấu hình electron tương tự nhau, được xếp thành cột theo chiều tăng điện tích hạt nhân từ trên xuống.

Các nguyên tố được chia thành nguyên tố nhóm A (gồm 8 nhóm, đánh số từ IA đến VIIIA) và nguyên tố nhóm B (gồm 8 nhóm, đánh số từ IB đến VIIIB) dựa theo sự khác nhau về đặc điểm cấu hình electron.

Chú ý: Nguyên tử của các nguyên tố trong cùng một nhóm A (hoặc B) có cấu hình electron tương tự nhau nên có tính chất hóa học tương tự nhau.

IV. Liên hệ giữa cấu hình electron nguyên tử với vị trí của nguyên tố trong bảng tuần hoàn

Từ cấu hình electron nguyên tử của một nguyên tố hóa học, ta có thể xác định được vị trí của nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn theo quy tắc sau:

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

2. Số thứ tự của chu kì bằng số lớp electron trong nguyên tử của nguyên tố thuộc chu kì.

3. Nguyên tố nhóm A có cấu hình electron lớp ngoài cùng dạng ns^1-2 hoặc ns²np^1-6 và nguyên tố nhóm B có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng dạng (n – 1)d^1-10ns^1-2.

Với nguyên tố nhóm A, số thứ tự của nhóm bằng số electron lớp ngoài cùng của nguyên tố đó.

Các nguyên tố nhóm B: Số thứ tự của nhóm bằng tổng số electron thuộc hai phân lớp (n – 1)d và ns. Nếu tổng số electron của nguyên tử là 8, 9, 10 thì nguyên tố đó thuộc nhóm VIIIB; là 11 thì thuộc nhóm IB; là 12 thì thuộc nhóm IIB.

Ví dụ 1: Cấu hình electron của nguyên tử F (Z = 9) là: 1s²2s²2p⁵.

+ Số thứ tự ô = số hiệu nguyên tử (Z) = 9.

+ Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 2.

+ Cấu hình electron lớp ngoài cùng của F là 2s²2p⁵ $\to$ F thuộc nhóm A.

Số thứ tự nhóm A = Số e lớp ngoài cùng = 7 $\to$ F thuộc nhóm VIIA.

Vậy: Nguyên tố F ở ô số 9, chu kì 2, nhóm VIIA trong bảng tuần hoàn.

Ví dụ 2: Cấu hình electron của nguyên tử Fe (Z = 26) là: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s².

+ Số thứ tự ô = số hiệu nguyên tử (Z) = 26.

+ Số thứ tự chu kì = số lớp electron = 4.

+ Cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và sát lớp ngoài cùng là 3d⁶4s² $\to$ Fe thuộc nhóm B.

Tổng số e của hai phân lớp 3d và 4s là: 6 + 2 = 8 $\to$ Fe thuộc nhóm VIIIB.

Vậy: Trong bảng tuần hoàn, nguyên tố Fe nằm ở ô số 26, chu kì 4, nhóm VIIIB.

V. Phân loại nguyên tố hóa học

1. Dựa theo cấu hình electron

Dựa vào cấu hình electron nguyên tử, người ta phân loại các nguyên tố hóa học thành các khối nguyên tố s, p, d và f.

- Nguyên tố s là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns^1-2.

- Nguyên tố p là nguyên tố nhóm A mà nguyên tử có cấu hình electron lớp ngoài cùng là ns²np^1-6.

- Nguyên tố d là nguyên tố nhóm B mà nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và sát lớp ngoài cùng là (n – 1)d^1-10ns^1-2.

- Nguyên tố f là nguyên tố nhóm B mà nguyên tử có cấu hình electron phân lớp ngoài cùng và sát ngoài cùng là (n – 2)f^0-14(n – 1)d^0-2ns². Các nguyên tố f được xếp riêng bên dưới bảng tuần hoàn.

2. Dựa theo tính chất hóa học

Dựa theo tính chất hóa học, các nguyên tố hóa học được phân chia thành: kim loại, phi kim, khí hiếm.

Xem thêm tóm tắt lý thuyết Hóa học lớp 10 Cánh diều hay khác:

• Lý thuyết Hóa 10 Bài 7: Xu hướng biến đổi một số tính chất của đơn chất, biến đổi thành phần và tính chất của hợp chất trong một chu kì và trong một nhóm
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 8: Định luật tuần hoàn và ý nghĩa của bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 9: Quy tắc octet
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 10: Liên kết ion
• Lý thuyết Hóa 10 Bài 11: Liên kết cộng hóa trị

Xem thêm các tài liệu học tốt lớp 10 hay khác:

• Giải sgk Hóa học 10 Cánh diều
• Giải Chuyên đề Hóa học 10 Cánh diều
• Giải SBT Hóa học 10 Cánh diều
• Giải lớp 10 Cánh diều (các môn học)
• Giải lớp 10 Kết nối tri thức (các môn học)
• Giải lớp 10 Chân trời sáng tạo (các môn học)

---